口服溶瘤磁趋细菌MSR-CPT/APP@LPs通过重塑肠道菌群代谢增强结直肠癌免疫治疗

研究人员针对结直肠癌(CRC)治疗中肠道菌群失调和免疫抑制微环境(TME)的难题，开发了负载喜树碱(CPT)和抗PD-L1肽(APP)的口服溶瘤磁趋细菌MSR-CPT/APP@LPs。该研究通过交替磁场(AMF)引导实现深部肿瘤靶向，同时激活cGAS-STING通路、诱导免疫原性细胞死亡(ICD)并促进M1型巨噬细胞极化，显著抑制原发和远端肿瘤生长。更重要的是，该疗法显著增加有益菌群(Lachnospiraceae和Alistipes)及其代谢产物(短链脂肪酸和瓜氨酸)，为CRC的协同治疗提供了新策略。

　　

结直肠癌是全球第三大常见恶性肿瘤，其治疗面临诸多挑战。传统化疗、手术和免疫治疗往往伴随严重的副作用和疗效不佳的问题，这主要归因于肿瘤免疫抑制微环境(TME)和肠道菌群失调。特别是肠道菌群及其代谢产物通过调控氨基酸代谢（如谷氨酰胺和色氨酸途径）深刻影响肿瘤进展和治疗响应。如何开发既能精准靶向肿瘤、激活抗肿瘤免疫，又能调节肠道菌群代谢的新型疗法，成为当前研究的热点。

西南大学的研究团队在《Bioactive Materials》发表了一项创新性研究，他们利用磁趋细菌(Magnetospirillum gryphiswaldense, MSR)的天然肿瘤趋向性和磁响应特性，构建了口服递送的溶瘤细菌系统MSR-CPT/APP@LPs。该系统通过桑叶脂质和Pluronic F127包被保护细菌通过胃肠道，在交替磁场(AMF)引导下穿透结肠黏液屏障靶向深部肿瘤。研究采用GSH和缺氧响应性连接子分别负载CPT和APP，实现肿瘤微环境特异性释放；通过体外细胞实验和多种小鼠模型（原位CRC和肿瘤再攻击模型）评估治疗效果；结合16S rRNA测序和非靶向代谢组学分析菌群和代谢变化；运用流式细胞术、Western blot和免疫荧光等技术解析免疫机制。

研究首先成功构建了MSR-CPT/APP@LPs系统。透射电镜显示MSR细菌呈螺旋形态(2-5μm)，内含30-50nm的磁小体链。在AMF(4.5kW)作用下，细菌悬浮液5分钟内升温至84°C，并保持7次加热-冷却循环的稳定性。体外实验证实，MSR-CPT@LPs+AMF处理使CT-26细胞凋亡率达69.9%，显著高于单疗法。机制上，该组合通过诱导DNA损伤激活cGAS-STING通路，增加p-STING、p-TBK1和p-IRF3表达；同时促进钙网蛋白(CRT)外露和高迁移率族蛋白B1(HMGB1)释放，诱导强效ICD；还能使巨噬细胞向M1型极化(增加73.4倍)。

在递送方面，PF127修饰和AMF显著增强MSR-CPT@LPs在2%羟乙基纤维素模拟黏液中的穿透能力。体内实验显示，口服MSR-Cy5@LPs在AMF辅助下12小时后在结直肠肿瘤中富集显著。治疗组使原位肿瘤占据肠腔比例从25%降至12.5%，肿瘤总数减少69.7%。免疫分析显示，MSR-CPT@LPs+AMF处理使脾脏CD8⁺ T细胞比例达51.8%，效应记忆T细胞(CD44^highCD62L^-)在CD8⁺ T细胞中占45.8%，同时降低69.6%的Treg细胞。在肿瘤再攻击模型中，该疗法使远端肿瘤重量降至45.5mg，并维持长期免疫记忆。

菌群分析揭示，MSR-CPT/APP@LPs+AMF显著增加Alistipes(15.2%)和Lachnospiraceae(17.4%)等有益菌，减少Bacteroides等有害菌。代谢组学显示该处理提高短链脂肪酸(6.7%)和瓜氨酸水平，降低L-谷氨酰胺和犬尿氨酸代谢产物(如3-HAA和犬尿酸)。Spearman分析表明肿瘤大小与L-谷氨酰胺呈正相关，与瓜氨酸负相关。这些代谢变化与CD8⁺ T细胞活化密切相关。

该研究创新性地将细菌疗法、磁热疗、化疗和免疫治疗有机结合，通过口服MSR-CPT/APP@LPs实现三重调控：直接杀伤肿瘤、激活系统性免疫和重塑肠道菌群代谢。特别重要的是，研究发现Lachnospiraceae可能通过产生丁酸抑制IDO/TDO表达，阻断AhR-Kyn通路，这为理解菌群-免疫-代谢互作提供了新视角。这种多模式协同策略不仅为CRC治疗开辟了新途径，也为其他胃肠道肿瘤的微生物组调控治疗提供了重要参考。研究采用的化学修饰和口服递送方案具有较好的临床转化前景，未来可进一步优化细菌载药量和AMF参数以提高治疗效果。