一项新研究首次阐明了由肠道共生菌和肠道内分泌系统共同维持的肠-肝免疫调节轴，并揭示了机体非特异性清除药物递送载体的根本机制。该研究为困扰递送领域数十年的核心问题提供了普适性解决方案，显著提高了肿瘤靶向治疗、mRNA疗法、基因编辑等疗法的递送效率和治疗效果，为生物医学递送技术的临床转化开辟了新路径。

由中国科学技术大学Wang Yucai教授、Zhu Shu教授和Jiang Wei教授领导的研究团队于3月19日在《科学》杂志上发表了题为"Commensal-driven serotonin production modulates in vivo delivery of synthetic and viral vectors"的研究论文。

长期存在的快速清除挑战

药物递送载体是现代生物医学领域的关键基础。它们能有效解决化疗药物全身毒性高、核酸药物稳定性差、脂溶性药物生物利用度低等问题，从而推动肿瘤靶向化疗、mRNA疫苗、基因治疗等疗法的临床应用。

然而，递送载体在给药后容易被机体快速清除，导致靶组织药物浓度极低。例如，现有纳米药物对肿瘤的有效递送剂量不足总剂量的0.7%，严重制约了治疗效果。此外，学术界对此问题缺乏安全且普适的干预方法。

通过靶向肠道细菌提升递送效率

通过系统研究，研究团队发现，在清除小鼠肠道共生菌后，多种递送载体的肿瘤递送效率均显著提高。这种增强的递送效率可直接转化为肿瘤化疗、溶瘤病毒疗法和蛋白替代疗法等抗肿瘤方法的治疗效果提升。此外，多器官基因递送和体细胞编辑的效率也大大提高，这主要归因于载体的血液循环能力显著改善。

为了揭示其潜在机制，团队开发了基于活体成像的单细胞形态和载体相互作用行为定量分析系统。该系统证实，肝脏Kupffer细胞是肠道细菌调控药物递送的终端靶细胞，而清除肠道细菌可导致其对递送载体的摄取能力显著下降，最大降幅达70%。

血清素作为肠-肝信使

进一步的研究阐明，肠道上皮细胞是感应细菌信号和调节肝脏免疫的核心枢纽，而肠道内分泌系统分泌的血清素是连接肠道细菌和肝脏免疫系统的关键信使分子。

本研究首次勾勒出完整的肠-肝免疫调节轴：肠道共生菌激活肠道上皮内分泌系统，促进血清素分泌；血清素随后激活肝脏Kupffer细胞，增强其对递送载体的吞噬能力，从而削弱载体循环，降低递送效率。

实验验证，干预这一血清素通路或通过饮食调节限制色氨酸摄入，均可显著抑制肝脏Kupffer细胞对递送载体的清除活性。这种干预使肿瘤递送效率提高2-3倍，靶组织基因编辑效率提高10-15倍，在多种治疗模型中实现了显著的治疗效果提升。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Qin Wang et al, Commensal-driven serotonin production modulates in vivo delivery of synthetic and viral vectors, Science (2026). DOI: 10.1126/science.adu7686.

Researchers uncover gut-liver serotonin pathway that limits nanoparticle and viral delivery
https://phys.org/news/2026-03-uncover-gut-liver-serotonin-pathway.html