癌症作为当今世界范围内的重大公共卫生问题，仅2024年全球新增癌症患者就高达2000万。而癌症肿瘤治疗失败的重要原因之一，是化疗药物对肠道菌群的破坏及其引发的“免疫-肿瘤-微生物组（IOM）轴”失衡。已有研究表明，超过40%的化疗患者会出现不同程度的肠道菌群紊乱。现有临床解决方案主要依赖口服益生菌制剂，但游离的活菌在强效化疗药物环境中异常脆弱，难以实现预期的肠道菌群重建和免疫调节。因此，突破这一临床困境，有望切实提高癌症综合治疗效果。
近日，四川大学郭俊凌教授与四川农业大学杜晓教授团队携手在国际顶级期刊ACSNano发表研究成果，该研究首创“多酚超粒子盔甲益生菌”（supraLBT），有效解决了化疗过程中肠道菌群失衡的难题，从而显著提升化疗效果，为改善癌症患者治疗效果和生活质量带来了新希望。该论文的通讯作者为四川大学郭俊凌教授、四川农业大学杜晓教授、四川大学何云翔副研究员，第一作者为四川农业大学2022级博士研究生刘琴玲。
四川大学郭俊凌教授团队长期致力于植物多酚（单宁）的基础科学和前沿应用研究，自2014年与FrankCaruso教授团队共同定义了由18种金属离子构建的金属多酚网络材料平台（Metal-PhenolicNetworks，MPNs，Angew.Chem.2014，引用超过1100次），该团队深入研究了多酚独特的界面相互作用，发展了植物多酚高值转化体系（Science2018;Nat.Nanotechnol.2016,2025;Sci.Adv.2021;CellBiomaterials2025;Nat.Commun.2022;Matter2023,2025;Angew.Chem.2019,2023,2024,2025;Adv.Mater.2013,2020,2023;Appl.Phys.Rev.2022;Chem.Soc.Rev.2022;EnergyEnviron.Sci.2019;Environ.Sci.Technol.2023;ACSNano2023,2025等）。
在该研究中，团队创新性地通过绿茶多酚（EGCG）与食品级的牛奶蛋白自组装在单个益生菌（EcN）表面，构建了一种新型的“多酚超粒子”保护层，这种独特的结构设计使益生菌能够在强效化疗药物环境下保持活性，有效解决了传统益生菌疗法在化疗患者中存活率低的关键难题（图1）。这种经纳米技术改造的益生菌不仅能维持肠道菌群平衡，还能显著增强机体抗肿瘤免疫反应，为化疗的疗效提升提供了全新策略。
图1.SupraLBT的制备及其化疗-免疫协同治疗效果
茶多酚超粒子纳米盔甲构建后，研究团队多种表征方法分析证实了茶多酚超粒子能成功黏附在单个EcN表面（图2）。经化疗药物阿霉素作用，supraLBT展现出远高于游离EcN的存活率，4小时存活率提高56倍，8小时差异扩大至133倍。这种防护在化疗药柔红霉素作用下同样有效。
图2.SupraLBT的表征及其在化疗药物环境中的活性
团队进一步通过石英晶体微天平动力学分析，发现纳米盔甲对阿霉素的吸附速率较空白金片提升21倍（7秒vs152秒达平衡），通过高效液相色谱法证实supraLBT可清除55?86%游离化疗药物（图3）。再通过分子模拟，团队发现EGCG与药物分子间的弱相互作用构成的“分子海绵”效应，对长效护航EcN发挥了关键作用。
图3.多酚超粒子保护supraLBT抵御化疗药物的分子机制
随后，团队在化疗性肠炎小鼠模型中评估了supraLBT的治疗潜力。在第10天，supraLBT的肠道定植率是游离EcN的7.57倍。连续19天口服supraLBT，小鼠的小肠和结肠长度接近对照组，紧密连接蛋白ZO-1和occludin-1的表达量显著提升。肠组织病理分析显示supraLBT能修复化疗导致的隐窝结构损伤、免疫细胞浸润。
SupraLBT联合化疗组组的肿瘤消退效果是仅化疗组的2.35倍（图4）。此外，supraLBT显著上调了肿瘤中CD8+T淋巴细胞的浸润，减少Treg细胞的募集，表明肠道屏障功能的恢复可能影响T细胞在肿瘤中的浸润。
图4.SupraLBT通过调控T细胞及重建IOM轴增强化疗
在不开展化疗的情况下，连续19天口服supraLBT也能显著抑制肿瘤生长，是口服游离EcN的1.51倍，并上调肿瘤组织内TNF-α、IFN-γ等抗炎因子（图5）。16SrDNA测序分析发现，supraLBT特异性富集阿克曼菌（Akkermansiamuciniphila）。这些改变的微生物群落可能通过多种机制促进抗肿瘤免疫，包括合成生物活性代谢物、加强肠道屏障完整性和调节宿主免疫途径。
图5.SupraLBT通过调控肠道菌群增强抗肿瘤免疫应答
综上所述，supraLBT作为一种新型的化疗辅助治疗策略，在肠道菌群保护、肠道炎症调节、增强化疗疗效和调控化疗免疫治疗方面展现出显著优势。这为肿瘤化疗的增效减毒提供了创新性解决方案，具有重要的临床转化价值。
Oral nanoarmored live bacterial biotherapeutics bearing polyphenol-based supraparticles enhance chemotherapy via re-establishing immuno-oncology-microbiome axis
Qinling Liu, Yue Wu, Qingxin Fan, Jialing Liu, Yan Chen, Yuanmeng He, Wenqi Wei, Haojie Zhang, Yueling Zhao, Yunxiang He*, Xiao Du*, and Junling Guo*
ACS Nano, 2025, DOI: 10.1021/acsnano.5c01158
通讯作者简介
郭俊凌，教授，博士生导师，国家级人才计划，皮革化学与工程教育部重点实验室副主任，哈佛大学Wyss研究员，英属哥伦比亚大学客座教授。现任教育部重大奖项/人才评委专家、全国学科评估专家、成都市委统战部“欧美同学会”副秘书长、成都市工商联（总商会）专委会专家等。以项目或课题负责人承担国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、四川省重点研发计划等，获得四川“天府峨眉”领军人才，苏州市/高新区领军人才，成都市“蓉漂计划”领军人才，成都市高新区“产业教授”等。曾毕业于四川大学轻工学院（石碧院士、廖学品教授）、墨尔本大学（英国皇家学会院士、澳大利亚科学院院士FrankCaruso），哈佛大学（美国工程院院士、美国医学院院士SamirMitragotri）。主要围绕植物多酚高值转化与跨领域应用研究，发展了吸附分离体系、药物精准递送体系、细胞工程化体系，共发表论文240余篇，其中以第一/通讯作者发表在Science、Nature、Cell等国际顶级期刊的正刊（Science2018）和子刊（NatureNanotechnology2016,2025、ScienceAdvances2021、NatureCommunications2022、CellBiomaterials2025、Matter2023,2025等），总被引9300余次，H指数50，申请及授权PCT/中国/美国专利40余项。
https://www.x-mol.com/university/faculty/65705
杜晓，二级教授，博士生导师。中华优秀茶学教师，中国茶叶学会审评师资班授课教师，中国茶叶学会审评专家，中国农促会茶叶专家，四川省茶学会副理事长。主要研究方向：茶叶风味学与营养健康。获四川省政府科技进步一等及三等奖3项，审定省级茶树品种3个，获国家授权发明专利3件；已发表科研论文120余篇，出版教材（专著）8部；获四川省优秀教学成果3项；主持国家重点研发课题1项（专项／3项）；获四川省同心专家服务先进个人（7厅局），获科技部／四川省优秀科技特派员。
何云翔，四川大学轻工科学与工程学院副研究员。以项目或课题负责人承担国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金特别资助（站前）项目、四川省科技厅项目等。毕业于英国布里斯托大学（师从英国皇家学会院士IanManners教授）。主要从事植物多酚超分子多级次自组装行为研究，聚焦多酚先进功能材料在生物医学领域应用。代表性成果发表于Sci.Adv.、J.Am.Chem.Soc.、Angew.Chem.、Chem.Sci.、Appl.Phys.Rev.、Environ.Sci.Technol.等国际顶级期刊，申请及授权国家发明专利10项。获得四川省博士后特别资助、川渝科学技术大会优秀论文奖（2021二等奖，2023三等奖）。
来源：X-MOL资讯，信息贵在分享，如涉及版权问题请联系删除
