用于炎症性肠病患者的可穿戴传感器

一组生物工程师在一项由克罗恩和结肠炎基金会资助的概念验证研究中演示了这种类似腕表的设备，并发表在该基金会的期刊上，炎症性肠病．

该设备中的传感器检测并量化与之相关的两个关键生物标志物的存在炎症性肠病:白介素-1β和c反应蛋白(CRP)。这项研究首次证实c反应蛋白存在于人体汗液中，也首次证明了这两者的存在生物标记物可以在汗水中检测到。

埃里克·琼森工程与计算机科学学院(Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science)的系主任、生物工程教授、这项研究的首席研究员沙里尼·普拉萨德(Shalini Prasad)博士说，这项技术可以提供警告，但不能诊断炎症性肠病。这项工作的最终目标是开发一种设备来帮助患者更好地控制IBD，因为IBD是不可预测的。“这就像汽车的发动机检查灯，”系统生物学教授塞西尔·h·和艾达·格林(Cecil H. and Ida Green)说。“预警信号并不意味着患者病情复发，但它可以让患者有机会更早进行干预，此时症状可能对治疗更有反应。”该设备还可以帮助医生更快地了解治疗是否有效。”

研究人员监控研究了20名健康志愿者体内这两种生物标记物的水平，以表明这些生物标记物可以被跟踪，并确定没有炎症性肠病的人体内的生物标记物水平。

研究人员使用了一种被称为“被动汗液”的方法，这意味着穿戴者不需要进行体育活动，也不需要让汗腺显示出汗液就能产生样本。汗液被收集在一个可移动的条上，该条被安装在必须每天更换的手腕设备中。普拉萨德说，该设备收集被动汗液很重要，因为IBD患者可能无法达到产生主动汗液所需的运动水平。

在研究的第二阶段，该原型机将在患者志愿者身上进行测试，这也是由该基金会资助的，而且在向患者提供之前，还必须进行进一步的测试。

该设备有可能追踪以炎症反应为标志的其他疾病和状况。普拉萨德的团队正在研究它是否能提醒人们细胞因子的增加，这是免疫系统在病毒感染的早期阶段释放的蛋白质，例如新型冠状病毒肺炎．

普拉萨德的团队之前开发了一种生物传感器它通过分析汗液来检测某些化学物质的水平，如葡萄糖和皮质醇，这可能表明糖尿病．2014年，她在德克萨斯州艾伦与人共同创立了一家名为EnLiSense的公司，开发基于生活方式的传感器和设备。

该基金会研究创新副主任Gerard Honig博士说，基于Prasad在葡萄糖追踪器上的成功工作，克罗恩和结肠炎基金会与她合作，将这一概念应用于开发一种无创的IBD监测设备。霍尼格说:“我们在许多领域都看到了非凡的变革，比如生物工程，以及与医疗设备相关的重大事件，但我们不一定看到这些想法应用于IBD。”

在美国，IBD影响了数百万人，其特点是慢性或反复的免疫反应，当身体将食物、细菌和其他物质误认为外来物质时，肠道内的细胞受到攻击，导致炎症。症状包括疲劳和腹痛，克罗恩病患者腹泻，溃疡性结肠炎患者大便急症。

目前，医生通过内窥镜检查肠道炎症，即将一根细长的管子插入体内，观察内部器官或组织。霍尼格说，这种方法的侵入性太强，不适合频繁监测疾病，这给招募患者进行临床药物试验带来了挑战。

“一个可穿戴微传感器设备将有潜力使患者积极参与监测他们的疾病和管理，”Honig说。“这将极大地促进临床研究，并有可能在长期内用于促进主动管理，即在一段时间内，你试图达到一个目标生物标记水平，并优化护理以达到这一目标。”