近日，廣州醫科大學藥學院李瑩教授聯合香港中文大學（深圳）醫學院唐本忠教授和清華大學臨床醫學院李國新教授在研究聚集誘導發光細菌雜交仿生機器人用于結腸癌的多模態光療診斷和免疫治療取得了新進展。相關研究成果已經發表在國際權威期刊《Nautre Communications》（IF=14.7、一區期刊）上。

惡性腫瘤嚴重威脅人類健康，是全球主要死亡原因之一。傳統治療方法如手術、化療和放療在療效、副作用和患者預后方面存在諸多挑戰，亟需更有效的治療策略。光療作為一種非侵入性方法，對健康組織影響極小且僅作用于照射區域，符合精準醫療的原則。近年來，光動力療法（PDT）和光熱療法（PTT）因其在克服傳統治療局限性方面的潛力而備受關注，兩者的協同作用更顯示出巨大的潛力。然而，不同成分組合的復雜性會導致協同治療過程復雜且耗時，還可能增加體內毒性副作用。在此背景下，開發能在單一激發波長下實現 PDT 與 PTT 的多功能單組分治療劑成為迫切需求，而聚集誘導發光分子（AIEgen）恰好能夠在近紅外二區（NIR-II）實現深層組織的 PDT 和 PTT 協同治療。

細菌介導的癌癥治療作為一種極具前景的生物治療策略，因其天然具備靶向腫瘤的能力而備受關注，它們能在腫瘤組織中選擇性積累，從而實現精準治療。然而，細菌療法受限于劑量依賴性毒性及精確劑量控制的需求，這可能影響治療效果，導致僅依靠細菌單藥抑制腫瘤往往難以達到預期療效。因此，將AIEgen與細菌結合使用提供了一種有希望的解決方案：該策略通過增強腫瘤靶向性、實現治療劑的可控釋放，在提高癌癥治療效果的同時，可減少副作用。

在本研究中，研究團隊開發了一種創新的“AIEgen細菌混合仿生機器人”（EcN@INX-2），該機器人通過整合AIEgen與大腸桿菌Nissle1917（EcN），實現了多模式光療效果。其中，INX-2是研究團隊新開發的AIEgen，具有AIE特性、NIR吸收、NIR-II發射以及顯著的光熱和光聲特性。而EcN以其抗菌特性、腸道微生物群調控能力和兼性厭氧特性而著稱，其作為Mutaflor?藥物的核心成分，已被用于治療炎癥性腸病和胃腸道腫瘤。

研究團隊首先對仿生機器人開展體外表征，測試其理化性質、吸收發射光譜、光熱轉換能力、產生活性氧的能力及活性氧種類。在細胞和組織層面，研究人員證明了仿生機器人的細胞穿透性，及其對癌細胞和癌組織的殺傷能力。在活體層面，研究人員通過NIR-I熒光成像、NIR-II熒光成像、超聲成像和光熱成像，驗證該仿生機器人可聚集到腫瘤部位。在激光照射下，腫瘤組織的溫度也會上升并保持穩定。最后，研究人員利用該仿生機器人對活體腫瘤進行治療，成功抑制了腫瘤生長。在抗腫瘤機制研究中，研究人員通過流式細胞分選和免疫染色技術分析腫瘤組織內的免疫細胞，結果表明EcN@INX-2 聯合激光照射（EcN@INX-2 + L）可有效刺激抗腫瘤免疫應答，增強陽性免疫應答細胞的存在，最終抑制腫瘤生長。

在本文中，為了觀測仿生機器人能否聚集在腫瘤處，研究團隊使用廣州博鷺騰的AniView Phoenix 全光譜動物活體成像系統對小鼠進行NIR-II的熒光成像。

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https://doi.org/10.1038/s41467-025-57533-y