华中科技大学樊锦轩等团队合作最新Nature子刊

结直肠癌（CRC）高复发率和转移率带来的重大挑战，在诊断和治疗过程中依然存在。激活先天免疫在CRC治疗中有望减少耐药性和副作用。

2026年1月3日，华中科技大学樊锦轩、香港中文大学夏江、华中科技大学赵元弟共同通讯在Nature Communications（IF=15.7）在线发表题为Peptide-functionalized membrane camouflage for endogenous H2S-induced photothermal immunotherapy of orthotopic colorectal cancer的研究论文。本研究利用抗菌肽功能化修饰的CRC细胞膜包裹钴基金属有机框架材料（C），构建出一种仿生纳米平台，命名为PfCC。

将PfCC注射至荷瘤小鼠体内后，该纳米平台可在肿瘤微环境的酸性条件下降解，释放钴离子；钴离子与内源性硫化氢（H₂S）发生反应，生成具有优良光热性能的黑色星状沉淀物，进而招募自然杀伤（NK）细胞，改善肿瘤免疫抑制微环境。

同时，PfCC降解过程中还会释放出结构受到保护的抗菌肽，这类抗菌肽可抑制脱硫弧菌等有害菌群的生长，减少H₂S的生成。上述对H₂S的协同性自上而下调控作用，可促进巨噬细胞极化，并进一步激活机体固有免疫应答。

此外，基于任意图像分割模型的人工智能深度学习凸包算法相关实验结果表明，与单一的H₂S调控治疗方案相比，PfCC的治疗效果最为显著。综上，PfCC兼具免疫调控与肠道菌群调节双重功效，有望成为一种极具潜力的CRC抗肿瘤治疗策略。

现代饮食与生活方式的改变对结直肠癌（CRC）的发病率及疾病进展产生了深远影响。目前，手术切除癌灶联合放化疗仍是全球范围内CRC 的一线治疗方案。但复发率高。肿瘤相关性炎症已被列为肿瘤最常见的特征之一。

肿瘤组织内炎症细胞的浸润程度取决于炎性病变或原发性结直肠癌病灶的具体情况。然而，肠道内广泛分布的巨噬细胞、自然杀伤（NK）细胞及中性粒细胞大多处于免疫抑制状态，这进一步促进了疾病的发生与发展。因此，对肠道免疫细胞功能进行靶向调控，将为肠道疾病治疗模式的探索提供新的思路。

硫化氢（H₂S）是继NO和CO之后的第三大气体信号分子，广泛参与机体呼吸、消化及神经生理过程的调控。当肠道发生病变时，硫酸盐还原菌成为H₂S 生成的主导因素，其可通过发酵含硫氨基酸、硫酸盐等物质，产生大量内源性H₂S，其含量约为正常肠道组织的3~4 倍，浓度可达0.3~3.4 mmol/L。H₂S 在肠道疾病中扮演着 “双刃剑” 的角色。

研究证实，在小鼠内毒素性休克模型中，高浓度H₂S可发挥促炎活性，还能诱导小鼠发生脂多糖介导的炎症反应，进而促进并招募炎症细胞浸润。而在生理浓度下，H₂S则可减少促炎细胞因子、趋化因子及相关酶类的生成，同时抑制白细胞与血管内皮细胞的黏附及向炎症部位的迁移。

另有研究表明，肠道黏膜长期暴露于H₂S 环境是CRC 发病的重要诱因之一。因此，将H₂S 水平持续稳定调控至生理浓度，是缓解CRC 病情的有效治疗策略。

肠道肿瘤免疫抑制微环境与肿瘤相关性炎症密切相关。基于此，通过调控肠道炎症微环境，有望改善肿瘤免疫抑制状态。抗菌肽作为抗生素的潜在替代品，具有广谱抗菌活性及多重免疫调节功能，在抗感染治疗中展现出重要应用潜力，但其体内外稳定性较差，易被降解而导致活性快速下降。

传统光热疗法凭借其靶向性强、作用范围局限的优势，相比传统放化疗对正常组织的损伤更小，但仍面临组织穿透深度不足、局部温度难以精准调控等技术挑战。

PfCC的抗肿瘤作用机制（摘自Nature Communications ）

本研究将抗菌肽偶联磷脂包埋于 CRC 细胞膜中，以此包裹物质C制备出兼具靶向性与稳定性的仿生纳米递送平台，命名为肽功能化仿生包载物质C纳米颗粒（ PfCC）。研究结果显示，该抗菌肽对肠道内的大肠杆菌及脱硫弧菌具有显著抑制作用。

肠道益生菌丰度的提升与有害菌群的减少，可重塑 CRC 肿瘤微环境并改善局部炎症状态。上述变化可促使 H₂S 发挥正向反馈调控作用，抑制NF-κB的表达，进而诱导肿瘤相关巨噬细胞由促肿瘤 M2 型向抑肿瘤 M1 型极化，从而改善肿瘤免疫抑制微环境，最终激活机体固有免疫应答。

同时，CRC 细胞膜表面的黏附分子赋予该纳米平台同源识别与靶向归巢能力，使其能够快速富集于肿瘤微环境，并增强平台的细胞内吞效率。

此外，本研究基于人工智能大模型深度学习技术，通过算法对原位 CRC 的治疗效果进行评估。结果证实，该可生物降解仿生纳米平台具备优异的药物递送能力及较高的生物安全性，可通过光热沉淀疗法与固有免疫激活的协同作用，实现对原位 CRC 的有效治疗。综上，该纳米平台为基于内源性 H₂S 调控的肿瘤治疗及转移抑制策略提供了新的研究方向。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-65876-9