用“生物小机器人”改造肿瘤环境，助力癌症治疗

癌症仍是全球发病和死亡的主要原因之一，其进展和转移受遗传、代谢及免疫等多种因素共同影响。肿瘤微环境（TME）的缺氧、低pH值、高间质压力及大量免疫抑制因子，不仅形成物理屏障阻碍治疗药物渗透，还会塑造利于肿瘤进展和免疫逃逸的免疫环境。其中，肿瘤细胞糖酵解产生的L-乳酸（l-LA）是关键的免疫抑制因子，它会抑制CD8+细胞毒性T淋巴细胞活性、促进调节性T细胞（Treg）扩增，还通过乳酰化修饰促进肿瘤DNA修复，增强治疗抵抗性。与之相反，D-乳酸（d-LA）具有免疫刺激作用，可激活NF-κB通路、促进M2型巨噬细胞向抗炎M1型转化、增强细胞毒性T细胞功能，并诱导癌症干细胞铁死亡。

目前降低l-LA的策略受限于实体瘤物理屏障和资源浪费，而现有纳米机器人常因靶向力与推进力不匹配导致穿透效率低。为此，本研究开发了一种“火车状”生物混合纳米机器人（E@CMV-AP），以金纳米颗粒（AuNPs）为桥，将钯（Pd）纳米酶（驱动单元）与卷曲乳杆菌来源的外膜囊泡（CMVs，靶向单元）有序组装，实现推进力与靶向力线性协同。Pd纳米酶在肿瘤微环境中具有pH依赖性催化活性：在酸性条件下表现出 peroxidase（POD）样活性，催化H2O2产生羟基自由基（·OH）诱导免疫原性细胞死亡（ICD）；在中性/碱性条件下表现出catalase（CAT）样活性，将H2O2分解为O2，缓解肿瘤缺氧并提供推进力，助力纳米机器人深层穿透。CMVs富含D-乳酸脱氢酶（d-LDH），并通过电穿孔人工引入乳酸氧化酶（LOX），形成双酶级联系统：LOX将l-LA氧化为丙酮酸，d-LDH再将丙酮酸还原为d-LA，从而逆转免疫抑制。

临床前模型验证了其强效抗肿瘤效果。在宫颈癌细胞（U14）及3D肿瘤球模型中，E@CMV-AP显著诱导活性氧（ROS）产生、线粒体膜电位去极化和DNA损伤，提高ICD标志物（HMGB1、CRT）水平，减少癌症干细胞（CSCs）集群和干性基因表达。在原位宫颈癌模型中，纳米机器人可靶向积聚于肿瘤，显著缩小肿瘤体积、延长小鼠生存期，促进M1巨噬细胞、成熟树突状细胞（DCs）及CD8+ T细胞浸润，减少M2巨噬细胞和Treg细胞。对口腔鳞状细胞癌（OSCC）模型的研究进一步证实其普适性，可重塑肿瘤微生物组，恢复有益菌（如乳酸杆菌）丰度。生物安全性评估显示，纳米机器人无明显毒副作用，主要器官无病理变化，血清生化指标正常，d-LA水平可快速恢复至安全阈值以下。

综上，E@CMV-AP生物混合纳米机器人通过整合代谢调节、氧化应激诱导和微生物组重塑，为克服肿瘤免疫微环境障碍、提升癌症治疗效果提供了创新策略。