上海交大刘尽尧团队 Adv. Sci.：细菌活体探针的制备及成像与诊断应用

2023-12-05 来源：高分子科技

生物成像作为一种可视化和阐明生物体组织结构和生理功能的重要技术，已广泛用于实时精确诊断和监测生物体生理和病理过程。现有的生物成像技术主要包括光学成像、超声成像、光声成像、磁共振成像(MRI)及正电子发射断层扫描(PET)等，在疾病的初步诊断方面有着广泛的应用。生物成像技术由于其独特的优越性，也推动了相应生物成像探针的发展和普及，如光学探针、超声探针、光声探针和放射性探针。很大程度下，探针的灵敏度、特异度和响应速度决定了成像的性能和效果。另外，探针可与治疗试剂联合使用，从而实现无创式实时成像和疾病诊断治疗一体化。

细菌可在多种体内生物界面定植，特别是皮肤、鼻腔和口腔粘膜、胃肠道和生殖道，也可以靶向特定病变部位，如肿瘤和伤口。携带可成像信号分子的细菌借助其特有的运动性、可编辑性和靶向性等特点，广泛用于不同疾病的生物成像与诊断，如细菌感染、癌症和肠道相关疾病。由于细菌具有可修饰性，通过基因编辑或表面修饰，可以在其胞内或表面引入不同信号分子。目前结合细菌与信号分子来制备细菌活体探针的主要方式包括生物学方法(如基因工程和代谢标记)、化学修饰(如非共价键合和共价偶联)、细菌胞内负载和光学操作。此外，还可利用细菌感知生理环境(如肠道)并迁移至病灶部位(如肿瘤和感染部位)的能力，使这些工程化细菌活体探针可主动累积甚至有效定植于特定区域，为生物成像和疾病诊断提供独特优势。

上海交通大学刘尽尧研究员团队前期利用生物工程和化学方法发展了多种制备细菌活体探针的策略，进一步以临床需求为导向，探索了细菌活体探针在生物成像和疾病诊疗方面的应用。近日，该团队在Advanced Science发表题为Bacteria-based living probes: preparation and the applications in bioimaging and diagnosis的综述论文。该工作全面总结了细菌活体探针的制备及其在生物成像和疾病诊疗方面的最新进展。作者首先介绍了细菌活体探针的制备策略，系统归纳了用于生物成像和诊断的不同探针类型，并展示了这些活体探针在诊断和治疗不同疾病方面的潜力及目前所取得的进展，特别是在细菌感染、癌症和肠道相关疾病方面。最后，作者对细菌活体探针当前研究所面临的挑战进行了讨论，并展望了利用它们来开发下一代智能生物成像和诊疗一体化体系的巨大潜力。

课题组蒋和金博士后和曹浈萍副研究员为该论文共同第一作者，刘尽尧研究员为通讯作者，共同通讯作者包括曹浈萍副研究员和上海交通大学医学院附属仁济医院周滟教授。该工作得到了科技部重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、上海市科委探索者项目、上海市地方高水平大学创新科研团队、国家转化医学基础设施(上海)基金和上海市教委-高峰高原计划等项目的资助。

原文链接： https://doi.org/10.1002/advs.202306480

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（责任编辑：xu）

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