肿瘤中 l - 精氨酸是有效抗肿瘤 T 细胞反应的关键因素。因此，肿瘤内典型的 l - 精氨酸浓度的增加可能大大增强免疫检查点抑制剂的抗肿瘤反应，如程序性死亡配体 1 (PD-L1) 阻断抗体。然而，目前还没有方法可以局部提高肿瘤内 l - 精氨酸水平。2021 年 10 月 6 日，来自瑞士贝林佐纳意大利大学肿瘤研究所的研究人员使用合成生物学方法开发了一种工程益生菌大肠杆菌 Nissle 1917 菌株来调节肿瘤微环境的代谢，从而提高免疫治疗的疗效，并在 Nature 上发表了题为 “Metabolic modulation of tumours with engineered bacteria for immunotherapy” 的研究论文。
该研究团队研究了 l - 精氨酸是否与 PD-L1 阻断协同作用。在皮下 MC38 肿瘤小鼠中，每日口服 l - 精氨酸与抗 PD - L1 治疗具有协同作用，并增加小鼠的存活率。这些数据表明，l - 精氨酸和 PD-L1 阻断剂合作抑制小鼠肿瘤生长。
（来源：上述论文）由于细菌可以在肿瘤中生存和生长，该研究团队的目标是使用一种非致病性大肠杆菌 (大肠杆菌尼索 1917 (ECN)) 作为一种肿瘤内的、基于合成生物学的细胞治疗来产生高浓度的局部精氨酸。由于肿瘤通常会积聚氨，该研究团队设计大肠杆菌有效地引导氨用于精氨酸的合成。该研究团队删除了精氨酸抑制基因 (ArgR)，该基因的产物负调控精氨酸生物合成途径中所有基因的表达。由于 n - 乙酰谷氨酸合成酶 (ArgA)—— 精氨酸生物合成途径中的第一个酶 —— 被体内高水平的 l - 精氨酸抑制，该研究团队整合了 ArgAfbr，它编码了一个不被高水平的 l - 精氨酸抑制的反馈抗性显性突变体到细菌基因组中。此后，该研究团队将这种产生 l - 精氨酸的菌株称为 l - 精氨酸细菌。
