细菌变身“抗癌战士”，还能光控清除！
你有没有想过，细菌也能成为对抗癌症的“智能武器”？最近，南京大学赵劲教授、王秀秀研究员与魏炜副教授团队在国际顶级期刊《自然·通讯》（Nature Communications）上发表了一项突破性研究：他们改造了一种名为粘质沙雷菌（Serratia marcescens）的细菌，让它不仅能自主合成强效抗癌物质，还能在完成任务后通过光照一键清除，大大提升了治疗的安全性与可控性。
这项研究巧妙地将合成生物学、免疫治疗与光热技术融为一体，为癌症治疗提供了一种全新的“活体生物杂合疗法”。
一种会“发光发热”的抗癌细菌
粘质沙雷菌本身并不陌生——它是一种自然界中常见的革兰氏阴性菌，因其能产生一种鲜红色的天然色素——灵菌红素（prodigiosin）而闻名。过去，科学家就知道灵菌红素具有抗菌、抗氧化甚至抗癌活性，但直接将其作为药物使用却面临重重困难：比如稳定性差、体内半衰期短、难以靶向肿瘤等。
南京大学团队另辟蹊径：不提取灵菌红素，而是让细菌自己带着“药厂”进肿瘤！他们首先通过紫外线诱变筛选，获得了一株高产灵菌红素的工程菌株（命名为SMM），在5升发酵罐中48小时内就能产出高达8.3克/升的灵菌红素——这已接近该菌天然合成能力的上限。
更令人惊喜的是，他们在实验中偶然发现：灵菌红素在808纳米近红外光激发下，能发出940–1300纳米的近红外荧光！这意味着它不仅能用于治疗，还具备成像诊断潜力，实现“诊疗一体化”。
杀癌三重奏：直接杀伤 + 免疫激活 + 光控清除
这种工程菌如何对抗肿瘤？研究团队在黑色素瘤和结直肠癌的小鼠模型中验证了它的“三重杀招”：
1. 直接诱导癌细胞死亡
灵菌红素能进入肿瘤细胞，触发线粒体自噬（mitophagy），进而引发一种特殊的程序性死亡——坏死性凋亡（necroptosis）和非caspase-3依赖的凋亡。简单说，就是从内部“引爆”癌细胞，效果显著。
2. 激活全身抗肿瘤免疫
注射工程菌后，小鼠体内出现了强烈的系统性免疫反应：树突状细胞成熟、T细胞大量募集到肿瘤部位，更重要的是，形成了长期免疫记忆——即使肿瘤复发，免疫系统也能迅速识别并清除，有效防止二次生长。
3. 光照一键清除，安全可控
最妙的是安全性设计！研究人员敲除了细菌中负责合成内毒素的关键基因 msbB，大幅降低其毒性。更关键的是，灵菌红素本身具有优异的光热转换能力。当用808纳米激光照射时，细菌局部温度迅速升至60℃以上，3分钟内即可实现超过8个数量级的细菌灭活（即几乎全部杀死）。这意味着医生可以在治疗结束后按需清除细菌，避免长期定植带来的风险。
（示意图：工程菌在激光照射下产生高温，实现快速清除）
为什么这项研究意义重大？
当前的细菌疗法大多依赖外源载药或复杂修饰，不仅效率低，还存在安全隐患。而这项研究完全利用细菌自身的生物合成能力，无需额外装载药物，既简化了工艺，又提高了疗效。
更重要的是，它实现了治疗-监测-清除的闭环控制： - 靶向缺氧肿瘤微环境（细菌天然趋性） - 原位生产抗癌分子（灵菌红素） - 激活免疫系统形成长期保护 - 光照精准清除残余细菌
这种“活体智能药物平台”为未来个性化癌症免疫治疗开辟了新路径，尤其适用于对传统疗法耐药或易复发的患者。
未来可期：从实验室走向临床
虽然目前研究仍在小鼠阶段，但粘质沙雷菌的高产能力、光控清除机制以及良好的安全性数据，为其临床转化奠定了坚实基础。下一步，团队或将优化菌株的免疫原性、探索与其他疗法（如PD-1抑制剂）的联合应用，并推进毒理与药代动力学研究。
可以想象，在不远的将来，医生或许只需向患者体内注射一剂“智能工程菌”，再配合一次简单的光照操作，就能实现精准、高效且可终止的癌症治疗。
这项研究不仅展示了合成生物学的强大潜力，也让我们看到：最微小的生命体，也可能成为对抗最凶险疾病的利器。
你觉得，未来的癌症治疗会越来越“生物化”吗？欢迎在评论区留言讨论！
📚 参考文献
Lihao Ji, Tianze Zhu, Tianqi Jiang, Li Wang, Zhonghui Qiu, Shiqi Gao, et al. A live biohybrid bacterial therapy based on engineered Serratia marcescens. Nat. Commun., 2026. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-026-70949-4.
