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近日,台湾的研究团队在《Cell Reports Medicine》期刊上发表了一项创新性研究,探讨了基于细菌的新型抗癌免疫疗法。这一研究通过对益生菌大肠杆菌Nissle 1917(EcN)进行基因改造,旨在增强其免疫治疗的效果。研究者通过敲除EcN中的lpp基因,使得这种细菌的外膜产生渗漏性,从而释放经过基因工程改造的免疫调节分子和溶瘤嵌合蛋白。这种改造在激活抗肿瘤免疫反应的同时,还能够创建持久的免疫记忆,值得注意的是,这一过程仅需通过单次静脉注射即可实现。
细菌作为治疗载体的潜力早已被广泛认可,其独特的肿瘤嗜性使其能够成功在肿瘤微环境中定植,并释放有效载荷。通过调整细菌的基因表达,研究者们能够显著优化给药效率。然而,这项研究提出的“搞漏”细菌策略则显得更为直接。具体来说,lpp基因编码的脂蛋白对于细菌外膜的渗透性至关重要,敲除这一基因会导致外膜的渗漏性增加。
实验过程中,研究人员首先在大肠杆菌BL21菌株中敲除了lpp基因,并通过测试三种白介素-2(IL-2)变体,以确定最适合构建外泌嵌合蛋白的免疫调节分子。结果显示,人工设计的IL-2类似物Neo2/15的分泌水平最高,并且在结合靶向PD-L1的纳米抗体后,形成了一种新的嵌合蛋白(aPDL1-Neo2/15),已证实可以有效激活T细胞主导的免疫反应。
为确保细菌载体的精准递送并减少潜在的脱靶毒性,研究者创造了一种新型嵌合蛋白——以间皮素为靶标的纳米抗体与溶血素E重组蛋白融合(HlyE-aMSLN)。这种蛋白可以选择性识别表达间皮素的癌细胞,与免疫调节性嵌合蛋白结合,形成联合治疗,这一联合策略仅需单次细菌注射即可实现,操作简便且有效。
实验的后续步骤包括用改造后的益生菌EcN验证其敲除lpp基因后带来的外膜渗漏状态对于静脉注射给药时安全性的提升。结果表明,敲除lpp基因后,EcN在脾脏和肾脏的定植能力有所减弱,并且在外周血中增殖的能力减低,从而改善了治疗的耐受性和相关副作用。但值得关注的是,EcN在肿瘤部位的定植能力并未显著改变,反而增强的肿瘤微环境或许更加利于其生存。
最后,经过体外实验验证,敲除EcN的lpp基因后能够成功外泌预定产生的两种嵌合蛋白。在小鼠肠癌和黑色素瘤模型中,单次注射改造后的EcN(简称CIOP)即可使肿瘤缩小至肉眼不可见的程度,并通过诱发远隔效应有效杀伤远处病灶,显著优于仅表达一种嵌合蛋白的情况。主要激活的免疫反应同样是由T细胞主导,并伴随MHC-II类抗原的细胞增加。
这些研究结果表明,经基因改造的CIOP具有显著抑制癌症的潜力,其“一针见效”的特性和简单的操作方式在未来的癌症治疗中或将发挥重要作用。通过进一步验证其普适性,或许还可以增强EcN的抗癌精华,将治疗效果推向新的高度。
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