Adv Sci:汪燕翔等团队改造益生菌,可精准递送免疫药物并扰乱癌细胞铁代谢,双管齐下攻击“冷”肿瘤

  • 2026-03-26 17:27
  • 来源:医药资讯网
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基于细菌的材料利用其固有的缺氧和免疫抑制微环境靶向能力、免疫调节作用及药物递送优势,已成为调节肿瘤微环境(TME)以将免疫上“冷”的肿瘤转化为“热”肿瘤的有前景策略。

2026年3月20日,合肥市综合性国家科学中心汪燕翔、中国医学科学院李珂、庞晶共同通讯在Advanced Science(IF=14.1)在线发表题为Chemically Engineered L. reuteri Delivering αPD-L1 and Gallium Ions via Metal-Phenolic Networks Potentiate Anti-Tumor Immunity and Ferroptosis的研究论文。本研究创新性地利用金属-酚网络(MPNs)对罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)进行功能化修饰,实现αPD-L1抗体与镓离子(Ga³⁺)的共递送,以开展协同抗肿瘤治疗。

MPN包被材料可实现pH响应性药物释放:其中αPD-L1逆转免疫抑制,Ga³⁺则通过模拟Fe³⁺干扰肿瘤铁代谢,诱导肿瘤细胞选择性铁死亡。在荷B16黑色素瘤及LLC肺癌小鼠模型中的体内评价显示,功能化罗伊氏乳杆菌可有效重编程肿瘤免疫微环境,并显著促进肿瘤消退。

该系统整合了细菌缺氧趋化性、MPN介导的铁死亡以及免疫检查点抑制剂(ICI)介导的免疫激活,在体内实现了多功能抗肿瘤效应。因此,该多功能材料为治疗难治性或免疫学“冷”肿瘤提供了一种全新策略。

构建基于细菌的生物活性材料已成为一项创新策略,该策略充分利用微生物独特的生物学特性及其与肿瘤微环境(TME)的动态相互作用。实体恶性肿瘤常因血管生成混乱和血管网络不规则而形成缺氧生态位,形成缺氧区,成为专性厌氧菌和兼性厌氧菌的优先定植位点。

免疫抑制性的TME表现为乳酸浓度升高和细胞外酸性pH值,进一步为某些细菌的繁殖创造了一个有利的生态系统。因此,某些细菌在肿瘤治疗方面具有特定的生物学优势,包括自驱运动、缺氧响应的趋化性以及肿瘤选择性定植能力。这些特性使得工程化治疗载荷的传递成为可能,从而克服了传统纳米医学和大分子治疗的扩散限制。

近期研究表明,罗伊氏乳杆菌(L. reuteri)作为一种肠道共生菌,能够调控局部及全身抗肿瘤免疫应答。罗伊氏乳杆菌可产生芳香烃受体配体,促进树突状细胞成熟,同时抑制调节性T 细胞活性。将免疫检查点抑制剂(ICI)与传统治疗手段合理联用,已在临床中得到应用。

在结直肠癌模型中,口服罗伊氏乳杆菌可通过提高肿瘤浸润CD8⁺T细胞数量、减少髓源抑制细胞比例,与抗PD-1/PD-L1治疗产生协同效应。这种免疫调控协同作用使细菌成为克服免疫学“冷”肿瘤对ICI耐药的理想候选载体。

对Lr进行化学修饰,负载TA-Ga³⁺构建的金属-多酚网络,并在此基础上进一步固定PD-L1抗体(摘自Advanced Science

基因工程菌已成为主流的治疗手段,但其也存在水平基因转移与宿主基因突变的潜在风险。基于此,本研究旨在通过表面功能化构建化学工程化细菌载体,以提升其治疗载荷装载能力、免疫激活性能及肿瘤微环境响应性。研究利用金属-酚网络(MPN)对罗伊氏乳杆菌进行功能化修饰,实现αPD-L1抗体与镓离子(Ga³⁺)的共递送。

该修饰材料可实现:缺氧驱动的肿瘤靶向;pH响应性药物释放;通过αPD-L1阻断逆转免疫抑制;以及Ga³⁺模拟Fe³⁺与转铁蛋白(Tf)结合,干扰铁代谢并诱导肿瘤选择性铁死亡。由此,该化学工程化细菌实现了协同抗肿瘤消退效应。该生物活性材料整合了细菌趋向性、MPN介导的铁死亡以及ICI介导的免疫激活,为克服单药治疗局限、改善难治性或免疫学“冷”肿瘤的治疗效果提供了全新策略。

原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202521638


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