中國(guó)科學(xué)院國(guó)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(duì)在Nature Biomedical Engineering上發(fā)表的一項(xiàng)研究表明，口服細(xì)菌可以成為有效的疫苗載體在動(dòng)物模型中在腸道中分泌小膜泡作為腫瘤疫苗來對(duì)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(gè)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?cè)O(shè)計(jì)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(gè)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(bào)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(wú)法穿透厚厚的粘液層和腸上皮屏障，無(wú)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(xiàng)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(duì)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(tái)，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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