實體瘤通常具有低氧特性，一些厭氧菌或兼性厭氧菌能夠選擇性定植于腫瘤核心低氧區(qū)域，并在其中增殖。利用這一特點，研究人員提出了溶瘤細菌的概念，將細菌改造為生產(chǎn)抗腫瘤藥物的細胞工程，實現(xiàn)癌癥的精準靶向治療。
然而，由于需要安全、精確的控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)局部治療藥物的表達和釋放，溶瘤細菌療法的臨床應(yīng)用受到了阻礙。
2025年3月17日，華東師范大學生命科學學院、上海市調(diào)控生物學重點實驗室、上海市基因編輯與細胞治療前沿基地、醫(yī)學合成生物學研究中心研究員葉海峰、管寧子團隊與同濟大學附屬同濟醫(yī)院乳腺外科中心主任蔡豐豐團隊合作（喬龍亮、牛靈雪、王智浩為共同第一作者），在 Nature 子刊 Nature Cancer 上發(fā)表了題為：Engineered bacteria for near-infrared light-inducible expression of cancer therapeutics 的研究論文。
該研究報道了一種能夠響應(yīng)近紅外光的新型光遺傳學工具——NETMAP系統(tǒng)，并將其上載到減毒沙門氏菌中，成功實現(xiàn)了對多種不同免疫原性腫瘤的光控治療。
在這項最新研究中，研究團隊開發(fā)了一種基于近紅外（NIR）光介導的 PadC 光開關(guān)系統(tǒng)——NETMAP，該系統(tǒng)基于嵌合型光敏色素激活的環(huán)二鳥苷酸合成酶（PadC）和環(huán)二鳥苷酸依賴的轉(zhuǎn)錄激活因子 MrkH。
具體而言，在具有免疫原性的淋巴瘤腫瘤中，近紅外光誘導的 PD-L1 和 CTLA-4 納米抗體增強了適應(yīng)性免疫的激活。在低免疫原性腫瘤中（包括源自小鼠的結(jié)腸癌模型、原位人乳腺癌細胞系來源的異種移植模型以及結(jié)直腸癌患者來源的異種移植模型），近紅外光誘導（每天近紅外光照射 2 小時，連續(xù) 9 天）的細胞殺傷蛋白（Azurin、Cytolysin A），顯著抑制了腫瘤生長。
總的來說，該研究開發(fā)了一種近紅外光介導的治療平臺，實現(xiàn)了對溶瘤細菌的光控，具有可定制的輸出和精確的劑量控制。這種創(chuàng)新的治療方式，為癌癥治療裝上了一套智能導航系統(tǒng)，為癌癥治療領(lǐng)域帶來了新希望，也指引著醫(yī)學邁向更加精準和個性化的未來。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s43018-025-00932-3
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