苏州大学最新Cell子刊论文：提出癌症声免疫疗法新思路

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

声免疫疗法（Sono-immunotherapy）是治疗实体瘤的一种很有前景的方法。其主要作用机制是在超声（Ultrasound）照射下产生活性氧（ROS），从而在肿瘤细胞中诱导氧化应激，并导致抗原及损伤相关分子模的释放，从而激活癌症免疫循环。

声免疫疗法的有效性在很大程度上取决于声敏剂的声催化活性和免疫调节能力。因此，开发兼具高声催化活性和强大免疫调控特性的声敏剂，对于提高声免疫疗法的癌症治疗疗效至关重要。

2025 年 9 月 17 日，苏州大学功能纳米与软物质研究院程亮教授团队在 Cell 子刊Cell Biomaterials上发表了题为：Metal-doping engineering-driven STING-PANoptosis cascade for enhanced cancer sono-immunotherapy 的研究论文。

该研究利用金属掺杂工程驱动的STING-PANoptosis级联反应，增强了癌症声免疫疗法（sono-immunotherapy），不仅证明了金属掺杂工程在驱动泛凋亡（PANoptosis）方面的潜力，更为声免疫治疗策略的构建与优化提供了宝贵见解。

最近发现的一种名为PANoptosis（本文将其翻译为泛凋亡）的新型细胞死亡形式，为高效激活抗肿瘤免疫提供了理论基础和机会。PANoptosis 是一种独特的先天免疫炎性细胞死亡形式，它结合了细胞焦亡、细胞凋亡和细胞坏死性凋亡的主要特征，但不能仅用其中任何一种途径来完全描述。与单独的细胞死亡途径不同，PANoptosis 涉及一系列上游受体和分子信号，这些信号组合成一个复杂的结构——PANoptosome。PANoptosome 同时激活三种细胞死亡途径，从而不仅克服了细胞死亡逃逸机制，有效清除癌细胞，还引发了强烈的抗肿瘤免疫反应。

尽管 PANoptosis 在癌症中驱动免疫反应和炎症的确切机制尚未完全明了，但它已成为增强免疫疗法的创新策略。因此，探索有效的超声诱导 PANoptosis 策略，对于设计和开发改进的声免疫疗法方法至关重要。

金属掺杂工程（Metal-doping engineering）是增强声免疫疗法的关键方法。特定的金属掺杂能加速声敏剂的原子重排，促进电子转移，并抑制电子-空穴对的复合，从而显著提高这些药物的声催化性能。更重要的是，各种金属离子在调节肿瘤细胞命运和代谢、免疫调节以及肿瘤微环境重塑方面发挥着关键作用。因此，金属掺杂工程不仅通过提高声催化活性直接增强抗肿瘤效果，还通过调节肿瘤细胞命运进一步提高声免疫疗法的效率。尽管已报道了众多用于声免疫疗法的金属掺杂策略，但它们是否能驱动 PANoptosis 以放大治疗效果，目前仍不清楚。

在这项最新研究中，研究团队通过生物筛选发现，锌离子（Zn²⁺）可作为活性氧（ROS）增强剂，有效提升 ROS 的肿瘤杀伤效率。值得注意的是，Zn²⁺ 与 ROS 的协同抗癌机制涉及有效激活泛凋亡（PANoptosis）。

基于上述发现，研究团队成功将 Zn²⁺ 掺杂到经典无机声敏剂二氧化钛（TiO₂）中，构建了用于声免疫治疗的锌掺杂二氧化钛（Zn-TiO₂）。锌的成功掺杂形成了 Zn-O 键，为原子重排提供了更多空间，并增强了电子-空穴分离效率。此外，锌掺杂降低了 Zn-TiO₂ 的带隙以及对氧气和水分子的吸附能，有效提升了 Zn-TiO₂ 的声催化活性。重要的是，Zn-TiO₂ 能够精准调控炎性细胞死亡的激活，从而诱发强烈的抗肿瘤免疫反应。

在超声刺激下，Zn-TiO₂ 驱动 Zn²⁺ 与 ROS 的协同抗癌效应，激活干扰素基因刺激因子（STING）-黑色素瘤缺失因子2（AIM2）-泛凋亡级联反应，进而诱导肿瘤细胞发生 泛凋亡。这些独特机制显著增加了肿瘤细胞的免疫原性，从而激活抗肿瘤免疫循环，使其对免疫治疗敏感。

该研究的核心发现：

• 锌离子（Zn²⁺）与活性氧（ROS）可提高肿瘤杀伤效率并诱导泛凋亡（PANoptosis）；

• 金属掺杂工程提升了 Zn-TiO₂ 的超声催化性能；

• Zn-TiO₂ + 超声激活了 STING-AIM2-PANoptosis 级联反应，并诱导了 PANoptosis。

总的来说，研究不仅证明了金属掺杂工程在驱动泛凋亡方面的潜力，更为声免疫治疗策略的构建与优化提供了宝贵见解。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(25)00187-4