工程菌定植增强脂质纳米药物在肿瘤中的积累用于声动力免疫治疗

为解决肝细胞癌(HCC)治疗中脂质纳米颗粒(LNPs)存在的脱靶效应、快速清除和特异性差等问题，上海第六人民医院的研究团队创新性地将长双歧杆菌(BL)与负载索拉非尼的阳离子LNPs(PSI LNPs)通过静电吸附结合，构建了具有肿瘤靶向性的工程菌递送系统。该研究通过荧光成像证实工程菌使肿瘤部位药物积累提升66%，并延长了药物滞留时间；结合超声(US)辐照触发药物释放和声动力治疗(SDT)，显著增强了树突状细胞(DCs)成熟、CD8+ T细胞浸润等免疫应答，为肝癌联合治疗提供了新策略。

　　

肝细胞癌（HCC）是全球癌症相关死亡的主要原因之一，尽管靶向药物索拉非尼作为一线治疗方案，但其临床疗效受限于肿瘤微环境（TME）的免疫抑制特性和药物递送效率低下。脂质纳米颗粒（LNPs）虽具有肝靶向性，却面临脱靶效应、快速清除等挑战。如何突破这些瓶颈，成为当前肝癌治疗领域亟待解决的难题。

上海第六人民医院的Yaotai Wang团队在《Materials Today Bio》发表的研究中，巧妙利用长双歧杆菌（Bifidobacterium longum, BL）的天然肿瘤趋向性，通过静电吸附将负载索拉非尼、全氟己烷（PFH）和吲哚菁绿（ICG）的阳离子LNPs（命名为PSI LNPs）修饰于BL表面，构建了兼具靶向递送和免疫激活功能的工程菌系统。研究采用双阶段静脉注射策略：先注射工程菌定植肿瘤，再注射PSI LNPs并通过超声触发药物释放。关键技术包括：1）薄膜水化法制备超声响应性PSI LNPs；2）静电吸附构建BL-PSI复合物；3）小动物荧光成像实时追踪药物分布；4）流式细胞术分析肿瘤浸润淋巴细胞（TILs）。

3.1. PSI LNPs的制备与表征
通过薄膜水化-两步乳化法合成的PSI LNPs呈规则球形（270.93±11.67 nm），zeta电位+21.71 mV，ICG和索拉非尼的包封率分别为65.59%和92.37%。超声成像证实PFH在US辐照下发生液气相变产生微泡，显示优异的声响应性。溶血实验证实其生物相容性（溶血率<5%）。

3.2. 工程菌构建与肿瘤定植验证
BL（-37.92 mV）与阳离子PSI LNPs通过静电吸附形成粒径2771.67 nm的复合物。组织匀浆实验显示BL在肿瘤中的定植量第7天仍维持高水平，而心、肺等正常组织中的细菌被快速清除。ELISA检测证实BL仅引起短暂、可控的炎症反应（IL-6/TNF-α 72小时后恢复基线）。

3.3. 声动力治疗的体外抗肿瘤效果
Calcein-AM/PI双染显示PSI+US组肿瘤细胞死亡率超60%，流式检测早期凋亡率达33.36%。DCFH-DA探针证实US触发ICG产生大量活性氧（ROS），为SDT的核心机制。

3.4. 工程菌增强肿瘤药物积累
荧光成像显示BL+PSI组肿瘤药物积累较游离PSI组提升66%，且滞留时间延长至72小时。离体定量显示肿瘤区域荧光强度增加43%，而主要器官无显著残留，证实靶向安全性。

3.5. 协同免疫激活效应
免疫荧光显示BL+PSI+US组CD80（DCs成熟标志）表达最显著。流式分析揭示该组CD8⁺
T细胞占比达58.5%，较对照组提升3.9倍，表明工程菌与SDT协同促进细胞毒性T淋巴细胞（CTLs）活化。

这项研究开创性地将益生菌特性与纳米医学结合，通过三重机制革新肝癌治疗：1）BL的缺氧趋向性克服LNPs靶向缺陷；2）US触发PFH相变增强药物穿透深度；3）BL与ICG产生的ROS协同诱导免疫原性细胞死亡（ICD），逆转TME免疫抑制。尤其值得注意的是，该策略使部分小鼠肿瘤完全消退，且血液生化指标与组织学分析均显示良好安全性。未来需进一步优化工程菌稳定性，但其"菌-药-声"三位一体的设计理念，为实体瘤的靶向免疫治疗提供了普适性框架。