中國科學(xué)院國家納米科學(xué)中心(NCNST)聶廣軍教授和趙曉教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊在Nature Biomedical Engineering上發(fā)表的一項研究表明，口服細(xì)菌可以成為有效的疫苗載體在動物模型中在腸道中分泌小膜泡作為腫瘤疫苗來對抗癌癥。
與疫苗接種相比，口服疫苗更容易服用，而且成本大多較低。更重要的是，口服疫苗通過刺激腸道中的免疫細(xì)胞來激活身體的適應(yīng)性免疫反應(yīng)，腸道是最大的免疫器官。因此，這種疫苗可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。然而，口服疫苗系統(tǒng)仍然非常有限。開發(fā)口服給藥的腫瘤疫苗有兩個主要挑戰(zhàn)。一是消化道的惡劣環(huán)境，二是復(fù)雜的腸上皮屏障。
為了克服這些挑戰(zhàn)，研究人員開發(fā)了一種口服糖控細(xì)菌機(jī)器人，用于在腸道中生產(chǎn)腫瘤疫苗。他們設(shè)計了一種基于基因工程大腸桿菌的細(xì)菌機(jī)器人，該機(jī)器人可以在阿拉伯糖(一種在自然界中廣泛存在的五碳糖)的誘導(dǎo)下分泌攜帶腫瘤抗原的外膜囊泡 (OMV) 。
作為腸道菌群與機(jī)體免疫系統(tǒng)相互作用的天然介質(zhì)，OMVs 與腫瘤抗原一起，可以有效穿透腸道粘液和上皮屏障，并被固有層(一種特殊的粘膜層)中的抗原呈遞細(xì)胞攝取的腸道。最終，口服疫苗系統(tǒng)在多個臨床前腫瘤模型中激活了強(qiáng)大的抗腫瘤免疫反應(yīng)和免疫記憶效應(yīng)。
“最初，我們注意到一份由食物污染引起的細(xì)菌性腸炎的報道。如果病原菌能夠突破生物屏障并引發(fā)免疫反應(yīng)，那么人工工程菌應(yīng)該能夠克服復(fù)雜的胃腸道環(huán)境。受這一假設(shè)的啟發(fā)，我們開始嘗試使用細(xì)菌機(jī)器人來提供口服疫苗，”趙教授說。“然而，細(xì)菌太大，無法穿透厚厚的粘液層和腸上皮屏障，無法到達(dá)固有層的免疫細(xì)胞。幸運(yùn)的是，大量研究表明，腸道細(xì)菌釋放的 OMV 參與了身體的免疫調(diào)節(jié)。”
“這項工作表明，這種口腔細(xì)菌機(jī)器人可以在基因工程技術(shù)的幫助下，可控地生產(chǎn)針對小鼠多種腫瘤的疫苗。更重要的是，它可以作為抗原傳遞和展示平臺，預(yù)防傳染病等其他疾病。它持有為進(jìn)一步開發(fā)口服疫苗帶來巨大希望，”聶教授說。
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