3月17日，華東師范大學生命科學學院教授葉海峰和副研究員管寧子團隊在《自然-腫瘤》（Nature Cancer）上發表了題為《近紅外光誘導表達癌癥治療藥物的工程菌》（Engineered bacteria for near-infrared light-inducible expression of cancer therapeutics）的研究論文，成功打造出一種聽指揮的光控“細菌戰士”——近紅外光控制的智能溶瘤細菌：通過近紅外光的照射，即可用于實體瘤治療。

科研人員給這些“細菌戰士”安裝了“光控生物開關”，將能感應近紅外光的光敏蛋白（PadC）嵌入細菌基因組。當特定波長的近紅外光穿透皮膚照射腫瘤，這個開關會立即啟動細菌的“制藥流水線”，讓它們化身“微型細胞藥物工廠”，按需生產抗癌“導彈”。更重要的是，這套 “光指揮系統”還能通過調節光照強度和時間，精準控制藥物產量，真正實現“指哪打哪，要多少造多少“的精準治療。

實體腫瘤像是一座“缺氧且布滿防御工事的堡壘”，以光為號，溶瘤細菌如攻城戰士一樣沖鋒，攻破腫瘤“堡壘”。受訪者供圖

基于紅光/近紅外光優異的組織穿透性、時空特異性和遠程無痕的特性，葉海峰實驗室長期致力于開發紅光/近紅外控制的光遺傳學工具，先后開發了多款基于真核哺乳動物細胞設計的紅光光遺傳學系統，聚焦于精準細胞治療和基因治療。此次研究成果將光遺傳學技術拓展至原核生物領域。

18日，葉海峰告訴澎湃科技，這項研究的創新點主要體現在三個方面：首先是改造了自然界中獨特的溶瘤細菌，在具有生物安全性的同時，保留了精準靶向腫瘤微環境的特性，使其成為理想的腫瘤靶向載體。

其次，成功構建了響應近紅外光的新型光遺傳學工具——近紅外光控操作系統（NETMAP系統），通過近紅外光照射即可遠程、精確調控細菌的基因表達水平。

第三，這項技術有效解決了傳統溶瘤細菌療法中治療性蛋白質過量表達導致的毒副作用問題，顯著提高了治療的安全性，為實體瘤治療提供了全新策略。

在此基礎上，研究團隊還通過精準敲除沙門氏菌株的相關基因簇，顯著降低了“細菌戰士”的毒副作用，同時保留了強大的腫瘤靶向能力和瘤內增殖活性。

研究結果顯示，光控溶瘤細菌系統對皮下淋巴瘤（A20）、結腸癌（CT26），深部原位結腸癌（CT26）以及人源乳腺癌CDX模型（MCF-7）等，均具有良好的腫瘤抑制效果。

為驗證臨床轉化潛力，研究團隊還與上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院合作成功構建了結直腸癌患者來源的異種移植模型（PDX），實驗中，腫瘤體積和重量較對照組減少約 80%，且腫瘤細胞凋亡顯著增加，增殖能力顯著降低，進一步證實了該治療策略的臨床轉化價值，為腫瘤精準治療領域提供了創新性的解決方案。

葉海峰表示，在臨床轉化層面，計劃將這一創新方案推廣到乳腺癌、黑色素瘤等腫瘤的臨床治療和研究中。

華東師范大學生命科學學院教授葉海峰和實驗室成員。