我国科研人员开发出可精准识别癌细胞的“纳米标记机器人”

IT之家 9 月 11 日消息，在癌症免疫治疗中，体内免疫细胞要对癌细胞发动攻击，需接收到强度足够和足够多的信号。然而，癌细胞极为狡黠，其表面的天然信号极为稀少，如何实现对癌细胞的精准识别成为一大难题。

据“中国科学院上海分院”微信公众号消息，中国科学院分子细胞科学卓越创新中心韩硕研究团队，将化学生物学研究中的邻近标记技术应用于疾病治疗中。该团队通过构建一种能够响应深红光或超声波的工程化纳米酶，成功研发出可精准识别癌细胞的“纳米标记机器人”。

该研究提出了一种全新的肿瘤免疫治疗策略，核心在于通过邻近标记技术在靶细胞表面原位、高密度地构建人工抗原簇。该研究使用一种红光或超声波响应激活的工程化纳米酶（PCN），能够在肿瘤细胞表面催化含有人工抗原 FITC 的探针与邻近蛋白质共价反应，实现对靶抗原的扩增（PATCH），从而创造性地解决了免疫治疗中抗原密度不足和特异性差的瓶颈问题。

在该研究中，研究人员首次将邻近标记技术应用于免疫功能调控，开发了一种全新的细胞表面蛋白工程化策略（Proximity Amplification and Tagging of Cytotoxic Haptens, PATCH）。该策略的核心是一种可通过红光或超声响应激活的工程化纳米酶（PCN）。研究人员首先将这种纳米酶靶向递送至肿瘤细胞表面，随后通过外部的红光或超声进行精准、无创的局部激活。被激活的纳米酶会催化含有人工抗原（FITC）的探针分子，使其与纳米酶周围数纳米范围内的细胞表面蛋白发生快速、大量的共价连接。这一过程如同在靶细胞表面“种下”了高密度的人工抗原簇。

▲ 工程化纳米酶催化人工抗原 FITC 实现靶细胞抗原扩增的示意图

这种原位构建的高密度抗原簇成为免疫细胞的“超级信标”。通过一种可同时结合 FITC 和 T 细胞表面 CD3 分子的双特异性 T 细胞衔接器（BiTE），这些抗原簇能够高效地招募并聚集 T 细胞受体（TCR），从而强力激活 T 细胞，极大地增强了其对肿瘤细胞的识别和杀伤效力。

▲ 实体瘤动物模型中 PATCH 疗法的示意图

据IT之家了解，该策略在多种实体瘤动物模型和临床来源的肿瘤样本中均取得了突破性的治疗效果。研究显示，PATCH 疗法不仅能够完全清除经过治疗的肿瘤，更重要的是，其高效的肿瘤杀伤过程会释放大量肿瘤抗原，进一步激发机体产生针对远端未治疗肿瘤的系统性免疫反应（即“远端效应”），并形成长效的免疫记忆，从而有效防止肿瘤复发。

▲ PATCH 疗法激发系统性免疫的效果图

该研究首次将邻近标记反应从一种分子互作的“检测工具”拓展为一种强大的“功能调控工具”。其核心优势在于通过催化扩增反应解决了天然抗原密度不足的问题，并通过物理手段（光或超声）的精准控制保证了治疗的高度特异性，极大地拓宽了肿瘤免疫治疗的靶点选择范围。这项工作为开发精准、高效、低毒的下一代免疫疗法提供了全新的思路和平台。

▲ PATCH 技术作用原理示意图

国际学术期刊《自然》于 9 月 10 日在线发表了相关研究论文。