综述:细菌基药物递送系统:抗击传染病的新途径

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:Medicine in Drug Discovery CS10.8

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  这篇综述系统阐述了细菌基药物递送系统(DDS)在传染病治疗中的前沿进展,涵盖全菌细胞、裂解物、囊泡、孢子及毒素等载体的设计原理与应用。文章重点解析了靶向递送(如肿瘤微环境TME)、免疫调控(如TLR5/NF-κB通路)和基因编辑(CRISPR/Cas9)等核心技术,同时探讨了临床转化面临的挑战(如宿主免疫反应调控)。

  

细菌基药物递送系统:抗击传染病的新途径

引言

传染病是全球第二大死因,而抗生素耐药性加剧了治疗困境。细菌基药物递送系统(DDS)通过精准递送、免疫调控和微环境响应等特性,成为对抗感染性疾病的新武器。这类系统利用细菌或其衍生物(如外膜囊泡、孢子)作为载体,将药物定向输送至病灶,同时激活宿主免疫反应。

药物递送系统的定义与演变

DDS的发展融合了药理学与生物技术,从古代草药提取到现代纳米载体(如脂质体、聚合物纳米粒),逐步实现控释(如pH响应材料)和靶向(如肿瘤缺氧区域富集)。20世纪中叶的缓释技术(如透皮贴剂)和近年微生物载体(如噬菌体)标志着DDS的两次飞跃。

细菌载体的分类与应用

  1. 全菌细胞
    工程化大肠杆菌(如EcN)通过表面修饰(如Fe3
    O4
    纳米粒)或基因改造(如分泌hTFF1蛋白)治疗肠道炎症。乳酸菌递送抗菌肽(AMPs)可抑制耐药菌(如VRE),而减毒沙门氏菌(SAM-FC)通过细胞溶解素(ClyA)和鞭毛蛋白(FlaB)激活抗肿瘤免疫。

  2. 细菌裂解物
    机械裂解的葡萄球菌裂解物(PMBL)通过刺激NK细胞缓解慢性阻塞性肺病(COPD);商业化制剂OM-85含多种病原体抗原,训练免疫系统对抗呼吸道感染(RTIs)。

  3. 囊泡与膜衍生物
    沙门氏菌外膜囊泡(OMVs)展示幽门螺杆菌抗原(UreB/CagA),引发Th1/Th17反应;脑膜炎球菌OMVs作为佐剂提升SARS-CoV-2疫苗(RBD蛋白)的抗体亲和力。

  4. 孢子
    枯草芽孢杆菌孢子搭载嵌合蛋白(MhCP)制成黏膜疫苗,显著提升牛呼吸道疾病(BRD)的IgA水平;梭菌孢子靶向肿瘤缺氧区,通过IFN-γ通路抑制肝癌进展。

  5. 毒素与酶
    细菌素(如darobactin)通过破坏BamA蛋白杀死革兰阴性菌;胶原酶(来自艰难梭菌)降解冠状动脉斑块,缓解心绞痛。

递送策略与挑战

药物装载分表面修饰(如静电吸附DNA疫苗)和内部工程(如CRISPR质粒递送)。尽管CRISPR技术可精准编辑耐药基因(如靶向carbapenemase),但文库构建复杂性和宿主免疫风险仍需优化。此外,活菌载体的生物安全性(如败血症风险)和伦理问题(如GMO监管)制约临床转化。

未来展望

合成孢子样颗粒(SSHELs)和生物传感器(如EcN代谢响应系统)代表下一代智能载体。跨学科合作将推动个性化治疗,例如粪菌移植(FMT)调控肠道SCFAs以增强免疫。细菌DDS的潜力不仅限于抗感染,更为肿瘤、代谢疾病等领域提供新范式。

(注:全文严格基于原文数据,未扩展非文献内容)

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