近日，园艺学院茶学系杜晓教授团队在N1级自然指数期刊《ACS Nano》（IF=16.0）在线发表了题为“Oral nanoarmored live bacterial biotherapeutics bearing polyphenol-based supraparticles enhance chemotherapy via re-establishing immuno-oncology-microbiome axis”（茶多酚超粒子修饰的盔甲益生菌通过重建免疫-肿瘤-微生物组轴增强化疗）的研究论文。该研究首创“茶多酚超粒子盔甲益生菌（SupraLBT）”，有效解决了癌症肿瘤化疗过程中肠道菌群失衡的难题，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希望。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。
杜晓团队合作四川大学郭俊凌教授团队创新性地通过茶多酚（EGCG）与牛奶蛋白自组装在单个益生菌（EcN）表面，即构成“茶多酚超粒子”单细胞保护层，构建了一种新型的“茶多酚超粒子盔甲益生菌（SupraLBT）”，以期利用EGCG与化疗药物分子发生的多重相互作用力，实现对化疗药物的捕捉。这样的结构设计可使益生菌能够在强效化疗药物环境下保持活性，能有效解决传统益生菌疗法在化疗患者中存活率低的难题（图1）。
SupraLBT的制备及其化疗-免疫协同治疗
茶多酚超粒子纳米盔甲构建后，研究团队通过多种表征技术分析证实了茶多酚超粒子成功黏附在单个EcN表面。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。随后，团队将SupraLBT与DH5α共培养，发现其能使DH5α菌群存活率最高提升6537倍，反映出很强的保护周边菌群的能力。
研究团队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。通过高效液相色谱法和分子模拟，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，是长效护航EcN的关键。
随后，团队在化疗性肠炎小鼠模型中评估了SupraLBT的治疗潜力。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，小鼠的化疗性肠炎显著缓解。SupraLBT联合化疗组的肿瘤消退效果是仅化疗组的2.35倍。同时，SupraLBT显著上调了肿瘤中CD8+T淋巴细胞浸润，减少Treg细胞募集。这些结果表明，化疗期间supraLBT的有效定殖可以显著优化癌症治疗中的化疗-免疫协同效应。
据悉，四川农业大学为该研究第一完成单位，四川农业大学园艺学院茶学系2022级博士研究生刘琴玲为论文第一作者，园艺学院杜晓教授与四川大学郭俊凌教授、何云翔副研究员为共同通讯作者，园艺学院茶学系青年教师赵悦伶博士也参与了该研究工作。
