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上海交大劉盡堯團隊 Nano Today:給細菌穿上一件腫瘤細胞膜外衣
2022-06-30  來源:高分子科技

  利用細菌作為一種藥物治療手段已有很長的歷史。早在一個多世紀之前,William B. Coley采用鏈球菌感染治愈了無法進行手術治療的癌癥患者,開啟了細菌治療癌癥的新篇章。自此,許多菌株被研究用于腫瘤治療,并且在大量動物模型中顯示出穩(wěn)定的腫瘤靶向能力和抗腫瘤活性。目前,已有多株細菌嘗試用于癌癥治療的臨床試驗。與化學藥物相比,細菌制劑具有獨特的特性--如大腸桿菌、沙門氏菌、梭菌、雙歧桿菌、李斯特菌等能夠在腫瘤內(nèi)選擇性定植和增殖,使腫瘤組織中的細菌數(shù)量比正常器官如肝、脾等增加1000倍甚至更高。靶向腫瘤的細菌通過直接觸發(fā)細胞凋亡和自噬,或誘導抗腫瘤免疫應答來殺死腫瘤細胞。雖然細菌療法為癌癥治療提供了一種獨特的途徑,但是,由于細菌的高致病性和強免疫原性,臨床應用時往往不可避免地出現(xiàn)副作用。同時,由于給藥后細菌的腫瘤特異性積累有限、治療效果較低、治療方式單一,很大程度上限制了細菌制劑的進一步應用。針對這些問題,上海交通大學分子醫(yī)學研究院劉盡堯團隊開發(fā)了一種多功能活細菌包封策略,即用腫瘤細胞衍生的細胞膜囊泡包封活性細菌,以賦予細菌多種外源性功能。具體是在紫外線刺激下,腫瘤細胞發(fā)生凋亡逐漸釋放凋亡小體,細胞內(nèi)的細菌伴隨被感染細胞凋亡小體的形成而自動被凋亡小體包封。由此制備的癌細胞偽細菌(Carcinoma cell-mimetic bacteria,CCMB)可以結合腫瘤細胞和細菌的獨特特性進行腫瘤治療。



  本方法適用于對不同菌株進行修飾,也能夠從不同類型的真核細胞制備包被菌。CCMB通過包覆細胞膜將細菌表面抗原隱藏起來,減少細菌引起的炎癥反應和副作用,從而提高其生物安全性;同時,得益于腫瘤細胞膜的抗吞噬特性(CD47蛋白)和同源靶向能力,減緩機體清除的同時也增加了腫瘤部位細菌的積累。此外,細菌表面的膜上腫瘤抗原的存在引發(fā)了強有力的特異性抗腫瘤免疫反應,啟動了特異性免疫和微生物治療雙重模式。結果表明,采用不同腫瘤細胞來源所制備的CCMB在肺癌、黑色素瘤、肺轉移瘤等多個腫瘤模型中顯示出良好的抑制腫瘤生長和轉移的作用。單次靜脈注射表現(xiàn)出良好的生物安全性,并且顯著延長腫瘤小鼠的生存期。此外,單劑量CCMB也可以顯著提高臨床使用的免疫檢查點抑制劑αPD-1在荷瘤小鼠中的治療效果。


  相關研究工作以“Multimodal oncolytic bacteria by coating with tumor cell derived nanoshells”為題發(fā)表在Nano Today上。課題組劉蕊博士后和曹湞萍副研究員為該論文共同第一作者。該工作得到第十四批國家海外高層次人才引進青年項目、科技部重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學基金委面上項目、上海市探索者計劃等支持。


  論文鏈接:

  https://authors.elsevier.com/a/1fK2u6DSyBAFlv (Free access before August 17, 2022)

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