聚合物化超顺磁性抗原呈递细胞淋巴细胞捕获技术：富集肿瘤反应性T细胞及新抗原鉴定的突破

为解决抗原特异性T细胞捕获中存在的灵敏度与特异性难以兼顾、活细胞探针抗原呈递不可控等问题，台湾中央研究院团队开发了聚合物化抗原呈递细胞(pAPCs)平台。通过细胞内聚合稳定细胞膜界面，结合超顺磁性纳米颗粒，实现了基于免疫突触(IS)形成的仿生淋巴细胞捕获。该技术能高效富集肿瘤微环境中稀缺的肿瘤反应性T细胞，显著提升过继性T细胞疗法效果，并为新抗原鉴定提供新策略。研究成果发表于《Nature Communications》，为精准免疫治疗提供了模块化工具。

　　

在癌症免疫治疗领域，如何精准捕获稀缺的肿瘤反应性T细胞一直是重大挑战。传统方法如多聚化MHC复合物(pMHC)探针虽能提高结合亲和力，却面临灵敏度与特异性的固有矛盾；而活细胞探针又受限于抗原加工不可预测性和MHC分子持续更新。这些瓶颈严重制约了过继性T细胞疗法的疗效提升和新抗原鉴定效率。

台湾中央研究院的研究团队另辟蹊径，开发出聚合物化抗原呈递细胞(pAPCs)技术。通过光引发细胞内聚合反应，将超顺磁性纳米颗粒(SPION)与抗原呈递细胞(JAWSII树突状细胞)融合，创造出兼具细胞膜生物学特性和材料稳定性的"细胞-凝胶"杂交体。这种创新平台不仅能模拟天然免疫突触(IS)形成机制，还通过动力学驱动的肽段置换实现抗原的模块化精准呈现。研究成果发表于《Nature Communications》，为肿瘤免疫治疗提供了突破性工具。

关键技术包括：(1)光聚合制备磁化pAPCs，保留MHC-I、CD80/CD86等关键表面分子；(2)动力学肽置换实现抗原持久呈递；(3)免疫突触介导的T细胞捕获与磁分离；(4)利用HLA-A*02:01单等位基因工程细胞构建人源化平台；(5)通过LDH细胞毒性实验和体内肿瘤模型验证功能。

制备具有保留生物膜界面的磁化pAPCs
研究团队采用575 Da聚乙二醇二丙烯酸酯单体，通过蓝光敏感光引发剂(LAP)实现树突状细胞胞内聚合。透射电镜证实60 nm PEG化SPION成功内化，使80% pAPCs具备超顺磁性。关键发现是：聚合后的细胞在冻干储存180天后，仍完整保留H-2K^b、ICAM-1等免疫突触形成必需分子，且内毒素含量低于检测限。

动力学驱动肽置换实现模块化抗原呈递
突破性采用高浓度短肽脉冲(2 mg/mL, 1分钟)替代传统抗原加工途径，实现SIINFEKL/H-2K^b的完全置换。相比活细胞抗原呈递随时间衰减的特性，pAPCs能持久展示抗原——即便对低亲和力肽段如HPV E6_48-57(IC₅₀=9.43×10^-4 mg/mL)也能通过浓度梯度置换实现稳定呈递。CD69激活实验证实，PB1_703-711置换后的pAPCs可特异性激活疫苗接种小鼠的CD8⁺ T细胞。

pAPCs与T细胞形成稳定免疫突触
共聚焦显微镜首次捕捉到pAPCs与OT-I T细胞间典型的超分子激活簇(SMAC)结构：中心区富集TCR-pMHC(cSMAC)，外周环分布LFA-1-ICAM-1(pSMAC)。图像分析显示界面处F-actin荧光强度较周边高4倍(P<0.0001)，并观察到典型的膜分子转移(胞啃作用)。时间推移成像证实，这种主动结合可抵抗磁场诱导的流体剪切力。

系统优化淋巴细胞捕获参数
在10% OT-I T细胞模型中，0.25×10⁶ cells/cm²密度和2小时孵育为最佳条件，捕获后经15分钟非特异性T细胞解离可使纯度提升至80%。冻存半年的pAPCs仍保持90%以上捕获效率，凸显技术稳定性。

突破亲和力-特异性权衡困境
与pMHC功能化磁珠对比实验显示：当表面pMHC密度达2×10⁴/μm²时，磁珠虽捕获更多T细胞但完全丧失特异性；而pAPCs在0.1%稀有T细胞模型中仍保持300%富集倍数，验证了免疫突触主动识别机制的优势。

肿瘤治疗与新抗原鉴定应用
在E.G7-OVA荷瘤小鼠中，pAPCs富集的T细胞使肿瘤体积缩小67%(P=0.0074)，显著优于传统方法。更突破的是，该技术首次从MC38模型检出Adpgk/Reps1新抗原特异性T细胞——这些用传统tetramer无法检测的稀有细胞群，经pAPCs富集后信号增强8倍。

人源化平台临床转化潜力
采用CRISPR编辑的HLA-A*02:01单等位基因HEK293T细胞构建的pAPCs，成功从CMV感染者PBMCs中富集32% pp65特异性T细胞；在HLA转基因小鼠模型中，MART-1-pAPCs捕获的T细胞对黑色素瘤细胞C32的杀伤效率提升3倍。

这项研究开创性地将材料科学与免疫学交叉融合，解决了抗原特异性T细胞分离的三大核心难题：通过胞内聚合实现膜界面稳定化，利用动力学置换克服抗原呈递不可控性，借助免疫突触机制突破亲和力-特异性矛盾。不仅为过继性细胞治疗提供了标准化、可存储的"即用型"捕获平台，更通过人源化设计展现出临床转化潜力。特别值得注意的是，该技术能检出传统方法无法捕捉的新抗原反应性T细胞，为个性化癌症疫苗开发开辟了新途径。冻干后长达半年的稳定性，使其在资源有限地区的应用成为可能，预示着肿瘤免疫治疗可及性的重大进步。