高被引科学家丨田捷：中国光学分子影像领域的引领者

公众号：高被引

学者名片

田捷，光学分子影像专家，国际医学与生物工程科学院院士，美国医学与生物工程院院士，中国科学院自动化研究所研究员，中国科学院大学教授、博士生导师，西安电子科技大学生命科学技术学院院长、教授、博士生导师，北京航空航天大学教授；科睿唯安全球“高被引科学家”。

研究成果介绍

【成果简介】

免疫检查点阻断打破常规治疗方式，已成为对抗癌症的一种颠覆式策略。然而，免疫检查点抑制剂如抗PD-L1抗体（α-PD-L1）的常规给药通常会表现出不甚理想的免疫应答，同时还极有可能出现严重的免疫相关不良反应（irAE）。

有鉴于此，中国科学院自动化研究所杜洋研究员、田捷研究员和北京协和医院金征宇教授等人开发了基于PD-L1适体（aptPD-L1）的球形核酸（SNA）M@O-A，其由奥沙利铂（OXA）包封的金属-有机框架纳米颗粒核心和aptPD-L1的致密外壳组成。在光照射下，这种纳米系统能够同时进行光动力疗法（PDT）、化学疗法和增强免疫疗法，一次注射即可抑制小鼠的原发性结肠直肠癌和未经治疗的远处肿瘤。尤其是，M@O-A在临床irAE模拟转基因小鼠模型中几乎没有显示任何全身免疫毒性。总的来说，这项研究为强大安全的癌症光免疫疗法提供了新的思路。相关工作以“PD-L1 Aptamer-Functionalized Metal–Organic Framework Nanoparticles for Robust Photo-Immunotherapy Against Cancer with Enhanced Safety”为题发表在Angew。

【文章要点】

如图1所示，M@O-A由卟啉Zr6-MOF（PCN-224）内核和aptPD-L1壳层组成，化疗OXA则封装在MOF的纳米孔中。OXA是治疗多种癌症的一线化疗药物，可作为ICD诱导剂进行使用，而MOF则可发挥光敏剂作用生成1O2，协同激活免疫系统。包封OXA后，作者再利用aptPD-L1功能化M@O，最终形成M@O-A。这其中，MOFs不仅作为光敏剂和递送载体，其也能增加细胞对化疗药物的摄取，以及保护aptPD-L1不被降解，改善其在肿瘤部位的积累并减少其irAE。

图1 M@O-A的合成及其PDT/受控化疗/免疫疗法的联合治疗效果

M@O-ANP促进aptPD-L1在肿瘤部位的积聚和保留后，可增强其免疫治疗效果。此外，研究进一步证明了，M@O-A可发挥PDT、化疗和免疫疗法的联合效果，不仅能导致光照射局部肿瘤的消退，而且能通过诱导肿瘤特异性和全身抗肿瘤免疫来抑制未照射的远处肿瘤（图1）。更重要的是，作者还发现M@O-A与单独全身给药α-PD-L1相比，可以显著降低荷瘤小鼠甚至临床irAE模拟转基因C57BL/6 Foxp3-GFP DTR小鼠的全身免疫毒性。因此，作者认为，光免疫治疗策略有望为增强ICB反应和解决癌症免疫治疗进展中常见的irAE问题提供新的设计思路。

人物介绍

工作教育经历

田捷于1978年9月—1982年9月就读于安徽师范大学，毕业后获得学士学位；1982年—1984年任安徽师范大学数学系助教；1984年9月—1987年9月就读于西北大学，毕业后获得硕士学位；1987年—1990年任西北大学计算机系讲师；1990年9月—1993年9月就读于中国科学院自动化研究所，毕业后获得博士学位；1993年—1994年任中国科学院自动化研究所助理研究员；1994年—1995年任中国科学院自动化研究所副研究员；1995年—1996年在美国宾夕法尼亚州立大学做访问学者；1997年起任中国科学院自动化研究所研究员；2002年获得“国家自然科学基金委杰出青年科学基金”资助；2012年当选为国际医学与生物工程科学院院士；2014年当选为美国医学与生物工程院院士；2018年6月任北京航空航天大学教授。

研究领域

田捷长期从事分子影像、医学影像、功能成像、生物特征识别与加密等领域的研究。

科研成果

田捷主要从事医学影像分析、针刺机理与生物特征识别方向的研究与应用工作。在分子影像成像理论算法和技术方面，提出了组织特异性成像理论模型，提高了成像的精度、深度和速度；在针刺机理方面，提出了针刺持续性效应假说，并通过提出的适合针刺自身特点的实验设计模型对假说进行了验证；以针刺持续性效应假说为切入点开展系列研究；在指纹识别方面，提出了基于二元细节点结构指纹图像表达的多种有效的指纹识别方法，并实现了技术转移和产业化。具体体现在以下三个方面：

①、提出了组织特异性的成像理论模型，研发了多模态分子影像成像系统，提高了三维成像的精度、深度和速度。在分子影像方向，取得了理论算法、关键技术、成像系统和生物医学应用的系统性研究成果。理论算法上，提出了组织特异性成像理论模型和相应的重建算法；

②、提出了针刺持续性效应假说，通过所提出的适合针刺自身特点的实验设计模型和数据处理方法对假说进行了验证；以针刺持续性效应假说为切入点开展了一系列研究工作，为国际针刺机理研究存在争议的穴位特异性问题提供了影像学证据；

③、提出了基于二元细节点结构指纹图像表达的多种有效指纹识别方法，实现了技术转移和产业化，并已在多家单位得到了应用。在指纹识别方向，提出了基于二元细节点结构指纹图像表达的多种有效指纹识别方法。

学术论著

据2023年2月中国科学院分子影像重点实验室官网显示，田捷已在中国国内外学术杂志发表论文200余篇，出版专著多部，其主要论著有《光学分子影像技术及其应用》《生物特征识别理论与应用》等；在 Web of Science中的出版物共801篇，H指数76，研究论文总被引次数23000余次，2021年、2022年连续两年获得科睿唯安全球“高被引科学家”称号（交叉学科）。

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