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炎癥性腸病（IBD）是一類病因復雜、病程難料的慢性腸道頑疾。目前的內鏡等手段雖能直視病灶，卻因侵入性強而無法頻繁使用，常錯失動態監測與及時干預的最佳時機。因此，開發能在復雜腸道環境中實時感知炎癥信號、并在原位精準投送治療藥物的活體療法，成為該領域亟待突破的關鍵。
2026年6月1日，中國藥科大學高向東、劉瑋與于菊萍團隊在《自然·微生物學》發表題為《Engineered Bacteroides thetaiotaomicron sense gut inflammation and deliver therapeutic molecules to alleviate colitis in mice》的研究。團隊利用合成生物學技術，將人體腸道多形擬桿菌（Bacteroides thetaiotaomicron）改造為一款名為“Btbot”的智能活體機器人。它不僅能通過雙信號邏輯門同時識別炎癥標志物脫氧膽酸（DCA）與一氧化氮（NO），還能僅在兩種信號共存時，精準啟動表面修復分子TFF3或抗炎因子IL-35的釋放，從而在結腸炎小鼠模型中實現局部、動態、高效的診療一體化。
研究團隊首先通過篩選信號肽，分別構建了表面展示TFF3和分泌IL-35的模塊，實現了治療分子的可控表達。隨后，團隊設計了NO傳感器（基于轉錄因子NsrR）和DCA傳感器，并利用CRISPR干擾技術構建了只有當DCA與NO同時存在時，治療分子才會被大量生產的邏輯門。這種設計確保了治療作用精準發生于炎癥局部，避免非特異性釋放。
體外實驗證實，Btbot-TFF3能顯著加速Caco-2細胞劃痕愈合，且表面錨定的TFF3增強了細菌對腸上皮的直接黏附；而Btbot-IL35則有效抑制了巨噬細胞中TNF-α、IL-1β等促炎因子的表達。在DSS誘導的急性結腸炎小鼠中，口服Btbot菌株的小鼠體重下降減輕、疾病活動指數回落、結腸長度得以保留，組織病理學顯示黏膜結構恢復、炎性浸潤減少。進一步分析表明，治療組結腸內TFF3與IL-35蛋白水平顯著升高，促炎因子（IL-6、TNF-α）降低，抗炎因子（IL-10、TGF-β）升高，腸道屏障蛋白Occludin與Claudin-1表達上調，腸通透性得到改善。即使在每72小時給藥一次的減頻方案下，Btbot仍具療效。在更接近臨床的IL-10基因敲除自發結腸炎小鼠模型中，Btbot同樣展現了明確的治療潛力。
研究還揭示了多形擬桿菌獨特的宿主互作機制：它能降低結腸活性氧水平，增加乙酸、丙酸等短鏈脂肪酸，激活AMPK通路，促進結腸上皮從糖酵解轉向氧化磷酸化，從而消耗腔內氧氣，加固自身厭氧定植的生態位。同時，該菌株重塑了紊亂的腸道菌群，抑制了與IBD進展相關的Parasutterella、Allobaculum等潛在有害菌屬，提升了產短鏈脂肪酸的有益擬桿菌屬豐度。
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