“特洛伊木马”S.t-ΔpGlux/pT-ClyA突破肿瘤免疫屏障抑制侵袭/转移机制的影像学研究

The invasion/metastasis of malignant tumor is the major cause of patients’ recurrence and death after treatment.Traditional treatment is insufficient especially for malignant tumor that resistance to chemotherapy and lack of specific gene-targeting treatment.The immunotherapy based on the salmonella has a specific "Trojan horse" tumor-attack feature, which has been used in treatment-resistant tumor. However, within the tumor, salmonella need to breakthrough the immune barrier mainly mediated by neutrophils toplay a rolein anti-tumor efficacy comprehensively, and to inhibit the invasion/metastasis cascade reaction.This study targets on tumor immune microenvironment, through the methods of genetic engineering, constructs the independent attenuated salmonellaS.t - Δ pGlux/pT – ClyA, takes advantage of the efficient capacity in carrying antibodies of graphene, and intervenes the neutrophils chemokine CCL2 in the tumor immune microenvironment to regulate the neutrophilsmediatedimmune barrier.By multimodal image and real-time imaging, we reveal the "Trojan horse"mode of tumor-attack salmonella, and research on aspects such as immune cells recruiting, phenotypic changes and activation,expression of key gene in invasion/metastasis in a molecular level combining the method of molecular biology, thus to comprehensively elucidate the intrinsic impetus and molecular mechanism of driving S.t - Δ pGlux/pT - ClyA breakthrough the immune barrier of tumor and inhibit the invasion and metastasis.

恶性肿瘤侵袭/转移是患者治疗后复发与死亡的主要原因，特别是对于化疗抵抗且缺乏明确基因靶向治疗的恶性肿瘤，传统疗法效果不佳。以沙门氏菌为基础的免疫治疗具有“特洛伊木马”式肿瘤攻击特性，被用于这些难治性肿瘤的治疗；然而，在肿瘤内，沙门氏菌要全面发挥其抗肿瘤疗效需要突破以肿瘤相关中性粒细胞为主的免疫屏障，抑制其诱发的侵袭/转移级联机制。本研究以肿瘤免疫微环境为靶点，通过基因工程方法，构建独立减毒沙门氏菌S.t-ΔpGlux/pT-ClyA，利用石墨烯高效携载抗体的优势，干预肿瘤微环境中性粒细胞趋化因子CCL2，调控以中性粒细胞为主的免疫屏障，通过多模态影像实时显像沙门氏菌“木马屠城”式抗肿瘤效应，结合分子生物学方法，从免疫细胞招募、表型变化、活化及侵袭/转移关键基因表达等多方面进行微宏观整合分析，全面阐述驱动S.t-ΔpGlux/pT-ClyA突破肿瘤免疫屏障、抑制侵袭转移的内在动力及分子机制。

近年来，以微生物为基础的微环境免疫干预因其与宿主细胞作用的独特方式备受关注，被评为 10 大医疗新技术的首位。其中沙门氏菌抗肿瘤治疗因其固有的天然优势得到了 FDA 临床试验的批准：其一，兼性厌氧生长的沙门氏菌能依据肿瘤微环境的特殊性而自动靶向肿瘤；其二，沙门氏菌易于基因工程改造，可以成为药物或基因治疗的良好载体；其三，定植入肿瘤的沙门氏菌可能通过某些方式改变肿瘤免疫微环境，激活肿瘤内免疫；堪称完美的肿瘤免疫治疗新策略。.然而，临床应用却以失败告终。导致临床应用实验失败的科学假说为：这可能是工程化菌与宿主细胞相互作用密切相关，其中最关键的因素可能是工程化菌在侵入瘤内后与中性粒细胞作用形成的免疫屏障制约了其抗肿瘤的临床疗效，成为临床应用的瓶颈问题。.本研究针对该科学假说，以基因工程为基础，以生物合成技术构建一种能高效发动肿瘤内攻击的“特洛伊木马”沙门氏工程菌，完成了工程化菌稳定构建及其诱导高通量表达 IL-1β。确定肿瘤微环境免疫屏障与“特洛伊木马”工程菌的动态关系。影像成像及分子/病理标志物分析了免疫屏障中中性粒细胞是否是工程化菌开启全瘤“木马屠城”攻击的关键制约因素。分析了工程化菌突破免疫屏障体系及分子机制。确定了工程化菌与肿瘤微环境中中性粒细胞、效应性淋巴细胞变化的时间节点及其相关性，明确 IL-1β高通量表达是否是抑制肿瘤侵袭/转移级联机制启动的有效方法，探索其制约的相关因素。完成了工程化菌抑制肿瘤侵袭/转移展开“木马屠城”抗肿瘤效应的研究。系统地阐述了制约临床疗效的瓶颈问题，形成新型抗肿瘤免疫增敏新策略，该研究为治疗难治性肿瘤提供新的思路，成果具有前沿性。.本研究发表了一批高水平的论文，其中NI指数论文3篇。获得了湖南省自然科学奖（二等奖）一项，中华医学会青年科技奖一项，培养了一批具有交叉学科知识背景的研究生，项目负责人因此荣获2021年度湖南省科技创新领军人才。