近日，園藝學院茶學系杜曉教授團隊在N1級自然指數期刊《ACS Nano》（IF=16.0）在線發(fā)表了題為“Oral nanoarmored live bacterial biotherapeutics bearing polyphenol-based supraparticles enhance chemotherapy via re-establishing immuno-oncology-microbiome axis”（茶多酚超粒子修飾的盔甲益生菌通過重建免疫-腫瘤-微生物組軸增強化療）的研究論文。該研究首創(chuàng)“茶多酚超粒子盔甲益生菌（SupraLBT）”，有效解決了癌癥腫瘤化療過程中腸道菌群失衡的難題，顯著提升化療效果，為改善癌癥患者治療效果和生活質量帶來希望。癌癥作為當今世界范圍內的重大公共衛(wèi)生問題，僅2024年全球新增癌癥患者就高達2000萬。而癌癥治療失敗的重要原因之一，是化療藥物對腸道菌群的破壞及其引發(fā)的“免疫-腫瘤-微生物組（IOM）軸”失衡。已有研究表明，超過40%的化療患者會出現(xiàn)不同程度的腸道菌群紊亂?，F(xiàn)有臨床解決方案主要依賴口服益生菌制劑，但游離的活菌在強效化療藥物環(huán)境中異常脆弱，難以實現(xiàn)預期的腸道菌群重建和免疫調節(jié)。因此，突破這一臨床困境，有望切實提高癌癥綜合治療效果。
杜曉團隊合作四川大學郭俊凌教授團隊創(chuàng)新性地通過茶多酚（EGCG）與牛奶蛋白自組裝在單個益生菌（EcN）表面，即構成“茶多酚超粒子”單細胞保護層，構建了一種新型的“茶多酚超粒子盔甲益生菌（SupraLBT）”，以期利用EGCG與化療藥物分子發(fā)生的多重相互作用力，實現(xiàn)對化療藥物的捕捉。這樣的結構設計可使益生菌能夠在強效化療藥物環(huán)境下保持活性，能有效解決傳統(tǒng)益生菌療法在化療患者中存活率低的難題（圖1）。
SupraLBT的制備及其化療-免疫協(xié)同治療
茶多酚超粒子納米盔甲構建后，研究團隊通過多種表征技術分析證實了茶多酚超粒子成功黏附在單個EcN表面。經化療藥物阿霉素作用，SupraLBT展現(xiàn)出遠高于游離EcN的存活率，4小時存活率提高56倍，8小時差異擴大至133倍。隨后，團隊將SupraLBT與DH5α共培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)其能使DH5α菌群存活率最高提升6537倍，反映出很強的保護周邊菌群的能力。
研究團隊通過石英晶體微天平動力學分析，發(fā)現(xiàn)納米盔甲對阿霉素的吸附速率較空白金片提升21倍。通過高效液相色譜法和分子模擬，團隊發(fā)現(xiàn)EGCG與藥物分子間的弱相互作用構成的“分子海綿”效應，是長效護航EcN的關鍵。
隨后，團隊在化療性腸炎小鼠模型中評估了SupraLBT的治療潛力。第10天，SupraLBT的腸道定植率是游離EcN的7.57倍。連續(xù)19天口服SupraLBT，小鼠的化療性腸炎顯著緩解。SupraLBT聯(lián)合化療組的腫瘤消退效果是僅化療組的2.35倍。同時，SupraLBT顯著上調了腫瘤中CD8+T淋巴細胞浸潤，減少Treg細胞募集。這些結果表明，化療期間supraLBT的有效定殖可以顯著優(yōu)化癌癥治療中的化療-免疫協(xié)同效應。
據悉，四川農業(yè)大學為該研究第一完成單位，四川農業(yè)大學園藝學院茶學系2022級博士研究生劉琴玲為論文第一作者，園藝學院杜曉教授與四川大學郭俊凌教授、何云翔副研究員為共同通訊作者，園藝學院茶學系青年教師趙悅伶博士也參與了該研究工作。
