Adv Sci：白鹏利/李迎辉开发新型贵金属纳米颗粒标签，大幅提升灵敏度，精准捕捉白血病患者关键免疫检查点

免疫检查点是抗肿瘤免疫应答的关键调控分子，阻断免疫效应细胞上的免疫检查点可重新激活抗肿瘤免疫。新近证据表明，程序性死亡受体 1（PD‑1）、细胞毒性 T 淋巴细胞相关抗原 4（CTLA‑4）抑制剂与去甲基化药物（HMAs）联合治疗可能使复发型急性髓系白血病（AML）及高危骨髓增生异常综合征（MDS）患者获益。

然而，仍有相当一部分 AML 患者对这类靶向治疗耐药，这提示亟需全面解析免疫检查点调控机制，并鉴定新的治疗靶点或联合阻断策略，以提高基于免疫检查点的 AML 治疗效果。质谱流式（MC）是一项前沿生物分析技术，可在单细胞分辨率下进行高维表型分析，是急性白血病免疫检查点谱分析的理想平台。但目前MC金属标签体系存在技术瓶颈，制约了其在生物医学研究与临床实践中的更广泛应用。

目前的MC金属标签通常是金属螯合聚合物（MCP），每个标签仅携带20–50个金属原子。鉴于质谱流式的离子传输效率仅为 10⁻⁵~10⁻⁴，需要数百个 MCP 结合到单个细胞才能产生可检测信号。迄今为止，研究者已尝试多种纳米颗粒（NP）材料以负载更多重金属原子，从而提高质谱流式检测灵敏度。

尽管这些纳米颗粒所含原子数是 MCP 试剂的数百至数千倍，其质谱流式检测信号仅实现了有限的放大。目前最成功的纳米金属标签为聚乙二醇（PEG）修饰的 12 nm NaHoF₄颗粒，可在直接检测 THP‑1 细胞表面 CD14 分子时实现 30 倍信号增强。同时，这类纳米颗粒的低产率进一步降低了同位素利用率。开发具有高同位素利用率的新型金属标签合成策略仍面临挑战。

贵金属纳米聚集体可实现单个颗粒极高的原子载量，是理想的金属标签候选材料。197Au 天然丰度为 100% 且在生物体内含量极低，非常适用于质谱流式单细胞分析。前期研究表明，金纳米颗粒（AuNP）可被细胞内吞并被质谱流式检测。链霉亲和素偶联的 AuNP 可作为基于微球的细胞因子免疫分析报告分子。

抗体偶联 AuNP 用于单细胞生物标志物检测尚未见报道，这可能与细胞表面复杂的微环境有关。铂纳米颗粒（PtNP）不仅含有大量铂原子，还具备抗污界面性能，是理想的质谱流式单细胞免疫表型分析试剂。更重要的是，AuNP（或PtNP）通过成熟的还原HAuCl₄（或H₂PtCl₆）方法合成，产率接近100%，且合成规模可精准调控，最大限度提高同位素材料利用率。

贵金属纳米颗粒质谱标签的合成及AuNP/PtNP/MCP抗体偶联物混合体系用于SMC与IMC检测的示意图（摘自Advanced Science）

本研究提出一种基于金、铂纳米颗粒的新型质谱流式单细胞金属标签制备策略，通过简单还原反应合成，同位素利用率接近100%，其灵敏度显著高于商业化MCP金属标签，且在单细胞悬液质谱流式（SMC）与成像质谱流式（IMC）中均与其他质谱流式试剂具有良好兼容性。

将这些贵金属纳米颗粒与抗体偶联，并进一步用不同长度、不同官能团的PEG衍生物修饰，以提高其与细胞的特异性结合性能。随后将Au/PtNP‑抗体偶联物用于基于高低表达水平的T细胞亚群表型分型，以验证其灵敏度与特异性。最后，利用AuNP与PtNP标记的抗TIGIT、抗OX40抗体，联合22种MCP标签，对19例AML患者及13例健康供者（HD）样本进行分析，鉴定出3种具有显著差异的T细胞亚群。

本研究证实，基于贵金属纳米颗粒的标签在实际生物医学应用中具有卓越的质谱流式应用潜力。