SA：纳米生物矿化噬菌体激活抗菌免疫

免疫系统的功能依赖于受体与配体之间的相互作用。新兴的免疫标记技术通过提供特异性抗原或结合位点以增强免疫细胞的靶向识别能力，已在癌症、衰老和炎症等多种疾病领域取得进展。然而，由于细菌抗原的易突变特性，该技术在感染领域的应用受限。作为细菌的特异性捕食者，噬菌体通常通过吸附、遗传物质注入、复制和组装等过程引发细菌裂解。但长期暴露于噬菌体后，细菌可能通过降解噬菌体DNA、阻断噬菌体复制或修饰受体等机制产生耐药性。此类耐药菌虽携带残留噬菌体衣壳，却仍能保持复制能力而避免有效裂解。这种持续性现象严重制约了噬菌体疗法的抗感染治疗潜力，亟需通过创新的噬菌体工程或联合策略提升治疗效果。

受此生物学现象启发，我们基于噬菌体开发了一种人工抗原导向的免疫识别标记纳米平台（Mn2+@Man-phage）。该平台通过在免疫抑制微环境中构建细菌与巨噬细胞之间的桥梁，介导免疫级联反应的发生。具体而言，我们将甘露糖连接剂[N-羟基琥珀酰亚胺-聚乙二醇-甘露糖（NHS-PEG-Mannose）共价连接到噬菌体主体（Man-phage），并通过静电作用将锰离子（Mn2+）矿化于其头部。噬菌体凭借其固有生物特性对细菌具有强靶向能力，而功能化修饰的甘露糖可多重结合巨噬细胞表面的甘露糖受体，进一步促进免疫识别与细菌吞噬。鉴于Mn2+在介导金属免疫调节效应中的关键作用，我们重点研究其从纳米系统中的释放行为，以增强巨噬细胞免疫效能并最终实现细菌清除。

此项"噬菌体展示"技术为噬菌体疗法中的细菌免疫识别提供了关键手段，本文仅展示其基础应用。我们的生物标记技术还可拓展至细菌感染部位的任意免疫细胞——通过酰胺键连接将免疫细胞对应的各种配体修饰于噬菌体，即可激活宿主免疫力，从而控制抗生素耐药性并防止感染复发。

图1 噬菌体疗法不能激活宿主抗菌免疫。

图2 生物矿化噬菌体的构建和表征。

图3 生物矿化噬菌体靶向细菌，从而使得细菌更加容易被巨噬细胞识别清除

图4 生物矿化噬菌体中的锰离子，激活巨噬细胞。

图5 生物矿化噬菌体处理前后的巨噬细胞的转录组。

图6 体内细菌感染部位靶向和抗菌效果。

图7 激活初级免疫和适应性免疫。

图8 示意图。

原文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr1911