四川大学华西医院乳腺疾病中心陈洁团队于2024年8月在Advanced Materials发表文章“Harnessing and Mimicking Bacterial Features to Combat Cancer: From Living Entities to Artificial Mimicking Systems”（点击二维码阅读原文）。细菌在肿瘤治疗中展现出一些独特的优势，包括肿瘤缺氧区域靶向趋化性、抗肿瘤免疫优势、物理化学可修饰性及生物技术可编辑性等。基于此，本研究全面总结了药物递送系统从利用细菌优势到模拟其特征治疗肿瘤的前沿进展，并展望其未来发展方向。
近几年，仿生纳米药物递送系统作为一种新兴抗肿瘤技术手段，在医学和纳米材料领域引起了广泛的关注，其中细菌及其组成成分在抗肿瘤治疗中应用广泛。
首先，本研究基于细菌的纳米药物递送系统在肿瘤治疗应用的前沿进展总结了五大抗肿瘤优势，即肿瘤缺氧区域靶向趋化性、抗肿瘤免疫优势、物理化学可修饰性、生物技术可编辑性以及细菌组成成分在肿瘤治疗中的优势（图1）。除了直接使用活细菌作为递送系统外，另一种应用更为广泛的治疗策略是构建基于细菌的药物递送平台，为此，我们系统总结了构建基于细菌的药物递送平台的物理、化学技术和生物学技术方法，为我们后续研究的开展提供理论基础。
图1 基于细菌的纳米药物递送系统的主要优势
然后，根据细菌在抗肿瘤治疗中的独特优势，本研究总结了利用灭活细菌构建纳米药物递送系统用于肿瘤治疗的前沿进展，其中包括利用细菌的靶向性递送药物治疗肿瘤，具有特殊靶向性的趋磁细菌和光合细菌的抗肿瘤应用，利用细菌提高抗肿瘤免疫疗效的前沿策略，通过物理、化学或基因修饰赋予细菌独特特性的治疗手段，以及将细菌成分与各种纳米医学技术结合以实现高效递送的治疗方法（图2）。
图2 细菌及其组成成分衍生的纳米药物递送系统增强抗肿瘤免疫治疗的示意图
值得一提的是，基因编辑技术的出现使得对细菌基因组的精确操控成为可能，可以将这些微生物转化为定制的抗肿瘤药物递送系统。工程化和可编程细菌的发展代表了抗肿瘤治疗的前沿领域，提供了前所未有的精确度和多功能性。更为独特的是，基因回路的出现赋予了细菌更强大的功能，使它们在执行药物递送功能的同时变得可编程和可操控。
随着基因编辑技术和纳米生物技术的发展，一些前沿研究逐渐发展到模拟细菌的优势来构建仿生药物递送系统治疗肿瘤，这些治疗手段逐渐从利用或细菌治疗肿瘤发展到细菌微米/纳米机器人及细菌模拟仿生系统，具备了诸如导航控制、组织穿透、货物运输和可控释放等特殊功能（图3）。
图3 从基于细菌的微米/纳米机器人发展到未来多功能模拟细菌的仿生系统用于肿瘤治疗的示意图
最后，文章总结了与基于细菌的纳米药物递送系统用于肿瘤治疗的相关临床实验，并讨论了影响其临床应用的主要挑战。此外，文章还提出了该研究领域的七个未来方向，以期进一步推进基于细菌的药物递送系统在抗肿瘤领域的应用（图4）。
图4 用于肿瘤治疗的多功能基因编辑细菌及其未来发展方向
专家点评
徐琰教授：由于肿瘤组织通常存在缺氧和酸性微环境，而这些条件对某些细菌而言是有利的，因此有学者试图将细菌（或其衍生物）与纳米技术相结合，旨在通过微米或纳米级的递送方式，直接将药物运输至肿瘤部位，以最大化药物的治疗效果，并减少对正常组织的副作用。目前，这种利用基于细菌的微米/纳米药物递送系统治疗肿瘤正在成为癌症治疗领域的一种新兴的前沿治疗策略。细菌在靶向治疗、免疫疗法以及与多种治疗手段相结合方面具有一些独特的优势，本文综述了通过物理、化学和生物技术等方法构建细菌衍生的药物递送平台的方法，以输送各种药物对抗癌症。随着纳米生物技术的进步，基因编辑技术还可以将细菌转化为微米/纳米机器人，产生细胞内/外效应因子以治疗癌症。近年来，随着对细菌形态和功能的深入了解，模拟细菌的仿生系统也在癌症治疗领域显示出卓越的疗效。本文系统总结了细菌及其组成成分在癌症治疗中的独有特性，回顾了细菌衍生的微米/纳米递送系统的构建方法，展示了从利用减毒细菌进行抗癌药物递送到使用模拟细菌的仿生系统对抗癌症的演变过程，并提出了从实验室到临床转化和其发展前景的独特见解，对纳米医学肿瘤治疗领域具有非常重要的参考价值。
徐琰，陆军军医大学大坪医院（陆军特色医学中心）乳腺甲状腺外科主任，副主任医师，副教授，博士研究生导师，国家公派美国贝勒医学院联合培养博士。任中华医学会肿瘤学分会乳腺肿瘤青年学组委员、中国医药教育协会头颈肿瘤专委会常委、长江学术带乳腺癌联盟常委。《中华乳腺病杂志》《西南医科大学学报》《机器人外科学杂志》编委。率先主持开展了国内首批经口机器人甲状腺手术，国内首位经口甲状腺机器人百例手术完成者。主持国家自然科学基金面上项目、省部级课题多项；以第一或通讯作者在Sci Total Environ，NPJ Precis Oncol，Am J Pathol 等期刊发表SCI论文20余篇；主持大学临床新技术3项；获重庆市科技进步二等奖2项；参编专著10余部，获国家专利7项。
作者心得
这个研究的想法最初源自于我们对癌症治疗的深入思考，我们团队在经过多次讨论和文献回顾后，决定聚焦于基于细菌的仿生微米/纳米药物递送系统对于癌症治疗的相关研究。这篇论文的撰写不仅需要对肿瘤学和细菌生物学有深入的理解，还需要掌握生物医学工程和纳米技术等领域的知识。细菌的自然特性和它们在肿瘤治疗中的潜力，需要将不同学科的知识融合起来。
论文的筹备离不开团队的协作，在研究的不同阶段，我们团队成员之间密切合作，克服了许多困难，这充分体现科学研究不仅仅是个人的努力，更是团队合作的结果。同时，我们也意识到，科学研究是一个不断积累和提升的过程，每一次尝试都是向未知迈进的一步。论文能够被接收发表，我们深感荣幸。我们认为，选题的新颖性、论述的严谨性以及构图的创新性是论文得以发表的关键，但更离不开团队每一位成员的辛勤付出和紧密合作。非常感谢共同通讯作者罗奎老师及其他老师对我的指导和帮助。
在选择投稿期刊时，我们综合考虑了期刊的学术影响力、审稿速度以及与我们研究内容的契合度。最终，我们选择了Advanced Materials。投稿过程并非一帆风顺，我们于2024年4月投稿，2024年7月返回修改意见，3位审稿专家提出的意见和建议非常专业，肯定我们初稿质量的同时也提出一些材料领域的一些前沿探索问题，比如如何大批量提取细菌膜，以及如何控制不同批次之间的细菌膜成分的稳定性和功能性等等，同时也对图例写作进行了指导。在修改过程中，我们对本文主题有了更深刻的认识和了解。论文在2024年7月底返回修改后，于2024年8月中旬正式接收并在线发表。这一过程不仅提升了论文的质量，也让我们在科研道路上又迈出了坚实的一步。
通信作者
陈洁，主任医师，博士生导师，四川大学华西医院乳腺疾病中心主任。美国加州大学洛杉矶分校RevIon/UCLA乳腺中心博士后。任中国抗癌协会肿瘤人工智能专业委员会常委、中国抗癌协会中西整合乳腺癌专委会常委、中国医师协会外科医师分会乳腺外科专家工作组专家委员、中国抗癌协会乳腺癌专业委员会青年专家、中国抗癌协会乳腺专业委员会肿瘤标志专业组委员。专注乳腺疾病的早期诊断和手术治疗，擅长乳管镜、钼靶立体定位活检。负责国家自然科学基金（面上）2项；作为第一/通讯作者在J Clin Oncol、Br J Surg Adv Mater 等期刊发表乳腺专业SCI论文20余篇；申请并获发明专利4项。
第一作者
高鹏，肿瘤学博士，医师，四川大学华西医院乳腺疾病中心博士后。主要研究方向为以外科为主的乳腺良恶性肿瘤的综合治疗。以第一作者在Adv Mater、J Hematol Oncol 等期刊发表SCI论文十余篇。
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编辑：孙 倩
排版：张洪雪
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华西期刊社简介
四川大学华西医院华西期刊社成立于2006年，出版有14种医学科技期刊（9种中文和5种英文），其中SCI收录期刊2种，ESCI收录期刊2种，EI收录期刊1种、MEDLINE收录期刊4种、CSCD收录期刊7种、北大中文核心期刊要目总览收录期刊6种。华西期刊屡获“中国出版政府奖期刊奖”、“中国百种杰出学术期刊”、“中国精品科技期刊”、“中国最具国际影响力学术期刊”等殊荣。1种期刊入选“中国科技期刊卓越行动计划——领军期刊”项目，2种期刊入选“中国科技期刊国际影响力提升计划——D类（现：中国科技期刊卓越行动计划——高起点新刊）”项目。在国家双一流建设背景下华西期刊社加快推进英文期刊建设，目前已与Nature、Wiley-Blackwell、Oxford University Press、BMC等国际一流出版集团建立了合作关系。
