体内肿瘤

近几年具有出色变形能力和可控性的磁流体机器人受到广泛关注。然而，这些研究大多是在体外进行的，将磁流体用于体内医疗应用仍然是一个巨大的挑战。同时，将磁流体机器人应用于人体也需要解决许多关键问题。本研究创建了基于磁流体的毫米机器人，用于体内肿瘤靶向治疗，其中考虑了生物相容性、可控性和肿瘤杀伤效果。针对生物相容性问题，磁流体机器人使用玉米油作为基载液。此外，该研究使用的控制系统能够在复杂的生物介质中实现对机器人的三维磁驱动。利用1064纳米的光热转换特性，磁流体机器人可以在体外杀死肿瘤细胞，在体内抑制肿瘤体积、破坏肿瘤间质、增加肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤细胞增殖。这项研究为基于磁流体的毫米机器人在体内实现靶向治疗提供了参考。近日，北京航空航天大学机械学院冯林课题组提出了一种通过具有生物相容性的磁流体机器人实现肿瘤的光热治疗方法。该方法将磁流体的基载液改为具有生物相容性的植物油，通过三维电磁控制系统实现磁流体机器人的靶向控制，对该种磁流体机器人在体外与体内的生物相容性和光热肿瘤杀伤效果进行了细致的研究。本研究中的所有3D模型均使用摩方精密nanoArchS140设备打印。相关研究内容以“Biocompatible ferrofluid-based millirobot for tumor photothermal therapy in Near-Infrared II window”为题发表在《Advanced Healthcare Materials》期刊上，冯林教授为通讯作者，硕士生纪易明为第一作者。图1.用于近红外 II 窗口肿瘤光热治疗的生物兼容磁流体液滴机器人（BFR）概念图。图2. BFR表征。(A)Fe3O4纳米粒子的 XRD 图。(B)Fe3O4纳米颗粒的傅立叶变换红外图。(C)油酸包裹Fe3O4纳米颗粒的傅立叶变换红外图。(D) BFRs 中纳米粒子的透射电子显微镜（TEM）结果。(E) 所制备磁流体的磁滞线。(F) 磁流体的紫外-可见-近红外吸收光谱。(G) 不同浓度的BFR在 1064 纳米近红外照射下的温度曲线。(H) 5个加热-冷却循环过程中BFR的光热稳定性研究。该研究制备了一种生物相容性磁流体（BFR），并对其进行了详细表征，如图2所示。该生物相容性磁流体由超顺磁性纳米颗粒（磁响应组分）和生物相容性植物油（基载液）构成。双层的油酸包裹磁颗粒使磁流体获得较好的稳定性。磁滞回线展现出该磁流体良好的磁响应能力。红外吸收光谱和光热升温曲线体现了该磁流体较好的光热转换效率和光热稳定性。图3. BFR在体外模拟血液循环环境中的运动。(A) BFR 可被控制移动到全血环境中三维血管模型的任意分支。比例尺：5 毫米：(B) BFR 在肝门静脉血管模型中的运动控制，显示了 BFR 由于可变形性和分裂能力而在血管中的可移动性。比例尺：2 毫米。(C) 磁流体机器人越过障碍物的侧面示意图。(D) BFR 在磁阻力作用下穿过障碍物和心脏组织表面的沟槽。(E) BFR 超声成像示意图。比例尺：5 毫米：(F) BFR 在一块牛心血管组织的内表面形成一个稳定的球体。(G) 超声成像视频快照，显示运动控制过程中 BFR 在不同时间的位置。比例尺：2 毫米。(H) BFR 在全血环境中逆流而上。比例尺：1 毫米。同时该研究对BFR在针对模拟体内靶向治疗环境的运动控制进行了详细研讨。通过四线圈三维电磁系统，磁流体机器人可以实现高精度三维运动控制。由于其具有极强的变形、分裂和融合能力，BFR可以在更为复杂的血管环境（如模拟肝门静脉模型）中运动，以及逆血流的运动。此外，因所选磁流体基载液材为有机液体，该种磁流体并不会与血管和心脏内壁发生粘连，可以实现在血管中和心脏表面的运动控制。磁颗粒与体内环境的密度差异也使得超声成像对BFR在体内的位置进行实时显示。图4. 体内肿瘤杀伤实验。(A) 各实验组裸鼠在治疗六天后的肿瘤情况，(B) 体重曲线。(C) 肿瘤大小曲线。(D) 六天治疗后离体肿瘤组织的体积统计。(E) 小鼠肿瘤切片的 H&E 染色结果。比例尺：50 微米。(F) 和 (G) 肿瘤切片的 TUNEL 和 KI67 染色结果。黑色背景图像为荧光图像，白色背景图像为特征荧光图像。比例尺：100 μm。此外，该种磁流体对体内肿瘤的治疗效果得到了验证。通过小鼠实验可以观察到治疗组小鼠的肿瘤体积有明显的减小。在染色结果中治疗组也展现出了对肿瘤组织的杀伤和抑制生长效果。

在经典科幻影片《神奇旅程》中，拉寇儿-薇芝率领的一支团队乘坐的潜艇缩小后进入一名受伤的外交官血管，设法挽救他的生命。以色列特拉维夫大学的研究人员研制出可以在人体内“游动”的微型胶囊式照相机　 胶囊式照相机的铜“尾巴”由核磁共振扫描仪产生的磁场控制，允许科学家在体外操控照相机的体内移动特拉维夫大学研制的胶囊式照相机仍旧较大，无法进入血管，但可以利用磁场控制的铜“尾巴”在患者消化系统内“游动”　　北京时间12月22日消息，在科幻影片《神奇旅程》中，一群医生乘坐缩小的潜艇进入一名垂死的患者体内，拯救他的生命。现在，以色列特拉维夫大学的研究人员距离打造这种迷你潜艇又向前迈进一步。他们研制出可以在人体内“游动”的微型胶囊式照相机。据悉，这是世界上第一个用于在人体内“游动”的无线远程遥控照相机，通过体外的核磁共振成像信号进行磁控制。　　在1966年的经典影片《神奇旅程》中，科学家缩小了一艘潜艇及其艇员，让他们得以进入一名患者体内，拯救他的生命。当然，这种潜艇只是一个科学幻想，还无法成为现实。特拉维夫大学研制的微型照相机可以寻找伤口和肿瘤，同时不会像内窥镜那样让患者产生不适。　　特拉维夫大学的加博尔-科萨尔在接受《生物医学微型设备》杂志采访时表示，这种微型照相机同样能够将药物送入患者体内。他说：“核磁共振成像仪能够产生一个巨大的恒定磁场。胶囊式照相机依照这个磁场在体内移动，就像一艘乘风破浪的帆船一样。”　　胶囊式照相机的移动更像是在“游泳”。它长有一条“尾巴”，由铜线圈和柔软可弯曲的聚合物构成。磁场让尾巴内发生振动，允许照相机在体内“游动”，囊内的电子元件和微型传感器允许操作人员操控磁场，控制照相机的移动。科萨尔指出使用非铁质磁材料铜是一个关键。绝大多数磁铁都会干扰核磁共振成像仪，让最后的图像模糊不清，铜产生的干扰很小，能够获取清晰的图像。　　内窥镜是一种目测检查身体通道或者结肠、膀胱、胃等中空器官内部情况的仪器，会对患者造成不适，患者在检查后需要时间恢复，同时需要服用镇静剂。特拉维夫大学研制的微型照相机主要用于检查进出较为容易的消化系统。

瑞士苏黎士大学的研究人员研发了一种新物质，可用来标记和观察动物体内的DNA合成过程。该技术的应用为药物研发提供了新策略。相关研究论文于12月5日在线发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。　　详细了解动物体内DNA和蛋白质等大分子合成是理解生物系统和设计疾病治疗策略的必要条件。通常，通过人工合成小分子标记物掺入生物体自身合成过程来达到可视化DNA合成的目的。但是，直到现在该方法有一个重大的局限性：标记物具有毒性并导致细胞死亡。内森利德基(Nathan Luedtke)领导的小组研发了一种叫“F-ara-Edu”的核苷。用它来替换胸腺嘧啶脱氧核苷，标记DNA对生物体基因组功能几乎没有影响，毒性也大为降低，检测也更灵敏。　　利德基表示，通过可视化新DNA的合成，就能够鉴定病毒感染和肿瘤增长的位点。这将引领药物研发新策略。(科学网 任春晓/编译)　　相关仪器及方法：热型质谱仪　　完成人：内森利德基课题组　　实验室：瑞士苏黎士大学有机化学研究所　　更多阅读　　PNAS发表论文摘要(英文)

p皂苷是许多中草药如人参、远志、桔梗、甘草、知母和柴胡等的主要有效成分之一，药理研究表明皂苷类成分具有抗菌、抗肿瘤、调节机体代谢及免疫、治疗心血管疾病和糖尿病等的生物活性。采用现代化学，药理学，生物学，医学，生物信息学等多学科研究方法，对常用中药及复方进行系统的化学成分，体内过程，配伍规律，作用机制等研究，阐明药效物质和作用机理；将中药有效物质及其配伍研制成为疗效确切，安全性高，有效成分清楚，作用机理明确，质量可控，剂型先进，服用方便的现代中药；同时探讨有效成分的生源途径和生物合成。诠释中医药理论，创制现代中药，促进中药现代化和国际化。/pp　　采用色谱-质谱连用法进行皂苷体内代谢产物分析，为阐明中药的治病机制提供有利的证据。液相色谱-质谱联用(LC/MS)技术是一项集高效液相色谱HPLC的高分离性能与串联质谱的高灵敏度、高专属性优点于一身的生物分析技术，它不需要分析物之间实现完全的色谱分离，其多窗口检测功能允许同时对多个成分进行定量分析。/pp　　中草药及其方剂成分复杂，HPLC与UV或DAD检测器相联接，对于单个色谱峰仅能提供保留时间及紫外吸收等信号，而对未知成分所能提供的结构信息相当有限。色谱峰的指认必须有对照品，而大多数中药化学成分的对照品很难获得，而对于体内中药药物分析，一般的检测技术也难以满足给药后血药浓度的测定要求。/pp　　HPLC/MS的应用可以集HPLC的高分离效能与串联质谱的高灵敏度、高专属性的优点于一体，，并能够给出被测组分的分子量信息，通过多级串联质谱分析，还可以得出被测物质的结构信息。/pp　　1、液相色谱串联质谱法进行人血液中伪人参皂苷代谢产物分析/pp　　建立液相色谱串联质谱法测定人血浆中伪人参皂苷GQ浓度。在血浆样品中加入适量内标，以乙酸乙酯萃取后采用Waters Xevo TQSLC-MS/MS进行分析。采用Poroshell 120 EC C8色谱柱(2.1 mm× 50 mm,2.7μm)，柱温40℃，以甲醇-10 mmol· L-1醋酸铵水溶液(80∶20)为流动相，流速0.3 mL· min-1 采用多反应离子监测(MRM)的扫描模式，以电喷雾离子源(ESI)在负离子电离模式下进行测定。/pp　　该方法的线性范围为2.500~5000 ng· m L-1，最低定量限为2.500 ng· m L-1，日内、日间精密度均小于15%，准确度在85%~115%之间，萃取回收率约9%~11%，基质效应约66%~73%，稳定性考察结果良好。药动学试验结果表明，静注伪人参皂苷GQ 120 mg· 次-1，每日1次，连续用药5 d后，达峰时间为2 h，半衰期约10 h。试验第1 d和第5 d主要药代动力学参数基本一致，计算蓄积系数分别是RC max=0.964± 0.099，和RAUC=0.965± 0.181，两者均接近1。/pp　　该方法适用于伪人参皂苷GQ的人体药代动力学研究。在此给药方案下,伪人参皂苷GQ在人体内没有明显蓄积现象，连续给药不影响伪人参皂苷GQ的人体药代动力学过程。/pp　　2、LC-MS/MS进行大鼠血液中丫蕊花皂苷代谢产物分析/pp　　采用高效液相-串联质谱(LC-MS/MS)法测定大鼠血浆中丫蕊花皂苷G的含量，并研究其在大鼠体内的药动学特征。方法采用Phenomenex Luna C18色谱柱(150 mm× 2 mm,3μm)，流动相为乙腈-水(含0.1%甲酸)，流速0.2 mL· min~(-1)，以人参皂苷Rg3为内标 分别于大鼠尾静脉注射丫蕊花皂苷G 0.25、0.5、1 mg· kg-1，给药后于不同时间点采血，经固相萃取法处理后，采用上述LC-MS/MS法测定血药浓度 采用DAS 3.0软件、非房室模型拟合药代参数。结果 0.01~1.0μg· m L-1丫蕊花皂苷G与峰面积的线性关系良好，方法学考察均符合要求 大鼠静脉给药后的血浆药动学参数为:t1/2=3.447± 0.898 h、MRT0-∞=4.568± 1.075 h、CL=0.858± 0.171L· h-1· kg，AUC、Cmax随给药剂量的增加而等比增大，符合线性药动学特征。此方法简便、灵敏,结果准确,适用于大鼠血浆中丫蕊花皂苷G的含量测定及其药动学研究。/pp　　也有研究者采用HPLC-ESI-MS/MS方法对血塞通注射液中皂苷进行定性定量分析。还有研究者采用加压溶液萃取法(PLE)与HPLC-DAD-MS技术测定人参叶和人参中9种皂苷及2种聚乙炔醇类化合物(人参环氧炔醇，人参醇)，这是一种快速检测中药的方法，对于控制人参的质量很有帮助。/pp　　建立可靠的分析方法是进行药物体内代谢产物分析的前体，随着现代色谱联用技术的发展，体内多微量代谢产物的分离、鉴定已经成为了一个连续过程。尤其是LC-MS样品前处理简单，一般不要求水解或衍生化处理，运用LC-MS技术不仅可以避免复杂繁琐的分离、纯化代谢产物的工作，而且可以分离鉴定难以辨识的体内痕量代谢产物。/pp/p

在实验时，颗粒会依附于血液样品中的每一个单独的癌细胞上，然后会发光。通过激光的辅助可以检测到癌细胞或对其分类。因为有很多不同类型的癌细胞，其中有一些癌细胞远远比其他的更加致命，通过使用这个技术可以检测到这些更致命癌细胞并采集它们，因为这些细胞在采集之后还可以在培养皿中进行培养，用纳米颗粒还可以在给病人真正治疗前，更容易地测试一些潜在的治疗方案。　　　　研究人员表明，目前该纳米颗粒可检测小鼠不同类型的乳腺癌细胞。他们还表明，纳米颗粒在添加进人类血液后也能识别出乳腺癌细胞。他们下一步是确定该颗粒能否从患者体内提取的血液样本中发现癌细胞。　　每个纳米耀斑都是由金色涂层的荧光微粒与DNA片断共同组成的。DNA被选择为对应于在特定的癌症细胞中发现的RNA。一旦引入到血液样本中，纳米颗粒就会进入癌细胞而且纳米颗粒的DNA将结合到靶RNA上，从而触发荧光微粒的释放，从而导致癌细胞发光。可以通过将不同的DNA片段与不同颜色荧光微粒和结合来检测不同类型的癌细胞。　　范德比尔特大学生物医学工程的教授Melissa Skala表示，循环肿瘤细胞是最致命的一种癌细胞，因为它们会使癌细胞扩散。而这样的细胞，要发现它们是极具挑战性的，因为它们存在的数量非常的少。　　其他的研究人员也正在开发类似的方法来检测循环肿瘤细胞，不过他们通常是使用纳米颗粒与肿瘤细胞的表面进行结合。而这种新方法具备了两个潜在的优点，第一点是用这种方法使得我们能够更好地区分各种癌细胞 第二点是用这种方法仍然可以保持细胞存活，这样的话它们可以人为培养，而其他方法都趋向于破坏细胞。　　此前也有国外媒体报道称，Google X实验室也正在开发一种微型磁性纳米粒，可以巡查癌症、心脏病等致命疾病的早期迹象。为了展开项目研究，Google已经招募100多位专家，项目涉及的学科包括天体物理学、免疫学、生物学、肿瘤学、心脏病学和化学领域。Google所研发的技术就是我们上述所提到的纳米微利依附于人体内的细胞、蛋白质和其它分子上。Google会让患者通过服用药丸的方式来使用其纳米粒子。　　要让基于纳米耀斑的测试获得治疗乳腺癌或其他类型疾病的临床治疗许可，仍然需要等待几年时间。正是因为该技术允许我们在实验室培养或测试特定类型的癌细胞，所以在正式应用于临床之前，通过纳米耀斑这种方法可以让人类更好地了解癌症并帮助人类发现新的治疗药物。

在活体成像技术中，一些新的光学探针及光调控技术的出现，拓展了该技术的应用领域。上期给大家分享了检测活性氧的探针，能够在活体水平监测局部炎症中活性氧自由基(ROS)的释放，以及基于肿瘤微环境中高ROS水平介导的自发光动力效应，实现肿瘤诊疗一体化。今天给大家分享一篇2019年发表在《Nature Methods》杂志上的文章。作者设计了一种生物发光的探针BiGluc，利用该探针即可在体内、体外实时、无创的长期监测葡萄糖的摄取。葡萄糖是大多数生物体能量的主要来源，其异常摄取与许多病理条件有关，如肿瘤、糖尿病、神經退行性疾病、非酒精性脂肪性肝炎等。到目前为止，基于18FDG的正电子发射断层成像（PET）仍然是测量葡萄糖摄取的金标准。还没有光学成像技术能够很好的检测该指标。文章中作者设计了一种可以可视化和定量葡萄糖吸收的光学探针。该探针是基于结合笼状萤光素技术与生物正交‘点击’反应，即可激活的笼状萤光素三芳基膦酯（CLP）与全氟苯基叠氮基修饰的葡萄糖（GAz4）分子之间产生的生物正交点击反应，该反应导致游离萤光素的释放，此时在萤光素酶的存在下，即可产生可量化的生物发光信号，其信号强度与葡萄糖的代谢水平相关。在活体成像中，首先是表达萤光素酶的动物注射CLP, 24小时后注射GAz4，注射后即可使用IVIS 小动物活体成像系统进行成像，如下图所示。图1. BiGluc.探针的设计策略点击查看视频：https://v.qq.com/x/page/y0897ftpwnc.html为了研究BiGluc探针在活体水平的应用，文中使用基因工程鼠FVB-luc+/+【该小鼠通过β-actin启动子广泛的表达萤光素酶】来进行评价。在三组FVB-luc+/+小鼠中，首先尾静脉注射CLP溶液，24h后分别灌胃GAz4（BiGluc组)、GAz4+d-葡萄糖(BiGluc+d-葡萄糖组)或PBS(背景组)。结果显示，d-葡萄糖（1:300 ratio with the GAz4 probe）的竞争能够对BiGluc信号进行抑制，使得信号值下降至背景值。从而成功证明BiGluc探针与天然底物存在竞争（下图a-c）。为了进一步研究BiGluc和d-葡萄糖的在体内的选择性，作者进行了胰岛素耐受性试验。高水平的胰岛素会导致GLUT4易位到细胞膜，随后组织对d-葡萄糖摄取的增加。因此实验中FVB-luc+/+小鼠静脉注射CLP，24h后注射GAz4 结合 PBS溶液(对照组)或者胰岛素，随后进行生物发光成像，结果显示胰岛素处理组小鼠的信号增加了三倍（下图d）。图2. 转基因小鼠(FVB-luc+/+)中d-葡萄糖摄取的成像和定量这些实验结果表明，BiGluc探针可以可靠地用于可视化研究活体水平d-葡萄糖的摄取，并且可以进行定量，从而也提示该探针可用于糖尿病等代谢疾病的研究。同样，该探针可用于肿瘤葡糖糖摄取的研究。葡萄糖转运蛋白，特别是GLUT1，在多种类型肿瘤发展中起着至关重要的作用。实验中使用裸鼠接种4T1-luc或4 T1-luc-GLUT1?/?细胞，肿瘤生长至体积65mm3，所有的动物注射等量的萤光素，以确保肿瘤的大小和萤光素酶的表达量相同。如前所示，进行BiGluc探针成像实验。实验结果表明，与对照组相比，4T1-luc-GLUT1?/?发光强度降低38%。同样文中还研究了BiGluc信号是否可以通过化学抑制GLUT1转运体来调节。众所周知，WZB-117是一种小分子的GLUT1可逆抑制剂，能够在不同的癌症中有效地阻止葡萄糖的摄取。结果显示WZB-117处理组，葡萄糖摄取信号减少50%（下图c,d）。同样文中比较了BiGluc 探针和18F-FDG-PET在肿瘤移植体中的应用效果。结果显示 4T1-luc-GLUT1?/-细胞对葡萄糖的摄取量降低，与BiGluc探针成像结果一致（下图e,f）。图3. 使用BiGluc和18F-FDG探针对肿瘤异种移植模型中d-葡萄糖的摄取进行成像和定量这些结果都证明了BiGluc探针在研究机体葡萄糖摄取中强大的功能。相信这项技术可以广泛应用于药物研发以及监测与葡萄糖摄取异常相关疾病的发生和进展，如癌症、糖尿病和肥胖等。此外，BiGluc技术扩大了生物发光成像技术可检测的生物分子的范围。在未来，利用新的红移萤光素-萤光素酶组合技术可以进一步提高BiGluc探针灵敏度，将进一步扩大其应用范围。文章来源https://www.nature.com/articles/s41592-019-0421-z关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn

众所周知，多功能纳米载体可以有效识别肿瘤细胞并且在体外具有良好的抗肿瘤效果。但是目光转向体内，这些纳米载体往往在免疫系统的攻击下集体失灵。因为，人体免疫系统将会感知纳米载体的入侵，并且非常努力的把我们精心设计的载体清除掉。一旦纳米载体被清除掉，药物就很难到达目标肿瘤区域，很难实现杀伤肿瘤的效果。因此，纳米医学的一个非常重要的课题就是在不破坏免疫系统的前提下，让纳米载体躲避免疫系统的攻击。传统的解决方案我们都是通过在纳米载体表面携带各种伪装工具，尽量和免疫细胞捉迷藏，能躲则躲，绝不露面。但是这些载体也很容易迷路， 到达深层肿瘤部位的很少，并且在和免疫系统的斗智斗勇中，还会激发免疫系统产生新的抗体从而加速纳米载体的清除，因此很难达到治疗的效果。而随着仿生纳米医学的发展，科学家们可以让纳米载体穿上“吉利服”，不但可以在免疫系统中潜伏下来，还可以大摇大摆的从免疫细胞的眼皮底下蒙混过关，发挥极大功效。这种“吉利服”就是细胞膜提取物，不同种类细胞提取的细胞膜包覆在纳米载体表面还可以表现出特殊的功效，像红细胞膜或者一些免疫细胞膜可以提高纳米载体的体内循环时间，肿瘤细胞膜可以特异识别同源肿瘤等。穿上“细胞膜吉利服”之后，纳米载体将显现各方面的优势和潜力，从而成为近年来多功能纳米载体领域的研究热点之一。1、T细胞膜包裹下仿生纳米药物的免疫识别增强通过糖代谢技术，获取嵌入叠氮基团（N3）的功能化T细胞，并提取功能化T细胞膜包裹在吲哚菁绿/聚合物纳米载体表面，构建仿生纳米光敏剂。功能化T细胞膜上不但原本的抗原受体可以赋予纳米光敏剂识别肿瘤细胞的能力，并且N3基团可以识别肿瘤细胞糖代谢靶点，从而实现纳米载体在肿瘤内部的富集，通过小动物光学成像可以清楚的看到T细胞膜包裹下仿生纳米药物在肿瘤部位的靶向作用，从而进一步实现肿瘤的精准可视化治疗。功能化T细胞膜仿生纳米颗粒实现特异性的肿瘤靶向和精准光热治疗参考文献：T Cell Membrane Mimicking Nanoparticles with Bioorthogonal Targeting and Immune Recognition for Enhanced Photothermal Therapy. Advanced Science. 2019: 1900251.2、生物学重编程全抗原细胞膜助力纳米疫苗的研发将肿瘤细胞和树突细胞融合细胞的生物学重编程细胞膜包覆在金属有机化合物表面，构建肿瘤疫苗可以在融合细胞膜表面表达大量免疫刺激分子，从而使得包裹融合细胞膜的纳米载体像抗原呈递细胞一样直接作用T细胞从而激活免疫反应。通过小动物光学成像，可以看到重编程细胞膜包覆的纳米载体在体内长循环到达肿瘤部位的过程。到达肿瘤部位的纳米载体还可以被树突细胞识别，从而诱导树突细胞成熟，增强免疫效果，最终消除肿瘤，从而拓展肿瘤治疗平台。生物学重编程细胞膜包裹纳米载体的过程以及肿瘤免疫的激活参考文献： Cytomembrane nanovaccines show therapeutic effects by mimicking tumor cells and antigen presenting cells. Nature Communications. 2019, 10(1): 3199.3、肿瘤细胞膜包裹的黑磷纳米载体拓宽光热肿瘤免疫治疗手术切除的肿瘤组织含有对患者特异性的新抗原，是成为制备个体化肿瘤疫苗最好的材料来源。作者利用细胞膜封装的方式在二维光热黑磷量子点（BPQDs）表面包裹肿瘤组织的细胞膜，从而制备具有光热效应的纳米肿瘤疫苗(BPQD-CCNVs)，并且把纳米肿瘤疫苗和集落刺激因子（GM-CSF）装入热敏水凝胶中。皮下注射水凝胶后可以在红外光的作用下持续释放纳米疫苗以及集落刺激因子，招募并激活DC细胞，从而捕获肿瘤抗原并激活肿瘤特异性T细胞。同时，尾静脉注射PD-1抑制剂，阻断PD-1/PD-L1免疫检查点通路，增强T细胞抗肿瘤免疫应答效应。通过活体光学成像我们可以对肿瘤进行生物发光标记，从而长期连续监测肿瘤在体内的发展情况。实验结果表明通过光热免疫治疗可以有效清除实体肿瘤同时抑制术后转移的复发。(A)光热肿瘤免疫实验设计思路；(B)FITC标记的水凝胶在体内的降解情况；(C)个性化光热肿瘤免疫治疗可以有效抑制术后实体肿瘤的复发；(D)个性化光热肿瘤免疫治疗可以有效抑制术后肿瘤的转移。参考文献：Surgical Tumor-Derived Personalized Photothermal Vaccine Formulation for Cancer Immunotherapy. ACS nano. 2019, 13(3): 2956-2968.珀金埃尔默拥有先进的分子影像技术，其小动物活体成像系统为生物医学的各种研究领域（包括肿瘤、干细胞、传染病、炎症、免疫性疾病、神经疾病、心血管疾病、代谢疾病、基因治疗、纳米材料、新药研发、植物学等）提供了完整的成像解决方案。点击链接，获取相关产品及应用资料：https://account.custouch.com/perkinelmer/site/#/list/15?_wxr_1564535099232&refresh=true关于珀金埃尔默：珀金埃尔默致力于为创建更健康的世界而持续创新。我们为诊断、生命科学、食品及应用市场推出独特的解决方案，助力科学家、研究人员和临床医生解决最棘手的科学和医疗难题。凭借深厚的市场了解和技术专长，我们助力客户更早地获得更准确的洞见。在全球，我们拥有12500名专业技术人员，服务于150多个国家，时刻专注于帮助客户打造更健康的家庭，改善人类生活质量。2018年，珀金埃尔默年营收达到约28亿美元，为标准普尔500指数中的一员，纽交所上市代号1-877-PKI-NYSE。了解更多有关珀金埃尔默的信息，请访问www.perkinelmer.com.cn。

自由基是具有非偶电子的基团或原子，它具有非常强的化学反应活性。在生物体内，自由基高度的化学活性使得它可以与各类生物大分子反应使其变性，这使它成为了一把生物体的“双刃剑”：在炎症反应中自由基可以攻击外来病原体来保护生物体自身，而过度的自由基又会导致DNA变性甚至细胞坏死和凋亡。因此检测自由基的含量，尤其是在体内检测尤为重要。以一氧化氮为代表的自由基药物一直是药物学研究的重点。传统的药代动力学自由基测量，需要从生物体的不同部位提取体液，然后再使用电子顺磁共振波谱仪（electron paramagnetic resonance，EPR）来测量体液样品内的自由基含量。然而如何在生物体内定点、定时、定量地检测释放自由基药物，以及如何在时间、空间、剂量上测量生物体内的自由基药物，一直是药代动力学领域的难题。波兰Novilet公司新推出的小动物活体自由基检测系统ERI TM 600，是一款可对小鼠与大鼠等动物进行活体顺磁成像的商业化仪器。ERI TM 600突破了传统电子顺磁共振波谱仪仅能对体外提取物进行定量分析的局限，实现了对小鼠体内的自由基药物进行长时间的3D/2D实时成像观测。同时ERI TM 600配置了温度控制与呼吸监测仪，有效保证小动物在成像时维系正常的生理活动。ERI TM 600成像原理图ERI TM 600成像非常简单，仅需将小鼠麻醉之后，对荷瘤小鼠与对照小鼠注射OX063自旋探针即可。ERI TM 600在2分钟内可对小鼠进行255个投影扫描（25 cm2，精度500 μm），获得一系列的2D图像，然后通过软件对这些2D图像进行重构，获得小鼠的实时3D图像。ERI TM 600成像结果 近期发表于J. Phys. Chem.C的工作“Dynamic Electron Paramagnetic Resonance Imaging: Modern Technique for Biodistribution and Pharmacokinetic Imaging”表明与荷瘤小鼠相比，对照组小鼠探针（尤其在肿瘤部位）分布均匀。荷瘤小鼠探针的信号强度、峰值时间、流入流出比等药代动力学参数与对照小鼠差异明显。将3D成像图与小鼠体表照片相拟合，可以明显观察到肿瘤部位的ERI探针成像表征的药代动力学参数异常。ERI TM 600所得3D图像可以更加直观、准确、长时间地展现自由基药物在小鼠体内的药代动力学分布。 作为中国与进行先进技术、先进仪器交流的重要桥头堡，Quantum Design中国于2020年初引进了波兰Novilet公司的先进产品小动物活体自由基检测系统——ERI TM 600，欢迎感兴趣的老师咨询！

俄罗斯国立核研究大学与其他机构的科研人员合作，开发出一种纳米探针，可以精准地向病变组织递送药物。有关专家称，该研究成果将有助于开发通用的靶向药物递送工具，有效治疗心血管疾病、癌症、糖尿病和一些其他疾病。相关论文发表在《纳米材料》杂志上。　　向特定组织和细胞靶向递送药物是治疗病灶性疾病最重要的方向之一，包括心血管疾病、癌症、肺结核、两种类型的糖尿病和其他疾病。近年来的最新方法是通过纳米探针（能够携带药物和特殊分子的特殊结构）靶向病灶来实现。探针必须很小，大约几十纳米，同时它应具有严格定义的理化特性和尽可能低的毒性。　　目前，世界上创建此类系统的技术正处于早期发展阶段，关键任务是研究药物递送过程。这就要求能够实时观察到探针在体内的移动，为此要使用特殊的激光照明。　　俄国立核研究大学纳米生物工程实验室与莫斯科谢切诺夫第一国立医科大学、布洛欣国家肿瘤医学研究中心和法国兰斯香槟—阿登大学的科研人员，合作开发的新型超微探针满足了所有这些条件。　　这种新型纳米探针由一个光致发光纳米晶体（量子点）和附着在其表面的吖啶衍生物分子（帮助探针穿过细胞膜的药物）组成。该系统与同类产品相比，优势在于尺寸超小，而CT亮度更高。　　俄国立核研究大学纳米生物工程实验室副主任帕维尔萨莫赫瓦洛夫说，量子点是应用于一些高科技领域的荧光纳米结构，吸收光谱宽，发射光谱窄，由纳米晶体的尺寸决定。也就是说，一个量子点会以特定的颜色“发光”，这些特性使其成为医学中超敏感生物对象检测的近乎理想工具。　　据悉，新型探针的尺寸大约15纳米，只有人体细胞的数百到数千分之一。CT扫描仪明亮的发光效果使研究人员可以通过定向激光束来追踪探针在身体组织中的移动。特殊的端羧基聚乙二醇外壳使纳米探针具有生物相容性，实验表明，它能够在细胞中迅速积累到所需的数量。　　帕维尔萨莫赫瓦洛夫解释说，这种新型纳米探针主要用于开发抗癌药物靶向递送工具的实验研究，已经成为这种通用工具的原型。

探索微型游泳器在医学方面的应用是热点研究领域。近期，德国马克斯-普朗克研究所研究团队提出了一种基于氮化碳的光驱动微型游泳器，可用于体内药物递送，实现精准、可控地“按需”给药。该研究成果发表在《SCIENCE ROBOTICS》，题目为“Light-driven carbon nitride microswimmers with propulsion in biological and ionic media and responsive on-demand drug delivery”。　　研究团队开发了以二维氮化碳聚庚嗪酰亚胺微粒（PHI）作为各种离子和生物介质中的光驱动微型游泳器。研究结果表明，该微型游泳器能够在浓度高达5M且无需专用燃料的多组分离子溶液中高速游泳，突破了此前光驱动微型游泳器的瓶颈问题。微粒的纹理和结构纳米孔隙率与光电特性之间有利的相互作用，促进了高盐度溶液中离子的相互作用，进而使得该微型游泳器具备高的离子耐受性。研究团队还通过对三种不同细胞系和原代细胞的细胞活力测试验证了该微型游泳器的生物相容性。游泳器的纳米孔中装载了一种模型抗癌药物阿霉素（DOX），从而在没有被动释放的情况下实现了185%的高装载效率。这种游泳器可以报告在不同pH条件下受控药物的释放情况，并可以通过控制照明按需触发释放药物。研究团队利用PHI的物质特性、环境敏感性和光诱导电荷存储特性，证明了在缺氧条件下DOX及其活性降解产物的光触发、促进释放，这使得该微型游泳器未来在缺氧肿瘤区域的诊断治疗方面开展应用成为可能。这种有机PHI微型游泳器既解决了当前光驱动微型游泳器面临的高离子耐受性、生物介质中无燃料高速推进、生物相容性等难题，又实现了按需释放物质等功能，为其在生物、医学、环境等方面开展潜在应用提供了支撑。　　论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm1421　　注：此研究成果摘自《SCIENCE ROBOTICS》杂志，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

p style="text-align: justify "　span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong　span style="text-indent: 2em "前言：质谱流式细胞仪（CyTOF）/span/strong/span/pp style="text-indent: 2em "质谱流式细胞技术的核心融合了流式细胞技术与质谱技术。目前质谱流式细胞技术采用的仪器是CyTOF（Cytometry by Time-Of-Flight），其原理简单来说是利用质谱原理对单细胞进行多参数检测的流式技术，既继承了传统流式细胞仪的高速分析的特点，又具有质谱检测的高分辨能力。span style="text-indent: 2em "传统流式细胞技术和质谱流式细胞技术相比，主要有两点不同：1.标签系统的不同，前者主要使用各种span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "strong荧光基团作为抗体的标签/strong/span，span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "strong后者则使用各种金属元素作为标签/strong/span；2.检测系统的不同，strongspan style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "前者使用激光器和光电倍增管作为检测手段/span/strong，而span style="text-indent: 2em color: rgb(0, 112, 192) "strong后者使用ICP质谱技术/strong/span作为检测手段。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "近日，浙江大学医学院欧阳宏伟教授课题组在strong《Applied Materials Today》在线发表最新论文“Single-cell mass cytometry reveals in vivo immunological response to surgical biomaterials”/strong。该研究运用strong单细胞质谱流式技术/strong分析了两种生物材料(聚丙烯补片和丝素补片)在软组织修复过程中的系统性免疫反应特征，比较了两组外周血免疫细胞的比例以及与免疫细胞中激活、迁移相关的功能标志物表达情况，显示丝素补片具有更好的生物相容性。/pp style="text-align: justify "　　生物材料已经在临床被广泛应用，如腹部疝修复使用的补片，软骨修复中使用的支架，肌腱重建中使用的人工韧带等等。然而，strong生物材料植入体内后会引起体内的免疫应答，严重的免疫反应(异物反应)会造成一系列的并发症：疼痛、感染、组织粘连等，使得治疗失败甚至需要二次手术。/strong2016年，业界某巨头公司大量疝修复补片产品因考虑到复发率或再次手术率高等因素被其安全团队召回1。因此，strong生物材料的临床前安全评估和临床监测非常重要/strong。但是，目前检测生物材料的检测方法大多是体外实验不能精准模拟体内复杂的环境 或是聚焦于局部免疫反应而缺乏对全身系统性免疫的评估，因此未能准确评估生物材料的安全性，不能有效预测和规避不良后果。/pp style="text-align: justify "　　strong单细胞质谱流式是一项通过使用金属标记抗体，质谱检测信号的新型流式技术，近年来已经被广泛应用于细胞分化、肿瘤检测、药物筛选等多个研究领域。/strong它具有高通量、高分辨率的特点：在单细胞水平上可同时分析超过40种细胞标志物，可同时检测上百个通道，可用来分析评估复杂细胞系统中细胞亚群和功能标志物表达情况。因此，单细胞质谱流式技术可以作为深度解析生物材料体内免疫应答的“利器”。/pp style="text-align: justify "　　该研究以外科常见疝修复手术应用的聚丙烯补片和丝素补片为例，首次利用单细胞质谱流式技术评估了这两种生物材料在小鼠腹部缺损模型中引起的系统免疫反应(图1)。结果显示：与聚丙烯补片相比，丝素补片组的外周血中巨噬细胞，单核细胞，中性粒细胞，CD4+ T 细胞，以及CD8+ T 细胞比例更低，免疫细胞比例更接近于对照组 并且免疫细胞激活、迁移相关的功能性标志物 (CD115, CD27, and CD62L)也相对低表达。同时，丝素补片组材料植入处的免疫细胞(巨噬细胞和中性粒细胞)浸润要显著性低于聚丙烯补片组。此外，作者还发现丝素补片组具有较轻的组织粘连和更好的组织修复效果(图2)。这表明系统性免疫应答特征(免疫细胞比例和功能标志物表达情况)可以体现生物材料在体内异物反应的程度，或可作为预测并发症发生和组织修复情况的依据。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 340px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/8feb1c54-1ba4-4f70-8807-a919671ac9d8.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" width="600" height="340" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "　　图1：运用单细胞质谱流式技术解析材料植入体内后的系统性免疫反应/pp style="text-align: justify "　　/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/0a7c1d2f-8d2f-4680-8a85-2d2d5bacfee4.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: center "图2：两种生物材料植入后的组织粘连和组织修复情况/pp style="text-align: justify "　　该研究提出了基于单细胞质谱流式的一种高通量高分辨率的生物材料体内系统性免疫应答评估策略，这可为生物材料的临床前安全评估和临床应用监测提供有效手段，为进一步筛选和开发免疫调控性生物材料提供新思路和新方法。/pp style="text-align: justify "　　植入性医疗器械的快速发展促进人们对医疗服务的要求日益提高，生物材料的安全问题越来越受到重视。生物材料的成分、磨损、代谢、降解产物等带来的风险可以通过不断发展的新型高通量检测技术进行评估。/pp style="text-align: justify "　　近期浙江大学医学院欧阳宏伟教授实验室基于单细胞质谱流式技术，结合HLLA-seq及生物材料-基因作用图谱策略(NGA)，将从单细胞水平、整个机体水平建立起一套完善、系统的评价系统，为生物材料的临床使用保驾护航。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 567px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201906/uepic/c95b96ea-40c8-4450-a6cf-4bffc9db1862.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="600" height="567" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: justify "　　/pp style="font-size: inherit font-weight: normal padding: 0px margin: 0px font-family: ' Microsoft YaHei' line-height: 40px white-space: normal text-align: center background-color: rgb(255, 255, 255) "a href="https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104342/C325581.htm" target="_blank" style="color: rgb(0, 112, 192) text-decoration: underline "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strongHelios® 质谱流式细胞仪系统/strong/span/a/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "Helios™ 质谱流式系统具有高效简洁的工作流程以及广泛的适用性，通过独创的金属标签抗体技术，标记细胞表面及胞内蛋白，实现单细胞的多参数检测，可以对单细胞进行全面的表型、信号通路及功能研究。/ppbr//p

报告截图　　去年，刊登在美国《移民与难民研究》杂志上的一份关于&ldquo 纽约健康和营养检测调查报告&rdquo 显示，来自中国大陆的移民血液中铅、镉、汞等重金属含量高于来自其他亚洲地区的移民。铅比其他亚洲新移民高出44%。报告称，虽然这一情况堪忧，但随着一些措施的实施，前景不可怕。　　报告中称可能与中国人的饮食习惯有关　　近日抽检数据&ldquo 镉米再现&rdquo 消息不胫而走，公众哗然。土生万物，清除&ldquo 镉米&rdquo 背后的土壤污染，最重要任务之一就是全面会诊土壤重金属污染现状，绘制土壤重金属&ldquo 人类污染图&rdquo 。记者获悉，我国正在建立涵盖81个化学指标(含78种元素)的地球化学基准网，这项工作将有助于摸清我国土壤重金属污染的实际情况。无独有偶，一则&ldquo 美杂志称中国移民体内重金属超标&rdquo 的博文在昨日微博中流传。消息一出，再次引发部分网民对中国环境污染的担忧。　　一份调查报告显示，来自中国大陆的移民血液中铅、镉、汞等重金属含量高于来自其他亚洲地区的移民。对此，本报记者就这份报告进行了核实，从报告中可以看出，中国移民体内的重金属含量虽然超过当地人的平均水平，但总体健康状况良好并优于当地人。而超标的重金属很可能与中国人的饮食习惯有关。　　移民某些健康指标优于当地人　　这则博文中称，去年刊登在美国《移民与难民研究》杂志上的一份调查报告显示，来自中国大陆的移民血液中铅、镉、汞等重金属含量高于来自其他亚洲地区的移民。铅比其他亚洲新移民高出44%。报告称，虽然这些中国移民情况堪忧，但随着一些措施的实施，前景不可怕。　　真实情况如何?本报记者昨日登录发布这份报告的网站，找到了这期的《移民与难民研究》杂志。这份报告的标题为&ldquo 来自中国内地的纽约移民的健康状况&rdquo 。报告首先指出，中国内地人口已经成为纽约新增移民的最大族群。这份报告将中国内地移民的健康状况与其他亚洲移民后裔做一比较，得出相关结论。报道称，统计发现，来自中国内地的移民，在某些健康数据上优于当地人，比如&ldquo 体质指数&rdquo (BMI，用体重公斤数除以身高米数平方得出的数字，是国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准)普遍偏低，腰围较细，同时高密度脂蛋白指数非常理想。此外，内地移民患疱疹病毒2型的概率也相对较低。但是，中国内地移民的血液中重金属含量明显超过任一对照族群。报告说，这些超标的重金属包括铅、镉、汞。　　超标可能与饮食习惯有关　　据悉，这项研究由美国疾病控制和预防中心健康统计部门完成，数据则来自2004年&ldquo 纽约健康和营养调查&rdquo 项目中采集到的1999个样本，年龄在20岁或以上。文章中称，纽约近年来新增的中国内地移民，绝大多数来自福建省。虽然这部分人已经成为纽约新增人口中增长最快的族群，但关于这一群体的健康状况几乎是空白。此外，接受调查的目标人群均出生在中国内地，调查排除了出生在香港、台湾和澳门的纽约人，&ldquo 因为后者长期生活在纽约，并且相对富裕&rdquo 。在这1999个样本中，目标组为出生在中国内地的移民(87人)，对照组则为非出生在中国内地的普通纽约人和其他亚洲移民的后裔。调查发现，中国内地移民在精神健康、生殖健康和心脏状况三方面都好于纽约居民的平均水平，但体内的重金属含量要明显高于对照组。对此，报告中称，这可能与中国人的饮食习惯有关。纽约的中国移民平常大量进食蔬菜和海产品，这在一方面有助于降低心脏疾病的发病率，同时也增加了摄入过量汞的概率。此外，镉和铅可在人体内留存数十年，也许这部分超标的重金属来自中国内地，但这也并非绝对，&ldquo 在短期内服用过传统的含铅药物，也会导致血铅超标。&rdquo 报告指出。　　对于这次对照结果，报告称，尽管某些重金属超标，但中国内地移民的健康状况要整体优于对照组。

肿瘤免疫治疗的策略之一就是使免疫系统特异性靶向肿瘤细胞而不是正常细胞。而突变相关的新抗原（neoantigen）正是这样的靶标，肿瘤细胞中体细胞突变产生的序列改变的肽段被细胞处理，被主要组织相容性复合体（major histocompatibility complex，MHC）呈递至细胞表面，进而被T细胞识别，对肿瘤细胞进行杀伤。由于新抗原只在肿瘤细胞中存在，其成为肿瘤免疫治疗的热门靶标之一【1】。但是大部分肿瘤只有有限的肿瘤突变荷载并不能够产生新抗原相关的反应，同时只有5%的新抗原能被MHC分子提呈，而能激活有效的杀伤性T细胞的新抗原更少【2】。同时，肿瘤细胞中大部分的促癌因子和蛋白都是胞内蛋白，这也限制它们作为新抗原被人白细胞抗原（human leukocyte antigen, HLA, 人MHC分子）呈递作为肿瘤治疗的靶标【1】。神经母细胞瘤（Neuroblastoma）是儿童中常见的一种恶性肿瘤，其具有很少的肿瘤突变，相反其是由于转录调控网络表观遗传学上的失调而引起的【3】。在实体瘤，尤其是肿瘤突变荷载少的实体瘤中发现特异性以及免疫原性都较好的肿瘤免疫治疗新靶标，一直以来是肿瘤免疫治疗存在的挑战。2021年11月3日，来自美国宾夕法尼亚儿童医学院的John M. Maris团队在Nature上发表题为Cross-HLA targeting of intracellular oncoproteins with peptide-centric CARs的文章。团队分析神经母细胞瘤的免疫肽组，在HLA-A*24:02上发现来自神经母细胞瘤主要促癌转录因子PHOX2B的未突变肽段QYNPIRTTF具有很好的肿瘤特异性，以该肽为中心设计的CARs能识别多种不同HLA呈递的QYNPIRTTF，且在体外和小鼠模型中具有不错的效果。高度多态性的人白细胞抗原（HLA-A,-B,-C）基因编码的MHCI分子能够将来自于细胞内蛋白质组的一段8-14个氨基酸长度肽段提呈至细胞表面，这些肽段为免疫肽组（immunopeptidome），随后T细胞识别监视这些肽-MHC复合体（pMHC），发现来自于外来病原的抗原。研究团队假设肿瘤细胞的免疫肽组中存着在一部分来自于肿瘤发生必须的促癌因子的特异性的肽，针对这些肽便可设计出以肽为中心的嵌合抗原受体（peptide-centric CARs, PC-CARs）来特异性靶向肿瘤细胞。首先，研究团队对8个神经母细胞瘤细胞来源的异种移植物和病人来源的异种移植物（cell-derived xenografts (CDX), patient-derived xenografts PDX）进行免疫肽组的检测，通过MHC的捕获，肽段洗脱以及后续LC-MS/MS质谱等一共发现了7608个肽段。筛选这些肽段和HLA的结合力，筛选到2286个强亲和力的肽段。随后分析肿瘤组织和正常组织的RNA-Seq数据，研究团队筛选到61个肽段，其来源的母基因在肿瘤组织中高表达。最后研究团队分析正常组织中MHC肽组，进一步把可能在正常组织中提呈的肽段筛选掉。最后得到13个肽段，其来自于9个特异在神经母细胞瘤中表达的基因。同时研究团队在原代神经母细胞瘤中也进行同样的免疫肽组筛选，发现56个肽段。CDX和PDX筛选的13个肽有7个在原代肿瘤细胞中也被筛选到。随后，根据pMHC结合力，HLA等位基因频率，母基因表达情况以及神经母细胞瘤生物学信息对这些肽进行排序，6条分别来自来自CHRNA3, GFRA2, HMX1, IGFBPL1, PHOX2B 和TH的肽段被选择继续研究。分析不同发育时期的转录组学数据，研究团队发现PHOX2B只在胎儿发育过程中表达而在出生前的正常组织中PHOX2B完全被沉默。PHOX2B也是神经母细胞瘤发生的主要调控因子，PHOX2B的表达也是神经母细胞瘤诊断检测的手段之一。这表明，PHOX2B是神经母细胞瘤高度特异性的肿瘤抗原且是免疫治疗的理想靶标。由于自身抗原的免疫原性较弱，研究团队决定设计基于scFv-CARs而不是TCRs来靶向PHOX2B。随后研究团队筛选sc-Fvs库，寻找能结合PHOX2B肽的特异性克隆，并通过sCRAP算法预测排除其抗原交叉反应。研究团队筛选到10LH克隆并进一步研究，scFv 10LH和PHOX2B具有很强的亲和力，KD为13 nM，kd是 7.6 × 10-4 s-1。据此，研究团队设计出识别在HLA-A*24:02上提呈的PHOX2B 9氨基酸肽QYNPIRTTF的PC-CARs。发现PHOX2B 9氨基酸肽QYNPIRTTF也可被其他类型的HLA-A提呈，而10LH PC-CARs能打破传统的HLA限制和不同种类pMHC识别结合。随后在体外细胞模型以及体内PDX模型中证明了PHOX2B特异性的PC-CAR T细胞的跨HLA肿瘤杀伤能力。图1 肿瘤抗原的发现以及PC-CARs设计工作流程本文利用多种技术手段从非突变的促癌蛋白中发现神经母细胞瘤的肿瘤特异性抗原，并靶向这些肿瘤自身肽段设计出了PC-CARs，具有较好的肿瘤杀伤能力以及跨HLA的反应活性。该方法将非免疫原性的胞内促癌蛋白纳入到选择中，极大扩大了肿瘤免疫治疗的候选靶标，有助于神经母细胞瘤以及其他肿瘤的免疫疗法的发展。同时打破传统的HLA限制，也会扩大肿瘤免疫治疗的受益人群。原文链接：https://doi.org/10.1038/s41586-021-04061-6

中国科学院生态环境中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘倩等在天然酶诱导的塑料生物降解技术方面取得进展。相关成果以“High-efficiency degradation of PET plastics by glutathione S-transferase under mild conditions”为题，在线发表于Environmental Science & Technology(Environ. Sci. Technol. 2024, DOI: 10.1021/acs.est.4c02132)。　　塑料污染问题在全球范围内对环境和生态构成了重大威胁。应对这一挑战需要创新方法，特别是在塑料生物降解领域。塑料通常被认为是化学惰性、耐生物降解。虽然之前的研究已经发现一些能够降解塑料的酶，但大多数都是微生物酶或人造工程酶。　　本研究发现PET塑料可以在温和的条件下被哺乳动物体内天然存在的酶高效降解，包括II期代谢同工酶——谷胱甘肽S-转移酶(GST)、I期代谢酶——细胞色素P450和胰蛋白酶。在环境或生理条件下，PET塑料的降解率可达到98.9%，降解速率为2.6 gL-1h-1。这一发现揭示了一种生物手段解决塑料污染的潜在的新途径。　　图1. GST、CYP450、胰蛋白酶等天然酶诱导的塑料降解示意图　　在降解机制方面，之前报道的微生物和工程酶基本上都是基于水解反应。本研究提出了一种新的PET降解机制，即通过氮化和氧化作用的PET单体裂解和释放。这一发现丰富了对塑料降解所涉及的机制和途径的理解。此外，在人血清样本中也测试了这种方法，结果表明GST能在人血清中降解PET塑料，表明塑料在真实生物和人体中降解的可能性，有助于更好地了解塑料在生物体中的代谢和归趋。　　该技术目前已经获得中国发明专利(ZL202110114200X)和美国发明专利(US 11,952,468B2)授权。　　该论文的通讯作者为刘倩研究员，第一作者为中心毕业生黄秀(现为四川大学华西公共卫生学院(华西第四医院)特聘副研究员)。该工作得到了国家自然科学基金委国家杰出青年基金、面上项目、青年基金以及四川大学引进人才科研启动经费资助等项目的支持。　　相关论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c02132

2月13日-15日，国家药监局药审中心（CDE）连续发布了5项指导原则，分别为：《放射性体内治疗药物临床评价技术指导原则》.pdf咀嚼片（化学药品）质量属性研究技术指导原则（试行）.pdf急性髓细胞白血病新药临床研发技术指导原则.pdf原发性胆汁性胆管炎治疗药物临床试验技术指导原则.pdf《溶瘤病毒产品药学研究与评价技术指导原则（试行）》.pdf

2024年7月，中国科学院生态环境中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘倩等在基于机器学习辅助单颗粒质谱追踪大气超细颗粒物的体内暴露途径方面取得进展，研究成果以“In Vivo Exposure Pathways of Ambient Magnetite Nanoparticles Revealed by Machine Learning-Aided Single-Particle Mass Spectrometry”为题，在线发表于Nano Letters(DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01937)。　　自然和人为来源的超细颗粒物是PM2.5的主要组分，被人体吸入后可能引发全身性的健康风险。然而，由于缺乏可靠的技术手段，这些超细颗粒物被吸入体内后的暴露途径和归趋仍不清楚，严重阻碍了对其健康危害机制的认识。本研究报道了一种无标记、机器学习辅助的单颗粒电感耦合等离子体质谱(spICP-MS)方法，并利用小鼠模型揭示了大气磁性纳米颗粒(MNPs)从环境来源到体内转运和代谢的全暴露途径。　　图1. 基于机器学习辅助单颗粒质谱追踪大气磁性纳米颗粒的体内暴露途径　　本研究首次定量了超细颗粒物不同代谢途径的贡献。通常认为肝脏是纳米颗粒的主要代谢器官。然而，研究发现MNPs的代谢途径主要是脾脏(84.4%)，其次是肝脏(11.4%)和肾脏(2.6%)。这表明，脾脏可能是体内一个被低估的超细颗粒物的代谢途径。　　研究发现，吸入的超细颗粒物在不同器官间的转运改变了它们的粒径分布。通过机器学习可以预测不同来源的MNPs在体内暴露过程中关键节点(例如靶器官、生物屏障、循环系统等)的粒径分布，进一步揭示超细颗粒物在外暴露和内暴露之间的关联，阐明环境来源对其体内暴露途径的影响。　　此外，该研究也为纳米毒理学研究和细颗粒健康效应研究提供了一种有力的研究工具。　　该文的通讯作者为刘倩研究员，第一作者为博士生张伟灿。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院稳定支持基础研究领域青年团队、腾讯基金会等支持。　　相关论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c01937

结直肠癌是最多发的癌症之一，病死率高居全球第二。目前，利用患者肿瘤组织构建的类器官模型已成为研究肿瘤发生分子机制的常用研究手段。多种肿瘤类器官已被成功构建，包括结直肠癌、乳腺癌、膀胱癌、前列腺癌、胃癌等。然而，这些研究大部分仅在大量细胞系综平均的水平评估了患者组织衍生的类器官的各种分子特征，如基因突变、基因组拷贝数变异以及基因表达等变化，并未在单细胞水平进行评估，从而无法系统地评估构建的类器官个体内部的肿瘤细胞异质性情况，特别是由于构建类器官的成功率常常不是很高，同时得到同一个患者的体内肿瘤单细胞组学数据以及在体外建成类器官后的配对单细胞组学数据非常困难。为了系统地评估结直肠癌类器官培养系统，解析类器官与对应的体内肿瘤上皮细胞之间的异同以及不同培养体系对类器官基因表达特征的影响，北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）汤富酬教授团队与北京大学第三医院普通外科付卫教授团队合作，对来自6名结直肠癌患者的体内肿瘤组织和癌旁正常组织，以及对它们进行体外培养建立的相应的类器官进行了高精度单细胞转录组测序，并结合全基因组甲基化测序、全基因组测序、全外显子组测序以及靶位点Sanger测序等，对两种常见结直肠类器官培养体系从转录组、基因组和DNA甲基化组三个层面进行了系统的比较和评估（图1）。该研究成果于2022年4月28日以“Systematic evaluation of colorectal cancer organoid system by single-cell RNA-Seq analysis”为题在线发表在 Genome Biology 上。图1 实验设计方案示意图该研究有以下3个主要发现：1、肿瘤组织来源的类器官能准确反映对应体内肿瘤上皮细胞（癌细胞）在基因表达、基因突变以及DNA甲基化等方面的关键特征。通过探索体内肿瘤特异性基因表达模式，该研究发现肿瘤来源的类器官高表达体内肿瘤上皮细胞（癌细胞）特异性表达的基因。并且，肿瘤组织来源的类器官也维持了体内肿瘤上皮细胞特异性的基因调控网络特征。另外，通过对全基因组（WGS）、全外显子组（WES）以及DNA甲基化组（PBAT）数据进行分析，该研究发现肿瘤类器官能非常好地维持体内肿瘤上皮细胞（癌细胞）在基因突变和DNA甲基化等方面的关键特征（图2）。这表明现有培养体系中的结直肠癌肿瘤类器官非常好地维持了对应患者体内癌细胞的关键生物学特征，因而使用肿瘤类器官筛选的癌症治疗候选药物应该对对应患者体内的癌细胞也会有类似的杀伤效果。现有的肿瘤类器官是肿瘤杀伤药物筛选的优秀平台。图2 体内外肿瘤细胞和正常肠上皮细胞的基因组拷贝数变异、DNA甲基化以及基因突变的比较2、癌旁正常组织来源的类器官在转录组水平上表现出部分肿瘤样特征，但保持正常的基因组和全局DNA甲基化组特征。首先该研究鉴定了体内肿瘤上皮细胞和癌旁正常肠上皮细胞的差异表达基因，并研究了这些差异基因在体外肿瘤类器官和正常肠上皮类器官的表达情况。结果显示，体外正常肠上皮类器官和肿瘤类器官均高表达体内肿瘤上皮细胞特异性表达的基因。为了进一步验证此结果，该研究对体内组织和体外类器官进行了肿瘤特异性表达基因CEACAM6的免疫荧光染色。与单细胞转录组数据一致，CEACAM6仅在体内肿瘤上皮细胞中高表达，而在体内癌旁正常肠上皮细胞中则不表达。然而，体外培养的肿瘤类器官和正常肠上皮类器官均高表达CEACAM6蛋白，此结果与单细胞转录组测序结果一致（图3）。该研究的癌旁正常组织都取自距离肿瘤组织边缘至少10厘米以外的区域，其正常组织内部混杂大量肿瘤细胞的可能性非常低，但为了进一步排除正常组织类器官有可能是混杂在癌旁正常组织中的肿瘤细胞体外扩增而导致这一现象，该研究进一步探究了体外肿瘤类器官和正常肠上皮类器官的基因突变和基因组拷贝数变异情况。结果显示只有肿瘤类器官呈现与对应患者体内肿瘤细胞相似的基因组拷贝数变异和基因突变，而正常肠上皮类器官的基因组与体内正常肠上皮细胞一致，没有肿瘤细胞特异性的基因突变和基因组拷贝数变异，从而排除了正常组织类器官起源于癌旁正常组织中混杂部分肿瘤上皮细胞的可能性。这些数据显示，在转录组和蛋白水平上，肿瘤上皮类器官和正常肠上皮类器官都表现出肿瘤样特征。这表明现有的培养体系使得正常肠上皮类器官也具有部分肿瘤细胞特征，因而用同一个患者得到的肿瘤类器官和癌旁正常肠上皮类器官进行配对药物筛选以筛选出特异性对肿瘤细胞有选择性杀伤效果（杀伤肿瘤类器官，但是不杀伤正常肠上皮类器官）的候选药物目前是无法实现的。图3 CEACAM6免疫染色荧光结果3、条件培养基在肿瘤类器官的长期培养方面优于化学成分确定培养基（分子培养基）。首先，该研究通过MKI67的表达情况对不同培养基中的细胞增殖情况进行了评估（图4）。在化学成分确定培养基（分子培养基）中，正常组织来源的类器官相比肿瘤来源的类器官具有更快的细胞增殖速度。而在条件培养基中，正常组织来源的类器官和肿瘤来源的类器官的细胞增殖速度相当。这说明化学成分确定培养基（分子培养基）更有利于正常肠上皮细胞的生长，而条件培养基对正常肠上皮细胞和肿瘤上皮细胞（癌细胞）的生长没有明显偏好性。而这一特点通过线粒体突变在不同培养基中培养的癌细胞的谱系追踪得到了进一步验证。图4 体内组织以及体外两种培养基中的类器官细胞表达MKI67的比例此外，该研究结果表明，条件培养基比化学成分确定培养基（分子培养基）更能真实地反映对应体内肿瘤上皮细胞（癌细胞）与正常肠上皮细胞的差异。与体内相应的癌细胞相似，在条件培养基中培养的肿瘤类器官呈现肠上皮干祖细胞标志基因OLFM4高表达和肠上皮分化成熟标志基因CA2低表达的特征，正常组织类器官呈现相反的OLFM4低表达和CA2高表达的模式（图5）。然而，在化学成分确定培养基（分子培养基）中，无论是正常组织类器官还是肿瘤类器官都具有相似的OLFM4高表达和CA2低表达的模式，无法准确模拟对应体内不同类型上皮细胞基因表达的不同特征。这表明现有的两种培养体系对维持对应体内肿瘤细胞关键生物学特征都有效，但是条件培养基要优于化学成分确定培养基（分子培养基），因而条件培养基是基于类器官的肿瘤发生分子机制研究和药物筛选的首选培养体系。图5 不同条件下的肿瘤细胞和正常上皮细胞的CA2和OLFM4的表达综上所述，该项研究对结直肠癌体内肿瘤组织、体内癌旁正常组织，以及配对的在两种不同培养体系中建立的肿瘤类器官、癌旁正常组织类器官进行了高精度单细胞转录组分析，并结合全基因组测序、全外显子组测序、DNA甲基化组测序以及靶位点Sanger测序的结果，系统地评估了类器官模型在研究结直肠癌肿瘤发生分子机制上的可靠性和局限性。该研究发现，现有的培养体系中的肿瘤类器官非常好地维持了对应结直肠癌患者体内癌细胞的关键生物学特征，现有的肿瘤类器官是肿瘤发生分子机制研究以及肿瘤杀伤药物筛选的优越平台。现有的培养体系使得正常肠上皮类器官也具有部分肿瘤细胞特征，因而无法用同一个患者得到的肿瘤类器官和正常肠上皮类器官进行配对筛选，以便得到对肿瘤细胞有选择性杀伤效果的候选药物。现有的两种培养体系对维持结直肠癌肿瘤细胞关键生物学特征都有效，但是条件培养基要优于化学成分确定培养基（分子培养基），因而条件培养基是结直肠癌肿瘤发生分子机制研究和药物筛选的首选培养体系。

塑料吸管=隐形杀手？今年，包括星巴克在内的不少餐饮企业正在尝试停用塑料吸管，转而使用直饮杯盖及纸质吸管。尽管新杯盖和纸质吸管因使用不便遭到一些网友的吐槽，作为专注前沿研究领域的科学仪器公司编辑，我们还是非常肯定这些企业的做法，也号召更多的企业和个人加入减少塑料使用的行动当中来。因为，正是这一看似不起眼的小小塑料吸管，正在破坏地球生态系统，甚至成为威胁人类健康的“隐形杀手”。据《福布斯》杂志统计，2017年, 全球每分钟卖出约100万个塑料水瓶，然而，仅有9%被回收利用。其中塑料吸管这类制品，因体积很小，通常可以躲过自动化回收而不被填埋，且有相当一部分被冲入河流湖泊和海洋，被动物尤其是海洋生物摄入，终进入人类体内。世界经济论坛警告说，到 2050年, 海洋中的塑料将比鱼还要多。这些小小的塑料吸管如何能够威胁我们的生命呢？事实上，这些未被回收利用的大小塑料在阳光、空气和海洋的共同作用下，终都会碎裂或降解为较小的碎片，当其尺寸小于5毫米时，就称为“微塑料”。与“白色污染”的可见塑料相比，这些微塑料肉眼难以分辨，更加危险的是，它可以通过层层食物链进入人体。无处不在的“微塑料”很多人会问：“如果我不吃鱼，不吃任何海鲜，是不是微塑料就影响不到我？”答案依然是否定的。事实上，目前研究发现，微塑料已经渗透到人类生存环境的各个食物链条当中。根据《国家地理》2018年的一份报告，研究人员对全世界多个品牌的食盐进行了抽样检测，其中90%都发现了微塑料，亚洲食盐中的微塑料密度尤为高，因此亚洲被该杂志列为塑料污染的重点地区。不仅是食盐等食物，在人们看不见甚至难以想象的地方，微塑料也存在。据《时代》杂志报道，有研究人员对9个国家购买的11个品牌的259例瓶装水进行了测试，其中90%以上的水中都含有微塑料。因为微塑料体积很小，粒径范围在几微米到几毫米，甚至有一些只能在显微镜下才能看到，因此可以轻松通过饮用水的杂质过滤器。“微塑料”危害有多少事实上很多塑料本身都具有毒性，而一些环保材料在高温高压等条件下还会释放出有害物质，给人类带来二次伤害。此外，塑料作为一种高分子聚合物，都会在不同程度上聚集污染物、细菌、病毒、化学物质和有害藻类等，成为有害物质的“载体”。阿肖克• 德什潘德博士是美国东北渔业科学中心的化学家，对微塑料在海洋等领域的影响有深入研究，他对微塑料的影响表示忧虑，“塑料就是藻类和细菌殖民的运输管道，我们每个人都无法逃脱微塑料的影响“。显然，潜在的健康隐患令人胆战心惊，我们已经很难忽视微塑料带来的影响，它正在通过各种看得见看不见的方式进入人体内。阿肖克德什潘德博士拉曼光谱助力，防治已见成效无处不在的微塑料已经给我们的生存敲响警钟，防治工作迫在眉睫。庆幸的是，目前微塑料已经成为日益受关注的话题，专项研究也已经在全球各地的大学和研究机构开启。要对付这些看不见的微塑料，首先是确定其类型，进而确定环境污染物的来源，在此基础上，就可以有针对性的对污染源进行监测和控制。目前已有多种技术手段被用于帮助科学家表征微塑料进而确认其污染源。德什潘德博士通过研究发现，鱼体内的微塑料可以用气相色谱 (GC) 热解、质谱、红外光谱或拉曼光谱等多种技术来表征。其中，显微拉曼光谱仪由于集成了拉曼光谱和光学显微镜, 既能获得待测样品的显微形貌，又能得到样品具体位置的拉曼光谱，因此成为识别聚合物高效、有效的技术手段之一。利用显微拉曼光谱仪能够进行微区分析、表征亚微米级别材料这一优势，德什潘德博士团队将采集到的微塑料拉曼光谱与已知聚合物拉曼光谱库进行比对，从而轻松识别出微塑料的种类，为确认其来源提供了可靠的依据。制备好的含微塑料的沙粒样品等待进行分析而加拿大多伦多大学生态与进化生物学系切尔西• 罗奇曼博士及其所在团队，则将研究重点放在利用拉曼光谱仪获取微塑料类型、尺寸及数量等信息上。她们利用XploRA™ PLUS拉曼光谱仪进行研究，尝试开发出一套快速简便且准确的微塑料样品表征方法，从而提高表征效率。她指出“因为有太多不同类型的塑料，为了表征这些材料，进而衡量它们对动物的影响，像拉曼显微镜这样的分析工具是必不可少的。”毫无疑问，这些科学家的研究为确定环境污染物的来源，进而监测控制污染源找到了科学高效的方法。HORIBA XploRA™ PLUS智能型全自动拉曼光谱仪注：如需了解该研究中HORIBA 拉曼光谱仪的详细介绍及使用问题，欢迎点击左下角“阅读原文”留言，我们的技术专家会尽快联系您进行答疑解惑。微塑料“循环”中的生命研究目前，庆幸的是科学家已经能够表征部分微塑料。德什潘德博士表示，接下来的挑战是识别出贝类和其他小生物中的小纤维，从而了解微塑料是如何通过食物链层层富集进入人体的。因为食物链是层层递进的，贝类摄入微塑料，鱼再吃下贝类等浮游生物，体型较大的海洋生物又会吃掉较小的鱼，这一过程中微塑料在一层层富集。可以想象，有多少条鱼摄入微塑料，处于食物链顶端的我们遭受的微塑料污染就有多严重。减少塑料，从我做起对微塑料追本溯源是科学家们在做的事，作为普通人的我们能做些什么呢？近进行的如火如荼的垃圾分类就是重要方式，通过回收利用散落在各地的大小塑料，避免其流入湖泊海洋进入人体；抑或是多用环保袋代替塑料袋；少点外卖也是个不错的方法，毕竟外卖盒用多了也对健康无益。其实我们能做的事情还挺多。点击观看视频, 了解更多微塑料研究今日话题环境问题一直是人类生存的大问题，你所在实验室目前关于环保和环境方面的研究有哪些呢？不妨留言说出你的想法或正在进行的研究，我们将在下期前沿应用中介绍给更多科研小伙伴。 点击查看更多往期精彩文章 严峻环境下的自救——探寻端气候下的生命存续 | 前沿应用【上篇】JGR-Atmospheres: 中国典型燃煤城市的大气颗粒物中发色团的粒径分布特征发现生命的轨迹——化石中的碳元素分析 | 前沿应用复旦巧用增强拉曼“识”雾霾 | 前沿用户报道“钢铁侠”背后的清洁能源之梦【GDS微课堂-5】 HORIBA科学仪器事业部 HORIBA Scientific 致力于为科研及工业用户提供先进的检测和分析工具及解决方案，如：光学光谱、分子光谱、元素分析、材料表征及表面分析等先进检测技术，旗下Jobin Yvon光谱技术品牌创立于1819年，距今已有200年历史。 如今，HORIBA 的高品质科学仪器已经成为全球科研、各行业研发及质量控制的首选，之后我们也将持续专注科研领域，致力于为全球用户提供更好的服务。 点击下方“阅读原文”，咨询相关技术服务。 阅读原文

PerkinElmer将会在复旦大学医学院开设一个新的体内成像技术培训和演示实验室。该实验室是一个先进的技术交流平台，PerkinElmer的科学家和客户可以在此交流和分享关于生命科学相关技术研究与发展的见解。　　该中心的成立是PerkinElmer与医学院密切合作的结果，未来将为客户提供更多相关行业的领先技术，以及让客户第一手体验应用于基础研究和转化成像方面的解决方案。编译：刘丰秋

5月13日，记者从上海交通大学合肥肿瘤早筛创新技术研究院（以下简称“合肥肿瘤早筛研究院）获悉，肿瘤早筛技术迎来新突破。今年4月，该院研究团队关于“数字胶体增强拉曼光谱定量技术”的研究成果在国际顶尖期刊《Nature》上发布，将应用于肿瘤早筛，有望在合肥率先实现产业化。　　肿瘤早筛技术能够提前1-2年检测到人体内的早期恶性肿瘤细胞。细胞由分子组成，拉曼光谱就像是每个分子的指纹，都是独一无二的，这为科学家们利用拉曼光谱实现肿瘤早筛提供了思路。　　经过20余年的攻关，上海交通大学教授、合肥肿瘤早筛研究院副院长叶坚，带领团队成功开发出了数字胶体增强拉曼光谱技术（以下简称“dCERS”）。这项技术不仅在国际上首次突破增强拉曼可重复定量检测，彻底改变了小分子分析方法，同时具备可大规模生产和制备的能力，具备检测方法便捷、成本低、易校准等优点。　　叶坚解释：“通俗理解，dCERS就像是精度极高的‘透视眼’，能够看到人体内的早期肿瘤细胞。”他介绍，dCERS技术通过血清就能诊断出患者的肿瘤细胞，可以有效减少误诊，提高手术切除率、延长患者生存时间。从实验数据来看，dCERS筛选的差异代谢物对前列腺癌与正常组织的区分准确率已达到100%。　　其实，筛查早期肿瘤的技术早已存在，现在多使用质谱或核磁共振技术，但因检测手段单一、成本较高，一直无法实现真正意义上的普适化使用。叶坚告诉记者，相较于传统的质谱、核磁共振等技术，拉曼光谱技术在肿瘤早筛中可操作性更强、成本更加低，且因为仪器很小，应用场景不受局限。　　合肥肿瘤早筛研究院是上海与合肥共建的新型研发机构，现已全面部署肿瘤创新标志物发现、肿瘤早筛创新方法学研究、肿瘤早筛临床医学与真实世界队列研究。dCERS的成功开发，将进一步推动肿瘤早筛的普适化。据介绍，该研究院计划在2027-2028年建成癌症早筛中心，形成肿瘤早筛试剂、设备研发、生产营销的成熟产业。　　“我们计划将dCERS率先在合肥进行成果转化。dCERS实现产业化后，老百姓花费百元左右就能接受肿瘤早筛医疗服务。”合肥肿瘤早筛研究院副院长徐宏表示，研究院去年已在合肥包河区开展了2万人结直肠癌早筛社区队列，目前正在庐阳区、蜀山区、瑶海区开诊总计5万人以上规模的社区队列研究，助力提升肿瘤筛查在基层的普及率。

红细胞，血小板，中性粒细胞，单核细胞，淋巴细胞。。。这些细胞不仅是我们体内循环系统中常见的细胞类型，在实验室中出镜率也非常高，我们统称它们为悬浮细胞。实际上，对于悬浮细胞的研究，尤其是分选和荧光定量，我们常用的技术手段是流式细胞术FACS。但尽管FACS能准确的进行悬浮细胞的单细胞荧光定量，如果我们想要知道单个细胞的形态变化，蛋白表达的位置信息，以及基于表型的高通量药物筛选，就需要高内涵成像分析系统的帮助啦。之前我们已经给大家介绍过珀金埃尔默高内涵系统实现红细胞变形的药物筛选方法，点下方可以回顾哟。往期回顾Nature Protocol——微球过滤结合高内涵成像实现基于红细胞变形的高通量药物筛选：https://mp.weixin.qq.com/s/2Kz3CDIqKVGbw17-ZyxutQ今天我们再来关注循环系统中一类很特殊的悬浮细胞：循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell，CTC）。CTC是癌症病人体内由实体肿瘤病灶脱离而进入血管的肿瘤细胞，它们在外周血中痕量存在，大部分也会发生凋亡和被吞噬，但依旧有少数隐藏极好并伺机而动发展为肿瘤转移灶，因此是肿瘤发生恶性转移的凶手之一（图1）。 CTCs在血管中的“命运”大量研究表明，CTC在外周血中以不同形态存在，有游离的单个CTC，也有聚集成团的CTC集簇。而它们形成集簇的能力更是与肿瘤的转移密切相关。今年1月Cell杂志就在线发表了瑞士Basel大学Aceto团队关于乳腺癌病人血中CTC单兵作战和团体作战的相关工作。通过全景观基因测序，他们解释了CTC集簇比起单细胞缺少了关键位点的DNA甲基化重建，因此更容易导致肿瘤的恶性转移。进一步利用Operetta高内涵成像及Columbus分析系统，对CTC成像后集簇的大小及相关功能进行定量分析，试图找到解离CTC集簇使其变为单兵作战从而失去转移能力的方式。幸运的是，通过高内涵筛选他们从2485个FDA批准的药物中找到了一种钠/钾ATP酶抑制剂，可以解离CTC集簇成为单细胞（图2），继而诱导DNA甲基化，最终抑制肿瘤的转移。基于细胞存活率和集簇大小的高内涵药物筛选尽管CTC是外周血悬浮细胞中的稀有事件，但是作为具有高灵敏度，高通量和高速度的表型筛选领导者，PerkinElmer高内涵成像分析系统一如既往的表现出了强大的助力作用，从未让科研工作者失望过。表型筛选，我们是认真的。参考文献1. Gkountela, S., Castro-Giner, F., Szczerba, B. M., Vetter, M., Landin, J., Scherrer, R., Krol, I., Scheidmann, M. C., Beisel, C., Stirnimann, C. U., Kurzeder, C., Heinzelmann-Schwarz, V., Rochlitz, C., Weber, W. P., and Aceto, N. (2019) Circulating Tumor Cell Clustering Shapes DNA Methylation to Enable Metastasis Seeding, Cell 176, 98-112 e114.2. Mocellin, S., Keilholz, U., Rossi, C. R., and Nitti, D. (2006) Circulating tumor cells: the ' leukemic phase' of solid cancers, Trends in molecular medicine 12, 130-139.

传统锂电池内的气体释放通常是由高度电解的阴极分解和SEI的形成和分解引起，对电池安全构成极大威胁，会导致电池膨胀、变形、热失控等安全危害。由于固态电池采用固态电解质取代了传统的液态电解质，在消除传统锂电池的安全焦虑方面，人们对固体电池有很高的期望。 那么是不是固态锂电池就不会有内部产气和压力升高的顾虑了呢？ 德国卡尔斯鲁厄理工学院的Timo Bartsch等人研究了一种基于β-Li3PS4固体电解质和富镍层状氧化物阴极的典型全固态电池的产气行为。研究显示，在45°C时，Li/Li+在4.5 V以上电位时检测到明显的氧气和二氧化碳产气。 中科院物理所聂凯会等人对PEO基固态电池体系，结合实验和计算系统地研究了其在高电压状态下的产气行为，发现了尽管PEO基聚合物电解质的电化学窗口只有3.8V，但是单纯PEO电解质直到负载电压达到4.5V时才开始出现明显的产气分解的行为。 以上研究说明固态电池同样存在电池内部产气并产生内部压力的问题， 因此对固态电池的产气行为和内压研究同样重要。 电弛的解决方案2023年，武汉电弛新能源有限公司研发团队经过技术攻关，成功推出了DC IPT原位气体内压测定仪，为锂电池测试提供了全新的解决方案。该产品方案得到了行业内先进企业的认可，其具有以下优点： （1）直接穿刺，精准测量大道至简，摒弃“间接法”测量方式，采用类似于外科穿刺方式，直接对锂电池内部气体及压力进行取样和测量。通过锂电池穿刺取样这种直接测量方法，可以快速获取真实、准确的数据，从而极大地提升检测质量效率。这种直接测量方法的实现原理是，利用专门设计的密封穿刺装置在电池表面制造一个局部密封的小孔，然后将电池内部气体导出到测量探头，直接测量电池内部的压力或进行进一步的气体成分分析。这种测量方式不仅可以避免系统漏气而产生的误差，还可以实现对不同类型锂电池（如软包电池、方形电池、圆柱电池等）的快速取样。 （2）气体采样，兼容并包“间接法”测量的另一大弊端在于其兼容性。由于这种方法只能针对特定类型的锂电池进行测量，这无疑增加了测试成本和时间。为了解决这一问题，我们开发了一种全新的锂电池气体采样接口，该接口具有广泛的兼容性，可以同时测量不同类型的锂电池，包括软包电池、方形电池和圆柱电池等。这一创新性接口的设计与开发基于我们对电池内部气压监测的深入理解和多年的专业经验。通过这种新型气体采样接口，我们可以快速、准确地获取各种类型锂电池的气体内压数据，从而更好地评估其安全性能。这种兼容并包的测量方式不仅提高了测试效率，也降低了测试成本和风险。①　兼容性强：DC IPT创新性地引入了“锂电池气体采样接口（GSP）”这一技术，类似于广泛使用的Type-C接口，实现了不同品牌和类型电池测试的兼容性和互换性。DC IPT锂电池气体采样接口（GSP）打破了传统测量方法的局限性和弊端，可同时进行软包电池、方形电池、圆柱电池的测试，无需因不同类型的电池更换不同的测量设备或方法。②　高效便捷：用户无需在不同的测量设备之间切换或等待适配，提高了测试效率，降低了时间和人力成本。③　数据准确：采用先进的测量技术和算法分析，确保数据的准确性和可靠性。④　高重复性：由于采用了标准化的接口设计和测量流程，保证了测量结果的可重复性和一致性，有利于结果的比较和分析。 （3）网络接口，云端数据数据也是生产力，高效率的信息传递可以提升企业测试效率，对每块电池的质量状态做出快速预判。为了满足这一需求，DC IPT预设网络接口，实现了数据联云上网，以及与其他测试设备或系统进行数据交互和共享。这使得企业可以构建一个完整的电池测试和管理系统，实现对电池测试数据的全面管理和分析。用户可以跨平台（PC 、手机、Pad等）访问每块电池的气体内压测试数据，掌握质量情况。 （4）多通道定制，高通量测试在电池测试中，通道数量是衡量设备测试能力的重要指标之一。单台设备的通道数量越高，可承载的测试容量就越大，高通道带来的经济优势，不言而喻。DC IPT标准款为8通道设计，可以大大提高测试效率，降低测试时间和成本。也可以根据客户需求，定制设计更多通道提高测试通量，使得设备可以适应多种测试场景和需求，具有更强的灵活性和可扩展性。无论是大型企业还是研究机构，都可以根据自身的测试需求和规模，选择适合的通道数量和配置。此外，DC IPT的多通道设计还具有优秀的稳定性和可靠性。每个通道都采用了独立的测量电路，确保了测试的准确性和一致性。 参考文献Increasing Poly(ethylene oxide) Stability to 4.5V by Surface Coating of the Cathode. DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02739Gas Evolution in All-Solid-State Battery Cells. DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01457

英国科学家在最新一期《自然微生物学》杂志上发表论文指出，他们的最新研究发现，感染新冠病毒10个月后，体内仍然存在抗体。　　在该研究中，他们观察了圣托马斯医院38名患者和医护人员接种疫苗前体内的抗体情况，这些人在第一波新冠疫情暴发时受到感染。研究表明，尽管感染新冠病毒后抗体水平有所下降，但结果显示，大多数人在感染10个月后，体内仍保持可检测到的抗体水平。　　研究人员解释说，抗体通过与新冠病毒结合来阻止病毒感染细胞，从而有助于对抗新冠病毒。最新研究结果显示了抗体可以在体内停留多长时间来对抗未来的感染。　　由伦敦国王学院免疫学和微生物科学学院的凯蒂多尔斯博士领导的这项研究还测试了针对新冠病毒特定变异毒株而产生的抗体对其他变异毒株的反应。他们研究了新冠病毒原始毒株、阿尔法变异毒株、贝塔变异毒株和德尔塔变异毒株。　　研究结果表明，虽然感染新冠病毒特定变异毒株而产生的抗体能对该变异毒株产生强烈的免疫反应，但在应对其他不同变异毒株时效果较差。　　抗体会与新冠病毒上的刺突蛋白结合，刺突蛋白是病毒进入并感染人类细胞的关键。新冠疫苗的作用机理是让人体的免疫系统产生针对新冠病毒抗原的中和抗体和细胞免疫反应。接种疫苗后，如果病毒此后感染人体，疫苗会引发免疫系统攻击病毒。　　新冠病毒出现的新变异让人们担忧，针对新冠病毒原始毒株开发的疫苗能否有效对抗新变异，以及是否应针对这些新变异毒株设计新疫苗。最新结果表明，新冠病毒阿尔法、贝塔、德尔塔变异毒株的刺突蛋白存在差异，这意味着围绕其中一种变异毒株设计的疫苗可能对其他变异毒株的效果较差。　　研究结果还表明，科学家们目前针对新冠病毒原始毒株设计的疫苗提供了对所有变异毒株的最佳保护，应用于疫苗接种计划。

2012年9月21日，布鲁克宣布一项收购协议，收购Carestream Health(锐珂医疗)分析成像业务中临床前体内成像设备产品线及相关资产，收购金额未披露。　　“该交易预计将在未来几个星期内完成，”布鲁克说。布鲁克将为与收购业务有关的大部分员工提供就业机会。　　“我们相信，Carestream的光学分子成像产品线将是我们的其他临床前解决方案的补充，目前包括磁共振成像、磁颗粒成像和X射线微型计算机断层扫描，” 布鲁克BioSpin总裁 Werner Maas在一份声明中说到。　　Carestream将继续保留分子成像业务的剩余资产，其中包括生命科学X射线胶片产品线、体外成像设备产品组合中的凝胶成像平台。

恶性肿瘤严重威胁人类生命健康，“早诊、早治”是根治肿瘤的最佳途径。目前临床肿瘤诊断方法主要依赖手术和穿刺活检，是侵入性检查手段，给患者带来了生理痛苦和心理负担。因此开发一种非入侵式、高检测灵敏度的谱学/图像分析引导技术应用于实体肿瘤的前期诊断和术后评估是实现肿瘤精准诊断的关键，也已成为材料科学和生物学科等多学科交叉领域共同关注的重要科学问题。纳米材料表面增强拉曼散射（SERS）光谱/图像具有高检测灵敏度、选择性增强特性、稳定性高、可提供组分指纹信息等检测优势，可高效应用于肿瘤的液体活检，实现外周血样中肿瘤细胞的精准诊断。中国科学院宁波材料技术与工程研究所纳米生物材料团队在SERS生物探针材料设计及应用研究方面取得了系列进展。纳米生物材料团队开发了基于表面增强拉曼散射（SERS）光谱和磁共振造影（MRI）增强的Fe3O4双模态成像生物探针，研究发现超小粒径Fe3O4纳米粒子具有显著的SERS活性（5×10-9 M检测极限）。Fe3O4纳米粒子具有高效的光诱导电荷转移（PICT）效应归因于Fe元素的多个价态能级促进电子跃迁。密度泛函理论计算进一步揭示了超小粒径Fe3O4纳米粒子的窄带隙和高电子态密度能够明显提高SERS-目标分子体系中的振动耦合共振效应。通过构建具有高灵敏度和肿瘤靶向特异性的Fe3O4生物探针，可以实现不同亚型三阴乳腺癌肿瘤细胞的体外SERS信号/成像区分鉴定。同时，Fe3O4的生物探针也展现出对荷瘤小鼠体内肿瘤的主动靶向MRI造影特性，实现了半导体生物探针的SERS-MRI双模态成像分别用于体外和体内肿瘤成像，不仅在肿瘤早期诊断中具有优势，而且在影像引导肿瘤治疗方面具有巨大潜力（图1）。相关成果以“Multiple Valence States of Fe Boosting SERS Activity of Fe3O4 Nanoparticles and Enabling Effective SERS-MRI Bimodal Cancer Imaging”为题发表在国家自然科学基金委主办的综合性英文学术期刊Fundamental Research上。进一步，为了高效提取外周血样中的肿瘤细胞，提高SERS纳米生物探针对肿瘤细胞的靶向检测能力。纳米生物材料团队联合宁波诺丁汉大学任勇副教授团队，合作开发了微流控富集分离与拉曼光谱快速检测肿瘤细胞技术，开发出一种新型的基于微筛分离手段和肿瘤靶向特性的黑色氧化钛（B-TiO2）SERS生物探针用于循环肿瘤细胞（CTC）原位检测。该研究先利用微筛芯片对人体血液中目标细胞进行纯化分离，以排除大部分血液细胞的干扰，再利用叶酸修饰的SERS生物探针识别芯片上捕获的肿瘤细胞，从而实现外周血样中单个肿瘤细胞筛选和原位检测，实验结果具有高检测灵敏度、特异性和准确性。更重要的是，该研究工作设计的微流控-SERS生物探针能够有效应用于临床肿瘤样本的有效检测，有望为循环肿瘤细胞的检测提供新的策略（图2）。相关成果以“TiO2-based Surface-Enhanced Raman Scattering bio-probe for efficient circulating tumor cell detection on microfilter“为题发表在Biosensors and Bioelectronics，2022，210：114305（https://doi.org/10.1016/j.bios.2022.114305）。此外，纳米生物材料团队开发了生物相容性较好、具有选择性增强特性、光谱稳定性强的半导体氧化银SERS纳米生物探针，应用于外周血样的循环肿瘤细胞检测。该研究先利用淋巴细胞分离液对外周血样中的血细胞进行分离，排除红细胞和白细胞对SERS检测的干扰，再通过叶酸修饰的SERS生物探针靶向识别血样中的肿瘤细胞，从而实现外周血样中单个循环肿瘤细胞的原位精准检测。肺癌患者外周血样的有效准确检测也证明了Ag2O基SERS生物探针具有优异的临床应用前景（图3）。相关成果以”Octahedral silver oxide nanoparticles enabling remarkable SERS activity for detecting circulating tumor cells”为题发表在Science China life science，2022，65: 561-571（https://doi.org/10.1007/s11427-020-1931-9）。图3 Ag2O基SERS生物探针用于肿瘤细胞检测为了进一步研发高SERS活性的半导体纳米材料，纳米生物材料团队联合北京航空航天大学郭林教授团队，通过制备多孔ZnO纳米片，在材料表面引入大量缺陷态，提高了ZnO材料的SERS增强因子，并发现一种低温增强半导体SERS活性的方法，低温可以有效削弱晶格的热振动，从而减少声子相关的非辐射跃迁复合，能够有效促进表面缺陷态能级相关的电子跃迁，展现出了低温SERS生物传感的应用潜力（图4）。相关成果以”Low temperature-boosted high efficiency photo-induced charge transfer for remarkable SERS activity of ZnO nanosheets”为题发表在Chemical Science,2020, 11, 9414（https://doi.org/10.1039/d0sc02712j）。图4 半导体材料低温SERS效应基于上述开发的系列SERS纳米生物探针，通过与浙江省肿瘤医院邵国良主任医师团队合作，SERS探针能够有效用于临床病人外周血样中的乳腺癌、肝癌和肺癌循环肿瘤细胞的准确检测，已完成180例不同癌种临床样本有效检测，检测灵敏度可以达到单细胞水平，检测准确度可达90%以上。进一步的研究发现，SERS生物探针可有效区分不同亚型的乳腺癌肿瘤细胞，实现乳腺癌分子分型鉴定检测（专利申请号：202110745849.1、202210148829.0、202210425260.8）。

纳米火箭可以自行组装成微型球体并使用过氧化氢作为燃料 这种技术或将帮助进行体内配药 1966年的电影《奇异的旅程》中描述了一艘微型飞船，它进入一位科学家的体内帮助治疗血栓 　　北京时间3月1日消息，据英国《每日邮报》报道，科幻题材再一次在科学家们努力下变成了现实：他们制造出了纳米火箭!就像是上世纪60年代电影《奇异的旅程》中的情节，这种纳米火箭有朝一日或许也将在人体内执行医疗任务。这种微型设备已经由荷兰奈梅亨大学的研究人员开发出来，他们认为这种技术将有望为患者带来福音。　　科学家们表示：“我们认为这是第一种现实可用的纳米电机。”首席科学家詹赫斯特(Jan van Hest)说：“我们的纳米火箭基于简单的设计，即聚合物泡囊，这是一种球形胶囊。”他说：“我们可以在这些胶囊内配置不同的内容物分子，将其和外部的标记分子，功能酶或肽段相匹配，如此一来我们将有望开启一些实际应用，如帮助在人体内递送药物等等。”　　纳米粒子的大小比细菌体型小10倍，它们可以自行组装成微型球体并使用过氧化氢作为燃料。铂纳米颗粒分解时会生成氧气和水，并同时释放出能量，推动“小火箭”前进。研究人员在《自然-化学》上撰文写道：“这将产生快速的排放作用，包括推力和定向运动。”　　然而，在这种新技术投入实际应用之前，还有一些困难需要去解决。首先过氧化氢是会耗尽的，因此这种小火箭需要能够自动补充燃料，并且它本身对于人体组织是有毒的。科学家们还需要学习该如何操控它们在人体内运行。不过，纳米工程师，美国加州大学圣迭戈分校的约瑟夫王(Joseph Wang)告诉记者说，这是“一项通往‘奇异旅程’的关键一步。”

科技日报北京10月22日电 法国研究人员从居住在巴黎的儿童肺部发现了碳纳米管，这是碳纳米管首次在人体内被检测出来。　　由于具有超强韧性、重量轻和导电性能佳等特性，碳纳米管在诸如计算机、服装、医疗保健等领域显示出了巨大的应用潜力。但是，小鼠实验表明，注入碳纳米管可引起类似于由石棉引发的免疫反应，这让人们对碳纳米管的使用产生了一些疑虑。　　为此，巴黎萨克莱大学的法特希穆萨及其同事展开了研究。据《新科学家》杂志网站20日报道，他们分析了64个哮喘患儿气管中体液的样本，在所有样本中都发现了碳纳米管 而在取自另外5名儿童肺部的巨噬细胞中，也有碳纳米管存在。　　目前尚不清楚这些儿童肺部的碳纳米管含量水平以及它们的来源，虽然该研究小组在巴黎采集的灰尘和汽车尾气样本中也发现了类似的结构。　　穆萨指出，即使碳纳米管没有直接毒性，但它们的表面积较大，其他分子易于黏附，因而可能有助于污染物质深入到肺部并穿过细胞膜。他说，虽然他们的研究目的并不是要找出肺部存在碳纳米管与这些儿童的疾病之间有什么关联，但哮喘病人可能会因碳纳米管的存在而显得特别脆弱，因为他们的巨噬细胞清除“垃圾”的能力受损了。　　美国北卡罗莱纳州立大学的詹姆斯邦纳表示，应该谨慎对待碳纳米管被检测出一事，因为多年来针对空气污染的其他研究并没有发现碳纳米管。在他看来，这些结构，尤其是患者肺部细胞中的物质到底是什么，还存在很大的不确定性。　　至于潜在的健康影响，英国伦敦大学玛丽女王学院的乔纳森格里格认为，碳纳米管不可能具有像石棉纤维那样的致癌潜力，因为石棉纤维更大，容易被困在肺部组织内。他指出，即使人们吸入了碳纳米管，这也没什么新鲜的，化石燃料中可能就有碳纳米管，对此肯定还需要开展更多的研究。

p　　span style="font-family: 微软雅黑, " Microsoft YaHei" color: rgb(84, 141, 212) "找到有效攻克肿瘤的方法长期以来一直是研究人员追求的目标，最大的困难之一在于广泛存在的肿瘤异质性，不仅仅在肿瘤组织内部，即使是同一种肿瘤类型，在不同患者间也存在着极大的差异。最新的两项独立研究表明，科学家们可以从肿瘤患者自身找到个性化治疗癌症的方法---个性化的肿瘤疫苗，这两项研究成果同时发表在了《Nature》杂志上。/span/pp　　癌细胞在快速生长和增殖过程中，往往来不及修复DNA在复制过程中出现的错误，因此会出现许多新的突变蛋白，称之为肿瘤新抗原。早期研究认为绝大多数肿瘤新抗原所携带的突变本身对肿瘤细胞的生长并没有影响，属于可被忽略的副产物。随着研究深入，近期科学家发现即使同种癌症患者身上的突变都不尽相同，新抗原也有所差别，可作为特异的标记物被免疫细胞识别。而个性化肿瘤疫苗的原理正是在于：通过寻找每个患者特有的突变，做到对症下药。例如A、B两名患者都携带有p53的基因突变，但A患者同时携带x+y突变，而B患者则携带m+n突变 那么激活对抗“x+y”的免疫细胞，对携带“m+n”突变的癌细胞可能是无效的。因此，肿瘤疫苗通过发现患者体内特异性表达的肿瘤新抗原，继而个性化激活免疫系统，实现真正的个体化精准治疗。/pp　　strong研究成果为肿瘤治疗带来新希望/strong/pp　　来自美国波士顿Dana-Farber癌症中心和德国美因茨大学的两个研究团队最近展示了肿瘤“个性化疫苗”在临床上取得的重大突破，并分别在《Nature》上发表了题为" An immunogenic personalneoantigen vaccine for patients with melanoma" 和" Personalized RNA mutanome vaccines mobilizepoly-specific therapeutic immunity against cancer" 的成果文章。/pp　　两个项目都是首先对患者肿瘤组织样本进行取样测序，并分别使用独特算法预测哪些突变最有可能引起免疫反应。然后分别开发出了以多肽片段和RNA为基础的疫苗，并在晚期黑色素瘤3期或4期的中晚期复发高危人群身上展开了研究。/pp　　在来自Dana Farbar研究所的Wu博士带领的团队中，研究人员为每位患者量身定制了包括13-20种不同的含有新抗原的多肽疫苗(图1，ref 1)。常规临床数据显示该类晚期肿瘤的复发率高达50%，而结果显示6位患者中，4位患者在接受疫苗两年后没有出现复发迹象。另外2名患者出现了复发迹象，但是在接受了PD-1抗体药物治疗后获得了完全缓解。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/f8c2ddb0-5a4d-49ee-90bc-547a288794e7.jpg" title="1.jpg" width="600" height="698" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 600px height: 698px "//pp style="text-align: center "图1:Generation of a personal, multi-peptide neoantigen vaccine for patients withhigh-risk melanoma./pp　　类似结果在另一组研究中也被发现。由Ugur Sahin教授率领的美因茨大学团队为每位患者研发了含有不超过10种不同的编码新抗原的RNA片段(图2，ref 2)。13位受试者中，8位在接受疫苗后一年内没有出现复发迹象，其他5名患者在接受疫苗时肿瘤已经出现扩散，其中2名在接受疫苗后肿瘤缩小，另外1名患者在接受PD-1抗体药物后得到完全缓解。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/e79b67fe-bc30-4345-96a6-31db88a84a0d.jpg" title="2.jpg" width="600" height="346" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 600px height: 346px "//pp style="text-align: center "图2: Vaccine design,manufacturing and clinical study procedure./pp　　上述两项研究在临床上都取得了突破性的进展，有望为肿瘤治疗开启新的研究方向，但是目前该方法还面临着一些挑战，最主要的问题之一是生产疫苗的时间。Wu博士表示如何缩短疫苗生产时间是进一步研究的主要方向。/pp　　一个关键影响因素是如何从测序的海量信息中快速确认最有可能引起免疫反应的突变位点，并对肿瘤DNA样本进行准确鉴定和评估。在" An immunogenic personalneoantigen vaccine for patients with melanoma" 项目中，研究人员利用Biomark HD系统和genotyping实验体系对正常和肿瘤组织中的95个SNP位点进行了多样本多位点的高通量检测分析，为样本的准确性、靶点的挑选和确认提供了进一步的信息。/pp　　另一个关键因素是对疫苗临床疗效的评估，从而筛选出最有效的疫苗进行接种。在" Personalized RNAmutanome vaccines mobilize poly-specific therapeutic immunity againstcancer" 文章中，研究人员利用Biomark HD系统和基因表达芯片对接种疫苗前、后肿瘤样本中的免疫基因表达水平变化进行了细致分析，从细胞因子、信号转导、表型和代谢机理等多角度对疫苗疗效进行综合评估(图3，ref 2)。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/d95a611c-f2e4-4159-b646-7ed5e0276999.jpg" title="3.jpg" width="400" height="816" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 816px "//pp style="text-align: center "图3: Differential gene expression patterns comparingpre- and post-vaccination tumour samples/pp　　strong工欲善其事必先利其器/strong/pp　　来自Parker癌症免疫疗法研究院的研发副总裁Fred Ramsdell博士指出：“这两项研究在本质上最大限度地提高了对仅在单个患者肿瘤细胞上表达的蛋白的反应，这就像你接受了一种针对只会感染你的流感病毒的疫苗。”/pp　　该研究的前景是非常可观的，而在进一步开发成熟产品并在未来进行规模化生产的过程中，准确、高效、易操作等因素是必不可少的。上述两项研究中，科研人员在研究的不同阶段分别引入了Fluidigm 公司的Biomark HD系统进行基因分型和表达的分析，为产品研发提供了大量的数据基础。/pp　　该系统作为成熟的高通量基因分析系统，可进行多样本、多参数的基因分析，例如可对多达96个患者样本、每个样本96个位点进行同时检测，因此可对肿瘤患者体内的免疫反应进行综合评估，获得全面、细致的表达图谱，从而在快速鉴定个性化突变的基础上找到最为有效的靶点间排列组合。/pp　　肿瘤疫苗理论上同样适用于其他癌症的治疗，而不同肿瘤类型、不同患者之间基因表达和突变情况广泛存在着差异。利用Biomark HD系统和配套的微流控芯片，可根据实际情况灵活更换或搭配实验体系中的待测位点，减少了对实验设计的限制。/pp　　目前这两种疫苗都已进入后续研发阶段，两个团队分别成立了公司并正在进行更大规模的I期临床实验。随着规模的扩大，时间和成本控制也是需要考虑的因素。Biomark HD系统可在4小时内实现近万个数据点的分析，并将每个反应控制在纳升(nl)级体系内，大幅降低了试剂的使用成本。/pp　　同时，Fluidigm公司开发出了“Advanta™ Immuno-OncologyGene Expression Assay”检测试剂盒，涵盖了170个与肿瘤免疫相关的基因和5个housekeeping基因。其中包括91个在肿瘤免疫反应中起重要作用的关键基因，这些基因在全球范围内被广泛报道与多种肿瘤的生长和依赖于检测点的治疗反应相关。另外公司通过与世界顶尖实验室和大型制药企业合作，进一步开发了74个肿瘤免疫标记物，帮助用户进行快速全面的指标筛选。除此之外，panel中还包含有开放位点，可以实现个性化实验设计。/pp　　Reference：/pp　　1. Ott PA, et al., Animmunogenic personal neoantigen vaccine for patients with melanoma. Nature(2017) doi: 10.1038/nature22991./pp　　2. Sahin U, et al., Personalized RNA mutanome vaccines mobilize poly-specific therapeuticimmunity against cancer.Nature (2017) doi:10.1038/nature23003./p

今年年初，上海浦东江森自控工厂非法排污，导致附近32人血铅含量超标，15人住院，其中一名儿童血铅超标最严重，达到497微克/升，经治疗，血铅虽然恢复到正常水平，但是对这名儿童智力的损害已经无法逆转。铅是已知毒性较大、累积性也较强的重金属之一，若长期蓄积于人体，将严重危害神经、造血及消化系统。然而近年来，我国儿童铅中毒事件频发，“铅”这一重金属也成为家长们谈虎色变的字眼。那么，铅存在于何处?它对儿童有着怎样的危害?出现血铅超标又该怎么办呢?　　对儿童的危害大于成人　　医学界公认，由于儿童处于成长发育中，在受到铅等重金属危害时，更容易造成神经系统等方面的损害，儿童对铅的吸收率约为成人的5倍，而排铅能力只有成人的30%。也就是说同等接触剂量条件下，儿童受伤害程度明显超过成年人。　　据首都医科大学附属北京朝阳医院职业病与中毒医学科主任郝凤桐介绍，铅主要经过呼吸道和消化道吸收。对于成人来说，铅经胃肠道吸收通常不完全，平均为摄入的10% 而儿童消化道吸收可以达到50%，再加上就身体体积而言更大的空气吸入量，总的铅吸收比率约比成人多3倍。儿童铅中毒可伴有某些非特异的临床症状，如腹隐痛、便秘、贫血、多动、易冲动等。当血铅浓度等于或高于700微克/升时，可伴有昏迷、惊厥等铅中毒脑病表现。同时，铅对智力的影响不容忽视，国内最新研究成果显示，儿童体内血铅浓度超过100微克/升，智商指数就会下降10—20分。　　众多孩子“被排铅”　　面对如此之多的危害，一些学校和幼儿园便做起了“假检测、真推销”的买卖。今年5月，媒体就曾爆出深圳市龙岗区龙湖学校学生集体铅超标事件，学校以学生头发进行微量元素检测，检查结果竟然是全部铅超标，之后学校便推荐家长买所谓的排铅保健品。无独有偶，去年年底，湖北枣阳张先生的女儿所在的幼儿园，通过武汉润生人体营养医学与生物工程研究中心，用头发免费检测学生的铅含量。然后，该中心就推荐家长买太阳花排铅颗粒等产品，一个疗程要几百元，可张先生带着孩子到医院一查，铅指标却是正常。　　记者连日来走访了北京的多所幼儿园，其中，西城区棉花胡同幼儿园和东城区永东幼儿园的负责人都表示：“绝不可能有这样的事情发生，我们给孩子做过铅含量的检查，但是都是查血，而且结果都是由正规医院出具的。”记者随即走访了几位正在接孩子的家长，他们表示，对由学校或幼儿园牵头给孩子做的检查并不怀疑，如果真的面对推销产品的现象，也会抱着试一试的心态购买。然而，当记者问到是否知道铅含量究竟如何检测时，很多家长对此一无所知。　　血铅是检测的“金标准”　　头发检测是否可作为体内含铅量多少的依据?铅中毒的标准又是什么呢?郝凤桐主任给我们揭开了谜底：医学在对铅的研究过程中，逐步形成了儿童和成人两个不同的铅中毒诊断、处理技术体系。　　人们判断成人铅中毒，首先需要确认是否存在神经系统、消化系统及血液系统的损害，在临床病症的基础上，结合血铅、尿铅超标情况综合判定。而目前对儿童铅中毒的判定，基本不考虑是否存在神经系统、消化系统及血液系统损害的阳性体征，仅仅以血铅，也就是血液检查，作为诊断的“金标准”，儿童血铅含量超过 100微克/升，即为铅中毒。　　郝凤桐主任强调，血铅主要用于儿童铅中毒的诊断。血铅检查属于针对微量元素的定量检测，对于检测条件有严格要求。诊断儿童铅中毒，需要二次静脉血检测结果作为诊断依据，达不到卫生部血铅临床检验技术规范各项要求的医疗机构，不能开展血铅检测。因此，那些采用头发或其他方法检测铅是否超标的方法都不可靠。　　排铅治疗因中毒程度而异　　郝凤桐主任表示，儿童铅中毒的治疗要依据静脉血铅水平进行，轻度铅中毒时只需要患者脱离铅污染源，并进行卫生指导和营养干预即可。如教育孩子养成勤洗手的好习惯，特别要注意在进食前洗手 勤帮孩子剪指甲，指甲缝是特别容易藏匿铅尘的部位 经常清洗孩子的玩具和其他一些有可能被孩子放到手中、口中的物品 空腹时铅在肠道的吸收率会成倍增加，所以要让孩子定时进食 保证日常膳食中含有足量的钙、铁、锌等 多吃奶制品、豆制品、海产品、血制品。　　中度和重度铅中毒除了注意上述事项外，还必须加以驱铅治疗，通过驱铅药物与体内铅结合并排泄，以达到阻止铅对机体产生毒性作用。目前医学上主要采用依地酸钙钠药物注射，一周左右便可缓解症状。　　儿童铅中毒的原因多种多样，但郝凤桐主任认为，环境污染是根本原因，其中包括工业污染和生活污染，如工业废弃物排放、汽车尾气、家庭装修等。此外，使用劣质蜡笔及水彩笔、使用成人化妆品、过多食用松花蛋、爆米花、薯片等含铅量高的食物，也可能导致儿童铅中毒。他表示，通过环境干预、开展健康教育、有重点地筛查和监测，可以预防和早发现、早干预铅中毒。即使需要药物治疗，也要到正规医院就诊，切不可相信所谓的排铅保健品和民间偏方。 　　把握现在就是把握孩子的未来　　儿童铅中毒的根本病因是环境污染。我国是一个发展中国家，部分地区在权衡经济发展与环境保护的均衡尺度上，往往侧重于经济增长方面的考虑，而忽视了环保的重要性。一些高耗能、高污染企业因此获得生存空间，在一些经济欠发达地区受到追捧，当地也以这些“利税大户”为荣。　　杜绝儿童群体铅中毒事件，是一项社会任务。政府部门应加强对重工业企业的监测，同时，存在铅污染的企业，应当履行企业的社会责任，加大投入，自觉做好环保工作，同时配合环保部门开展经常性环保检测，防患于未然。这既是企业履行社会责任的体现，也是企业发展步入良性循环的必由之路。此外，医疗卫生部门也应加大对正确检测血铅、预防铅中毒知识的普及。只有在全社会层面规范各自的职责和行为准则，才有可能杜绝儿童铅中毒的泛滥。把握好现在就是把握好孩子的未来。

质谱成像用于可视化斑马鱼体内富勒醇的组织分布 碳纳米材料和纳米技术设备的应用日益广泛，而纳米颗粒具有潜在生物活性，可能会干扰正常的生物系统，从而引起公众对纳米颗粒潜在风险的关注。碳纳米材料在水生生物体内的累积、食物链的营养传递和生物放大潜力是其生态风险评价的重要环节。富勒醇是一种碳纳米材料，可通过水相暴露和食物链在大蚤体内累积，表明其对生态系统有潜在的不利影响，引起人们对富勒醇环境毒理学研究的关注。 本研究选择斑马鱼作为实验对象，利用基质辅助激光解吸电离成像质谱(MALDI-TOF-IMS）研究富勒醇纳米颗粒通过水相暴露途径在斑马鱼不同组织内的空间分布。 1. 成像质谱显微镜测试条件将冷冻斑马鱼组织包埋在0.1g/L明胶中进行冷冻切片，厚度为20 μm，将组织切片放置在ITO导电载玻片上，干燥40 min后进行成像质谱分析。采集参数如下：采集模式，正离子模式 采集范围m/z 500-1000；检测器电压，1.80 kV。激光直径10 μm，频率1000 Hz，强度30。 2. 基于成像质谱显微镜的组织成像研究2.1富勒醇纳米颗粒的MALDI-TOF质谱分析对富勒醇纳米颗粒的离子化条件进行摸索，a-氰基-4-羟基肉桂酸(CHCA）和2,5-二羟基苯甲酸（DHB）是用于多肽、脂质、碳水化合物、蛋白质分析的常用基质。富勒醇纳米颗粒在使用CHCA与DHB作为基质检测时，未获得对应分子离子峰。富勒醇纳米颗粒对电离源中激光有较强的吸收，并促进电离，实验证明富勒醇纳米颗粒在正离子模式下产生C60+ 离子。因此，本研究中可采用激光解吸离子化方式(LDI)直接检测富勒醇纳米颗粒。图1显示了正、负离子模式下富勒醇纳米颗粒的质谱图，m/z 720.0和721.0离子分别对应C60+和[C60+H]+。其它离子可能与碳笼的光致电离片段对应，如C58+ (m/z 696.0)、C56+ (m/z 672.0)、C54+(m/z 648.0)、C52+ (m/z 24.0)、C50+ (m/z 600.0)、C48+ (m/z 576.0)、 C46+ (m/z 552.0)、C44+ (m/z 528.0)、C42+ (m/z 504.0)。C2基团丢失是C60分子离子的特征裂解方式。根据上述结果，选择m/z 720.00和721.00作为特征离子进行质谱成像分析。图1 富勒醇纳米颗粒的MALDI-TOF质谱图：a）负离子模式，b）正离子模式，c）b图的局部放大 2.2 斑马鱼组织中富勒醇纳米颗粒的质谱成像分析对富勒醇纳米颗粒暴露的斑马鱼组织切片进行MALDI-TOF-MSI分析，获得不同组织中的分布信息。研究显示富勒醇纳米颗粒在鱼鳃的分布最多，其次是肠、肌肉和脑。 富勒醇纳米颗粒在鱼鳃中主要分布在鳃丝部分。同时观察到富勒醇纳米颗粒存在于肠壁组织。肠腔内吸收细胞的游离端-细胞质内的胞饮囊泡为富勒醇纳米颗粒进入肠壁细胞提供可能，从而为富勒醇纳米颗粒进入循环系统和通过肠血途径进一步进入体内其他组织提供先决条件。 肌肉组织中富勒醇纳米颗粒的存在表明其可通过循环系统运输到肌肉组织。此外，在脑部也观察到富勒醇纳米颗粒信号，表明富勒醇纳米颗粒可最终通过循环系统并穿透血脑屏障到达脑部。 富勒醇纳米颗粒在斑马鱼组织中的分布差异可能与暴露途径有关。鳃是呼吸、渗透调节和排泄的场所，是直接接触和吸收周围水中污染物的器官。水相暴露导致鳃直接接触和吸收暴露溶液中的富勒醇纳米颗粒；此外生物组织的独特结构如血脑屏障等也可能影响富勒醇纳米颗粒的分布。因此，从毒性风险的角度分析，鳃是最危险的暴露组织。 图2 斑马鱼组织切片中富勒醇纳米颗粒的MALDI-TOF质谱成像图：分别显示在鳃、肠、脑和肌肉组织中的分布 本研究详细内容已正式发表于Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2020, 412: 7649-7658. 文献题目《Visualization of the tissue distribution of fullerenols in zebrafish (Danio rerio) using imaging mass spectrometry》 使用仪器岛津iMScope TRIO 作者Qiuyue Shi1,2 , Cheng Fang3,4 , Zixing Zhang1 , Changzhou Yan1 , Xian Zhang1 1 Key Laboratory of Urban Environment and Health, Institute of Urban Environment, Chinese Academy of Sciences, Xiamen 361021, China2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China3 Global Centre for Environmental Remediation, University of Newcastle, Callaghan, NSW 2308, Australia4 Cooperative Research Centre for Contamination Assessment and Remediation of the Environment, University of Newcastle, Callaghan, NSW 2308, Australia