IT之家 9 月 11 日消息，在癌癥免疫治療中，體內(nèi)免疫細(xì)胞要對癌細(xì)胞發(fā)動攻擊，需接收到強(qiáng)度足夠和足夠多的信號。然而，癌細(xì)胞極為狡黠，其表面的天然信號極為稀少，如何實現(xiàn)對癌細(xì)胞的精準(zhǔn)識別成為一大難題。

據(jù)“中國科學(xué)院上海分院”微信公眾號消息，中國科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心韓碩研究團(tuán)隊，將化學(xué)生物學(xué)研究中的鄰近標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于疾病治療中。該團(tuán)隊通過構(gòu)建一種能夠響應(yīng)深紅光或超聲波的工程化納米酶，成功研發(fā)出可精準(zhǔn)識別癌細(xì)胞的“納米標(biāo)記機(jī)器人”。

該研究提出了一種全新的腫瘤免疫治療策略，核心在于通過鄰近標(biāo)記技術(shù)在靶細(xì)胞表面原位、高密度地構(gòu)建人工抗原簇。該研究使用一種紅光或超聲波響應(yīng)激活的工程化納米酶（PCN），能夠在腫瘤細(xì)胞表面催化含有人工抗原 FITC 的探針與鄰近蛋白質(zhì)共價反應(yīng)，實現(xiàn)對靶抗原的擴(kuò)增（PATCH），從而創(chuàng)造性地解決了免疫治療中抗原密度不足和特異性差的瓶頸問題。

在該研究中，研究人員首次將鄰近標(biāo)記技術(shù)應(yīng)用于免疫功能調(diào)控，開發(fā)了一種全新的細(xì)胞表面蛋白工程化策略（Proximity Amplification and Tagging of Cytotoxic Haptens, PATCH）。該策略的核心是一種可通過紅光或超聲響應(yīng)激活的工程化納米酶（PCN）。研究人員首先將這種納米酶靶向遞送至腫瘤細(xì)胞表面，隨后通過外部的紅光或超聲進(jìn)行精準(zhǔn)、無創(chuàng)的局部激活。被激活的納米酶會催化含有人工抗原（FITC）的探針分子，使其與納米酶周圍數(shù)納米范圍內(nèi)的細(xì)胞表面蛋白發(fā)生快速、大量的共價連接。這一過程如同在靶細(xì)胞表面“種下”了高密度的人工抗原簇。

▲ 工程化納米酶催化人工抗原 FITC 實現(xiàn)靶細(xì)胞抗原擴(kuò)增的示意圖

這種原位構(gòu)建的高密度抗原簇成為免疫細(xì)胞的“超級信標(biāo)”。通過一種可同時結(jié)合 FITC 和 T 細(xì)胞表面 CD3 分子的雙特異性 T 細(xì)胞銜接器（BiTE），這些抗原簇能夠高效地招募并聚集 T 細(xì)胞受體（TCR），從而強(qiáng)力激活 T 細(xì)胞，極大地增強(qiáng)了其對腫瘤細(xì)胞的識別和殺傷效力。

▲ 實體瘤動物模型中 PATCH 療法的示意圖

據(jù)IT之家了解，該策略在多種實體瘤動物模型和臨床來源的腫瘤樣本中均取得了突破性的治療效果。研究顯示，PATCH 療法不僅能夠完全清除經(jīng)過治療的腫瘤，更重要的是，其高效的腫瘤殺傷過程會釋放大量腫瘤抗原，進(jìn)一步激發(fā)機(jī)體產(chǎn)生針對遠(yuǎn)端未治療腫瘤的系統(tǒng)性免疫反應(yīng)（即“遠(yuǎn)端效應(yīng)”），并形成長效的免疫記憶，從而有效防止腫瘤復(fù)發(fā)。

▲ PATCH 療法激發(fā)系統(tǒng)性免疫的效果圖

該研究首次將鄰近標(biāo)記反應(yīng)從一種分子互作的“檢測工具”拓展為一種強(qiáng)大的“功能調(diào)控工具”。其核心優(yōu)勢在于通過催化擴(kuò)增反應(yīng)解決了天然抗原密度不足的問題，并通過物理手段（光或超聲）的精準(zhǔn)控制保證了治療的高度特異性，極大地拓寬了腫瘤免疫治療的靶點選擇范圍。這項工作為開發(fā)精準(zhǔn)、高效、低毒的下一代免疫療法提供了全新的思路和平臺。

▲ PATCH 技術(shù)作用原理示意圖

國際學(xué)術(shù)期刊《自然》于 9 月 10 日在線發(fā)表了相關(guān)研究論文。