Cell子刊：夏宇飛團隊提出“機械免疫療法”新范式，鉆孔激活樹突狀細胞

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

免疫療法利用宿主受體信號傳導來調節先天免疫并觸發針對感染和慢性疾病的適應性反應。目前的方法主要利用生化線索，例如 TLR 激動劑或 STING 激活劑來啟動免疫激活。盡管機制已十分明確，但新型分子面臨嚴格的監管和高昂的研發成本，阻礙了免疫療法向臨床的轉化。為克服這些挑戰，利用來自成熟且特征明確的平臺的物理線索，特別是細胞機械感知（mechanosensing），正成為激發免疫反應的補充途徑。

2025 年 12 月 10 日，中國科學院過程工程研究所夏宇飛團隊在 Cell 子刊Cell Biomaterials上發表了題為：Drilling dendritic cell activation: Engineering interfacial mechano-biochemical cues for enhanced immunotherapy 的研究論文。

該研究通過將鋁佐劑重構為顆粒穩定型皮克林乳液，實現了與樹突狀細胞膜的界面直接作用，從而激活 PIEZO1 介導的機械信號轉導。這種界面力學與生物化學信號的雙重調控策略，顯著增強了樹突狀細胞活化、抗原交叉呈遞和 Th1 極化免疫應答。

該研究提出了“機械免疫療法”（mechano-immunotherapy）新范式，通過融合材料科學與免疫學，成功解鎖了臨床佐劑的免疫潛能。由于該體系基于已獲批的鋁佐劑并通過物理重構實現，有望為推動機械優化的疫苗和樹突狀細胞療法的臨床轉化提供新路徑。

免疫療法的一個關鍵挑戰是，在不引入會引發監管障礙的新型分子實體的情況下增強免疫反應。雖然已獲批佐劑的尺寸、形狀和組成已得到優化，但其機械性能仍未得到充分探索。

在這項最新研究中，研究團隊通過設計鋁佐劑穩定型皮克林乳液（ASPE），重新利用已獲批的鋁佐劑（明礬），以協同機械（PIEZO1）和生化（TLR4）信號。ASPE 具有界面明礬和最佳剛性，其特點是在內吞過程中能促進與樹突狀細胞（DC）的接觸面積擴大，傳遞局部應力，從而激活 PIEZO1 介導的鈣離子/絲裂原活化蛋白激酶（Ca2+/MAPK）信號通路。這增強了抗原交叉呈遞和 Th1 免疫。在老年小鼠的水痘-帶狀皰疹病毒疫苗模型中，共遞送 TLR4 激動劑（MPLA）進一步增強了免疫原性，效果優于鋁佐劑+MPLA（AS04）。

在抗原脈沖樹突狀細胞療法聯合 PD-1 阻斷治療中，經 ASPE-M 處理的樹突狀細胞所實現的腫瘤抑制效果是基于腫瘤裂解物-M 的臨床方法的 2.11 倍。

該研究的核心發現：

• 通過皮克林乳液設計實現的重構鋁佐劑作為界面機械佐劑；

• ASPE 能夠直接與樹突狀細胞膜進行界面接觸；

• 通過 PIEZO1-鈣-MAPK 信號轉導的機械刺激可重新編程樹突狀細胞；

• 機械感知和 TLR4 的雙重激活增強 Th1 和記憶免疫反應。

這些發現證明了調整已獲批材料的界面力學特性如何能夠解鎖具有轉化潛力的機械免疫療法（mechano-immunotherapy）。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell-biomaterials/fulltext/S3050-5623(25)00272-7