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新兴抗菌纳米疫苗助力化疗-选择性消除肿瘤定殖细菌
Science Bulletin
IF=18.9
在现代医学中，细菌感染与癌症治疗之间的关系日益受到关注。特别是肿瘤内定殖的细菌，如Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum)，不仅促进肿瘤生长，还会引发化疗耐药性。为了解决这一问题，近日苏州大学功能纳米与软材料研究所的研究团队在《Science Bulletin》（IF=18.9）上发表题为“An emerging antibacterial nanovaccine for enhanced chemotherapy by selectively eliminating tumor-colonizing bacteria “的突破性研究文章，开发了一种新型抗菌纳米疫苗（LipoFM-CPG），该疫苗能够选择性地消除肿瘤内的F. nucleatum，从而增强化疗效果并减少癌症转移。APExBIO团队为本文的实验研究提供了高品质的二抗产品：HRP Goat Anti-Mouse IgG (H+L) Antibody (Cat. No：K1221)。
疫苗诱导工作示意图
Fig 1 纳米疫苗诱导anti-F. nucleatum免疫反应显著提高化疗效率和减少肿瘤转移
研究背景
人体内存在超过1014种细菌，这些微生物在人体健康中扮演着重要角色。然而，某些肿瘤内定殖的细菌，如F. nucleatum，会促进肿瘤生长、转移并导致治疗效果不佳。F. nucleatum不仅能引发癌细胞自噬，还能通过招募免疫抑制性髓源性抑制细胞，阻碍肿瘤杀伤性自然杀伤细胞和T细胞的浸润。因此，消除肿瘤内的F. nucleatum成为提高治疗效果的关键策略。
尽管抗生素可以有效杀灭细菌，但其通常会不加选择地杀死包括益生菌在内的所有细菌，甚至导致肠道微生物群的破坏。此外，高剂量的抗生素还会引发抗生素耐药性细菌的出现。因此，开发能够选择性消除F. nucleatum的细菌疫苗成为一种潜在的解决方案。
研究工作
01.F. nucleatum的持久性和化疗耐药性：通过在结直肠癌（Colorectal cancer，CRC）瘤内注射F. nucleatum并监测其在不同时间点的存在，评估其持久性。然后，通过注射不同剂量的F. nucleatum和化疗药物奥沙利铂（OXA），评估F. nucleatum诱导的化疗耐药性。
02.纳米疫苗（LipoFM-CPG）的制备和表征：从F. nucleatum中提取膜蛋白，并通过SDS-PAGE和液相色谱-质谱联用（LC-MS/MS）进行验证。将Chol-CPG插入膜中，形成LipoFM-CPG，并通过动态光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）进行表征。
Fig 2 LipoFM-CPG纳米疫苗的制备与表征
03.疫苗的免疫反应：通过标记和流式细胞术，评估LipoFM-CPG在抗原呈递细胞（APCs）中的共递送行为。通过ELISpot分析和细胞毒性实验，评估疫苗诱导的免疫反应。
Fig 3 体外DC细胞摄取和激活
Fig 4 LipoFM-CPG纳米疫苗的体内免疫刺激
04.疫苗的保护效果：在小鼠模型中评估LipoFM-CPG对F. nucleatum感染的保护效果，并通过细胞毒性实验和细菌计数方法，探讨其机制。
Fig 5 LipoFM-CPG对肿瘤定殖核梭菌的选择性清除
Fig 6 LipoFM-CPG克服核梭菌诱导的CT-26肿瘤小鼠化疗耐药
Fig 7 LipoFM-CPG抑制核梭菌诱导的肺转移
文章精彩看点
- 选择性消除肿瘤内细菌：LipoFM-CPG纳米疫苗能够选择性消除肿瘤内的F. nucleatum，而不影响其他微生物。
- 增强免疫反应：通过共递送抗原和佐剂，显著增强了抗菌细胞和体液免疫反应。
- 室温稳定性：引入海藻糖作为冻干保护剂，提高了疫苗的室温稳定性。
后续可展开角度
01.临床试验（临床转化）：开展临床试验，评估LipoFM-CPG纳米疫苗在CRC患者中的安全性和有效性。
02.免疫机制探讨：深入研究疫苗诱导的免疫反应机制，特别是T细胞和B细胞的作用。
03.联合治疗：探索LipoFM-CPG纳米疫苗与其他治疗方法（如免疫疗法、放疗）的联合应用，以提高综合治疗效果。
04.多菌种疫苗开发：开发针对多种肿瘤相关细菌的联合疫苗，以应对不同类型的肿瘤感染。
研究结论
LipoFM-CPG纳米疫苗通过选择性消除肿瘤内的F. nucleatum，显著提高了化疗效果并减少了癌症转移。该疫苗不仅具有简单的制造工艺、强大的免疫原性和良好的生物相容性，还能在不破坏其他微生物群的情况下，选择性地杀死肿瘤内的致病菌。未来，随着临床应用的推进，LipoFM-CPG疫苗有望成为癌症治疗领域的一项革命性技术。
参考文献
[1] Linfu Chen et al. An emerging antibacterial nanovaccine for enhanced chemotherapy by selectively eliminating tumor-colonizing bacteria. Sci Bull (Beijing). 2024 Jun 14: S2095-9273(24)00427-4. https://doi.org/10.1016/j.scib.2024.06.016
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