将活细菌穿上一件迷彩服，能显著降低机体免疫系统清除的同时减少毒副作用，从而大幅度提高其在肿瘤部位的富集，有望为肿瘤的诊断、成像和治疗提供新策略！近日，上海交通大学分子医学研究院刘尽尧研究员课题组以“Camouflaging bacteria by wrapping with cell membranes”为题在《Nature Communications》报道该项工作！该论文被Nature Communications Editors'' Highlights评为特色文章（Feature Article），Editors'' Highlights每月评选少量最为激动人心的研究进展为Feature Article。

https://www.nature.com/collections/pkgztbmgly/content/alfredo-sansone

  微生物由于其特有的组织靶向能力、快速增殖以及容易基因编辑等特点，在生物医学领域得到了广泛关注。与病毒等相比，细菌在安全性方面具有更大优势，被广泛应用于生物检测、活体成像和疾病诊治等方面。然而，如何在保证安全性的同时提高体内的诊断、成像和治疗效果依然面临巨大挑战，这是缘于疗效和安全性之间的博弈。想要达到理想效果体内需要保有一定的菌量，但是大量细菌的引入又会引起机体炎症反应以及免疫系统的快速清除。为解决该问题，刘尽尧研究员课题组将人体血细胞的细胞膜外衣脱下转而穿着在细菌身上，提出一种细菌隐身的简单策略。该方法能一举两得，使细菌能有效逃过机体免疫系统清除而提高体内保有量的同时，还能阻碍细菌毒素的释放从而降低毒副作用。

图一    通过物理挤出方法可将细胞膜简单有效的包裹于各类形状的细菌表面

  以益生菌Nissle 1917为例，穿上伪装外衣后能显著提高体内保有量，从而提供更多的时间和概率使其借助厌氧趋向能力进入肿瘤组织，比未伪装的细菌提高46倍。作者通过细菌表达荧光素酶，实现了单次注射对肿瘤长达12天的精准成像。与小分子或纳米成像试剂不同，Nissle 1917能选择性的富集在肿瘤部位（>99.9%的细菌），而且可通过分裂增殖长时间停留在肿瘤组织内，达到肿瘤活体精准和长周期成像的效果。

图二    伪装细菌实现单次注射维持长达12天的活体肿瘤精准成像

  该论文是课题组建立以来完成并发表的第一项工作，以上海交通大学医学院为唯一完成单位。该工作得到了国家青年QR项目、国家自然科学基金面上项目、上海市高峰高原计划、上海市地方高水平大学建设专项经费、上海市青年科技扬帆计划等的支持。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-11390-8

刘尽尧研究员简介

  刘尽尧，国家青年QR，2013年博士毕业于上海交通大学（导师：中科院院士颜德岳教授），2013至2018年分别在杜克大学（导师：美国发明院院士Ashutosh Chilkoti教授）以及麻省理工学院（导师：美国三院院士Robert Langer教授）从事博士后研究。2018年4月全职加盟由中科院院士谭蔚泓教授领衔的上海交通大学医学院分子医学研究院，任研究员，博士生导师。研究兴趣包括肠道菌群与疾病治疗、生物界面与免疫调控、纳米药物与药物递送、肿瘤早期诊断与成像等。至今，在Nat. Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Adv. Mater.等期刊上发表论文30余篇，所发表论文SCI他引1400余次。相关工作被MIT News，Boston Herald等媒体报道。曾获教育部博士学术新人奖、科学院卢嘉锡优秀研究生奖、上海市优秀博士论文等。关于更多我们的信息，请访问课题组主页www.liulab.org.cn。