【文献速递】聚集诱导发光细菌混合仿生机器人用于多模式光疗诊断和免疫治疗

恶性肿瘤严重威胁人类健康，是全球主要死亡原因之一。传统治疗方法如手术、化疗和放疗在疗效、副作用和患者预后方面存在诸多挑战，亟需更有效的治疗策略。光疗作为一种非侵入性方法，对健康组织影响极小且仅作用于照射区域，符合精准医疗的原则。近年来，光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）因其在克服传统治疗局限性方面的潜力而备受关注，两者的协同作用更显示出巨大的潜力。然而，不同成分组合的复杂性会导致协同治疗过程复杂且耗时，还可能增加体内毒性副作用。在此背景下，开发能在单一激发波长下实现 PDT 与 PTT 的多功能单组分治疗剂成为迫切需求，而聚集诱导发光分子（AIEgen）恰好能够在近红外二区（NIR-II）实现深层组织的 PDT 和 PTT 协同治疗。

细菌介导的癌症治疗作为一种极具前景的生物治疗策略，因其天然具备靶向肿瘤的能力而备受关注，它们能在肿瘤组织中选择性积累，从而实现精准治疗。然而，细菌疗法受限于剂量依赖性毒性及精确剂量控制的需求，这可能影响治疗效果，导致仅依靠细菌单药抑制肿瘤往往难以达到预期疗效。因此，将AIEgen与细菌结合使用提供了一种有希望的解决方案：该策略通过增强肿瘤靶向性、实现治疗剂的可控释放，在提高癌症治疗效果的同时，可减少副作用。

在本研究中，研究团队开发了一种创新的“AIEgen细菌混合仿生机器人”（EcN@INX-2），该机器人通过整合AIEgen与大肠杆菌Nissle1917（EcN），实现了多模式光疗效果。其中，INX-2是研究团队新开发的AIEgen，具有AIE特性、NIR吸收、NIR-II发射以及显著的光热和光声特性。而EcN以其抗菌特性、肠道微生物群调控能力和兼性厌氧特性而著称，其作为Mutaflor®药物的核心成分，已被用于治疗炎症性肠病和胃肠道肿瘤。

研究团队首先对仿生机器人开展体外表征，测试其理化性质、吸收发射光谱、光热转换能力、产生活性氧的能力及活性氧种类。在细胞和组织层面，研究人员证明了仿生机器人的细胞穿透性，及其对癌细胞和癌组织的杀伤能力。在活体层面，研究人员通过NIR-I荧光成像、NIR-II荧光成像、超声成像和光热成像，验证该仿生机器人可聚集到肿瘤部位。在激光照射下，肿瘤组织的温度也会上升并保持稳定。最后，研究人员利用该仿生机器人对活体肿瘤进行治疗，成功抑制了肿瘤生长。在抗肿瘤机制研究中，研究人员通过流式细胞分选和免疫染色技术分析肿瘤组织内的免疫细胞，结果表明EcN@INX-2 联合激光照射（EcN@INX-2 + L）可有效刺激抗肿瘤免疫应答，增强阳性免疫应答细胞的存在，最终抑制肿瘤生长。

在本文中，为了观测仿生机器人能否聚集在肿瘤处，研究团队使用广州博鹭腾的AniView Phoenix 全光谱动物活体成像系统对小鼠进行NIR-II的荧光成像。