中国科学院国家纳米科学中心(NCNST)聂广军教授和赵晓教授领导的研究团队在Nature Biomedical Engineering上发表的一项研究表明，口服细菌可以成为有效的疫苗载体在动物模型中在肠道中分泌小膜泡作为肿瘤疫苗来对抗癌症。
与疫苗接种相比，口服疫苗更容易服用，而且成本大多较低。更重要的是，口服疫苗通过刺激肠道中的免疫细胞来激活身体的适应性免疫反应，肠道是最大的免疫器官。因此，这种疫苗可以产生强烈的免疫反应。然而，口服疫苗系统仍然非常有限。开发口服给药的肿瘤疫苗有两个主要挑战。一是消化道的恶劣环境，二是复杂的肠上皮屏障。
为了克服这些挑战，研究人员开发了一种口服糖控细菌机器人，用于在肠道中生产肿瘤疫苗。他们设计了一种基于基因工程大肠杆菌的细菌机器人，该机器人可以在阿拉伯糖(一种在自然界中广泛存在的五碳糖)的诱导下分泌携带肿瘤抗原的外膜囊泡 (OMV) 。
作为肠道菌群与机体免疫系统相互作用的天然介质，OMVs 与肿瘤抗原一起，可以有效穿透肠道粘液和上皮屏障，并被固有层(一种特殊的粘膜层)中的抗原呈递细胞摄取的肠道。最终，口服疫苗系统在多个临床前肿瘤模型中激活了强大的抗肿瘤免疫反应和免疫记忆效应。
“最初，我们注意到一份由食物污染引起的细菌性肠炎的报道。如果病原菌能够突破生物屏障并引发免疫反应，那么人工工程菌应该能够克服复杂的胃肠道环境。受这一假设的启发，我们开始尝试使用细菌机器人来提供口服疫苗，”赵教授说。“然而，细菌太大，无法穿透厚厚的粘液层和肠上皮屏障，无法到达固有层的免疫细胞。幸运的是，大量研究表明，肠道细菌释放的 OMV 参与了身体的免疫调节。”
“这项工作表明，这种口腔细菌机器人可以在基因工程技术的帮助下，可控地生产针对小鼠多种肿瘤的疫苗。更重要的是，它可以作为抗原传递和展示平台，预防传染病等其他疾病。它持有为进一步开发口服疫苗带来巨大希望，”聂教授说。
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