食物过敏由对膳食过敏原的异常免疫反应引发，可能引发严重甚至危及生命的反应。目前的治疗方法仍受限于部分疗效和长期疗程。本文介绍了一种由巨噬细胞膜衍生纳米颗粒和大肠杆菌 Nissle 1917 益生菌组成的生物杂交配方，用于针对食物过敏的靶向多模式口服治疗。纳米颗粒被装载着一种可降解过敏原的酶，并通过点击化学接轭作用在益生菌上。该设计使生物杂交体能够中和促炎细胞因子，降解过敏原，并增强肠道靶向和保留能力。体外，该制剂显示出强烈的细胞因子结合力和有效的过敏原降解能力。在酪蛋白和麸质诱发过敏的小鼠模型中，口服该生物杂交药物可抑制炎症细胞因子，恢复肠道微生物多样性，缓解体重减轻、腹泻和免疫球蛋白 E 水平升高等症状。组织学分析显示肠道结构得以保存，未观察到全身性或胃肠道毒性，表明该生物杂交系统的耐受性良好。

该研究以题为“Cellular Nanoparticle−Probiotic Biohybrid for Multimodal Oral Therapy of Food Allergy”发表在ACS Nano上。

图1

EcN−MΦNP(dpp)的制备与表征。(A) 用于治疗食物过敏的EcN−MΦNP(dpp)设计示意图。将二肽基肽酶IV封装于金属有机框架纳米颗粒核心中形成NP(dpp)，随后包被天然人巨噬细胞膜形成MΦNP(dpp)。这些纳米颗粒通过无铜点击化学与大肠杆菌Nissle 1917偶联，最终获得生物杂合构建体EcN−MΦNP(dpp)。当递送至肠道时，该生物杂合制剂可修复过敏反应损伤的小肠。(B) 动态光散射法测定的NP(dpp)和MΦNP(dpp)的水动力学尺寸。(C) DLS法测定的NP(dpp)和MΦNP(dpp)的表面zeta电位。(D) 负染后MΦNP(dpp)的代表性透射电子显微镜图像（比例尺=50 nm）。右图：单个纳米颗粒的放大视图（比例尺=50 nm）。(E) 游离dpp与MΦNP(dpp)催化效率的比较。(F) MΦNP(dpp)在不同纳米颗粒投入量下与EcN的结合能力。(G) EcN和EcN−MΦNP(dpp)的扫描电子显微镜图像（比例尺=500 nm）。(H) EcN和EcN−MΦNP(dpp)的荧光显微镜图像。蓝色：Hoechst 33342染色的细胞核；绿色：DiO染色的MΦNP(dpp)。比例尺=1 μm。(I) EcN在MΦNP(dpp)偶联前后的细胞活力。所有数据集中，n=3次独立实验。B、C、E中的数据以平均值+标准差表示；F和G中的数据以平均值±标准差表示。n.s.表示无显著性差异。采用GraphPad Prism 10中的非配对t检验进行统计分析。

图2

体外过敏原降解与细胞因子中和。

(A) 不同制剂对酪蛋白的降解动力学。(B、C) 游离dpp、MΦNP(dpp)和EcN−MΦNP(dpp)在降解酪蛋白时的半衰期（B）与催化效率（C）的比较。(D) 不同制剂对麸质的降解情况。(E、F) 游离dpp、MΦNP(dpp)和EcN−MΦNP(dpp)在降解麸质时的半衰期（E）与催化效率（F）的比较。(G) 不同制剂上代表性细胞因子受体（包括IL-6R、TNF-αR和IL-4R）表达的免疫印迹分析。(H) 细胞因子（IL-6、TNF-α和IL-4）与EcN、MΦNP、MΦNP(dpp)、EcN−MΦNP及EcN−MΦNP(dpp)的结合剂量依赖性。所有数据均来自n=3次独立实验。(A−F)中的降解研究在模拟肠液中进行。(A−F和H)中的数据以平均值±标准差表示。n.s.表示无显著性差异。采用GraphPad Prism 10中的非配对t检验进行统计分析。

总结

这项研究开发了一种名为EcN−MΦNP(dpp)的口服生物杂合系统，用于食物过敏的多模式治疗。研究团队将过敏原降解酶二肽基肽酶IV封装在金属有机框架纳米颗粒核心中，再包被上人类巨噬细胞膜，最后通过无铜点击化学将这种纳米颗粒与大肠杆菌Nissle 1917益生菌连接起来。这种设计让该体系能同时实现三个功能：巨噬细胞膜上的受体可以中和引发过敏的炎症因子，纳米核心里的酶能持续降解酪蛋白和麸质等食物过敏原，而益生菌则帮助纳米颗粒更好地定植在小肠、延长作用时间。在酪蛋白和麸质诱导的两种过敏小鼠模型中，口服该制剂后，小鼠的腹泻、体重下降等症状明显缓解，肠道内促炎细胞因子水平降低，血清中特异性免疫球蛋白E水平也回归正常。肠道菌群分析显示，治疗后小鼠的菌群多样性和有益菌比例得到恢复，肠道黏膜结构也基本完整。安全性评估方面，治疗组小鼠的体重、血常规、肝肾功能指标与健康对照组无显著差异，主要器官和胃肠道组织未见病理损伤。总体而言，这种结合了益生菌与细胞膜纳米颗粒的体系为食物过敏的口服治疗提供了一种新思路。

参考文献：