炎癥性腸病，包括克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎，是一類慢性、易發(fā)性、非特異性的腸道炎癥疾病。其發(fā)病率在全球范圍內(nèi)持續(xù)上升，已成為消化系統(tǒng)疾病研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。然而，炎癥性腸病的發(fā)病機(jī)制研究以及抗炎藥物的療效評(píng)價(jià)，長(zhǎng)期受困于一個(gè)技術(shù)難題：結(jié)腸位于腹腔深部，前方覆蓋著肝臟、胃和小腸，且腸道內(nèi)容物（尤其是未消化的植物纖維和糞便色素）會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的自發(fā)熒光。當(dāng)研究者試圖通過(guò)活體成像技術(shù)監(jiān)測(cè)結(jié)腸炎癥時(shí)，來(lái)自腸道內(nèi)容物的背景信號(hào)往往比真實(shí)的炎癥信號(hào)高出數(shù)倍甚至一個(gè)數(shù)量級(jí)，使得有效信號(hào)淹沒(méi)在背景之中。

傳統(tǒng)的炎癥性腸病研究高度依賴終點(diǎn)法。研究者每日記錄動(dòng)物體重變化、糞便性狀和便血情況，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)處死動(dòng)物，取出完整結(jié)腸測(cè)量長(zhǎng)度，進(jìn)行組織病理學(xué)評(píng)分。這種方法存在明顯缺陷：首先，體重等宏觀指標(biāo)滯后于炎癥發(fā)生；其次，終點(diǎn)數(shù)據(jù)無(wú)法回答炎癥是從結(jié)腸近端向遠(yuǎn)端蔓延，還是從某個(gè)局部病灶向外擴(kuò)散；更關(guān)鍵的是，無(wú)法在同一個(gè)體內(nèi)追蹤抗炎藥物起效的時(shí)間過(guò)程。

科辰星飛植物/小動(dòng)物活體成像系統(tǒng)將專為克服泥沙和基質(zhì)背景干擾而開(kāi)發(fā)的雙波長(zhǎng)減影算法，成功應(yīng)用于腸道炎癥成像。該技術(shù)通過(guò)在不同波長(zhǎng)下分別采集信號(hào)，利用真實(shí)熒光素酶發(fā)光與背景自發(fā)熒光的光譜差異，逐像素扣除腸道內(nèi)容物和組織本身的背景貢獻(xiàn)，僅保留報(bào)告基因的真實(shí)信號(hào)。

研究團(tuán)隊(duì)在NF-κB-luc轉(zhuǎn)基因小鼠中建立了DSS誘導(dǎo)的結(jié)腸炎模型。NF-κB是炎癥反應(yīng)的核心轉(zhuǎn)錄因子，其活化驅(qū)動(dòng)下游數(shù)十種炎性因子的表達(dá)。使用科辰星飛系統(tǒng)對(duì)同一組小鼠進(jìn)行連續(xù)8天的活體成像，結(jié)果顯示：造模前基線期全腹無(wú)明顯信號(hào)；第2天降結(jié)腸區(qū)域出現(xiàn)局灶性微弱信號(hào)；第4天信號(hào)強(qiáng)度較基線上升3倍，并擴(kuò)散至整個(gè)降結(jié)腸和直腸；第5-7天信號(hào)達(dá)到峰值（較基線上升8倍），空間分布顯示為彌漫性全結(jié)腸炎，與組織病理學(xué)中的炎細(xì)胞彌漫浸潤(rùn)一致。最為關(guān)鍵的是，將含有腸道內(nèi)容物的圖像與排空腸道后的圖像對(duì)比顯示，科辰星飛的減影算法成功扣除了超過(guò)90%的背景干擾，使得真實(shí)炎癥信號(hào)清晰可辨。

該技術(shù)已被多家炎癥性腸病藥物研發(fā)企業(yè)采用。科辰星飛，使消化道炎癥研究實(shí)現(xiàn)了“活體、日間、區(qū)域定位、背景剔除”的系統(tǒng)性動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。