仿生机器人结合多模式光疗：癌症诊断与治疗的双重革命

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【导读】利用单分子的多模式光热疗法提供了一种 “一劳永逸 ”的方法，为癌症治疗提供了一种方便有效的策略。然而，基于传统光敏剂的疗法往往存在光敏机制单一、肿瘤穿透和保留受限、需要多次照射等局限性，极大地限制了其应用。

2025年3月16日，广州医科大学/香港中文大学/清华大学的研究团队在期刊《Nature Communications》上发表了题为“Aggregation induced emission luminogen bacteria hybrid bionic robot for multimodal phototheranostics and immunotherapy”的研究论文。

https://www.nature.com/articles/s41467-025-57533-y

文章提出了一种基于细菌修饰的新型仿生光热纳米平台，通过多模式成像和光疗增强抗结肠癌疗效，但同时也指出了当前研究的局限性，并强调了未来研究的方向和挑战。

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研究背景

近年来，包括细胞、细菌和病毒在内的生物载体因其能够在肿瘤组织内自然靶向和蓄积，而在肿瘤治疗中备受关注。其中，细菌介导的癌症疗法是一种极具前景的生物治疗策略。然而，细菌疗法一直受到剂量依赖性毒性的阻碍，而且需要谨慎控制剂量，这可能会影响疗效。因此，将AIEgens与细菌相结合是一种很有前景的解决方案，它能增强肿瘤靶向性，实现治疗药物的控制释放，最终提高癌症治疗的疗效，同时将副作用降至最低。

用于引导多模态成像的AIEgen细菌混合仿生机器人EcN@INX-2及其在阐明癌症免疫疗法机制中的应用示意图。

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体内肿瘤光免疫疗法

EcN@INX-2+L组的DCs成熟度增强（15.5% MHC-IICD11c DCs），与对照组（3.4%）、EcN组（8.9%）和INX-2+L组（9.2%）相比，分别增加了4.62倍、1.72倍和1.69倍。EcN@INX-2+L组活化的CD3CD8 T细胞比例（22.3%）分别是对照组、EcN组和INX-2+L组的3.66倍、1.91倍和2.14倍。除了招募CTLs外，EcN@INX-2+L组还促使肿瘤内辅助T细胞（17.1%）显著增殖，与对照组相比增加了3.33倍。这些研究结果表明，EcN@INX-2+L组能有效触发免疫反应，这是启动抗肿瘤免疫的关键一步。在EcN@INX-2+L组，观察到核HMGBl表达明显减少，etco-CRT表达增加。此外，EcN@INX-2+L组的肿瘤切片显示出大量CD11c DC细胞、CD4辅助性T细胞和CD8细胞毒性T细胞。这些结果共同表明，EcN@INX-2+L能有效刺激抗肿瘤免疫应答，增强阳性免疫应答者的存在，最终抑制肿瘤生长。

EcN@INX-2介导的光免疫疗法激活的体内评估。

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总结

1. 新型AIEgen（INX-2）的合成与应用：通过调节分子内电荷转移效应和反离子效应，合成了新型AIEgen（INX-2），该分子具有长波长吸收、NIR-II荧光、优异的光热和光声（PA）特性，适用于结肠癌的多模式光疗。

2. 细菌修饰的递送系统：INX-2与肿瘤靶向细菌EcN结合，形成生物纳米材料，能够通过NIR-II FLI-PAI-PTI多模态成像靶向肿瘤低氧区域，并通过光疗诱导肿瘤消融。

3. 仿生光热纳米平台：研究提出了一种仿生一次性光热纳米平台，为增强抗结肠癌疗效提供了新的途径。

4. 未来研究方向：未来的研究需要通过更复杂的动物模型和先进的探测器技术来解决现有局限性，并系统评估给药途径、瘤内细菌分布机制、剂量和频率以及安全性问题，以实现NIR-II生物成像在癌症研究中的潜力。

参考资料：

1.Bray, F. et al. Global cancer statistics 2022: GLOBOCAN estimates of incidence and mortality worldwide for 36 cancers in 185 countries. Ca-Cancer J. Clin. 74, 229–263 (2024).

2.Zhan, T. et al. Digestive cancers: mechanisms, therapeutics and management. Signal transduct. target. ther. 10, 24 (2025).

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