兩百年前，地球上最強(qiáng)的磁體不過(guò)是幾塊天然磁石，那是航海家手中的珍玩；兩百年后，人類早已習(xí)慣將自己包裹在電磁場(chǎng)中，從冰箱上的磁貼到醫(yī)院里的核磁共振儀（MRI），我們周圍的磁場(chǎng)強(qiáng)度早已是自然環(huán)境的百倍、千倍。

然而，在這個(gè)磁力縱橫的現(xiàn)代世界里，生物體似乎是個(gè)“絕緣體”。長(zhǎng)期以來(lái)，除了少數(shù)依靠地磁導(dǎo)航的動(dòng)物外，生物界的蛋白質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)幾乎毫無(wú)反應(yīng)，這也意味著我們可以安全地躺進(jìn)強(qiáng)磁場(chǎng)的 MRI 機(jī)器里掃描全身，而不用擔(dān)心身體內(nèi)部發(fā)生化學(xué)紊亂。

近日，生物技術(shù)初創(chuàng)公司 Nonfiction Labs 的首席執(zhí)行官理查德·富伊斯（Richard Fuisz）正式對(duì)外宣布：他們成功研制出了世界上第一個(gè)磁控抗體（Magnetically Controlled Antibody）。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它是一種抗體藥物，但多了一個(gè)隱形開(kāi)關(guān)，可以通過(guò)磁場(chǎng)，在患者體內(nèi)的任何位置，隨心所欲地開(kāi)啟或關(guān)閉它的活性。

（來(lái)源：領(lǐng)英）

過(guò)去的一年里，Nonfiction Labs 團(tuán)隊(duì)一直在隱身模式下為了攻克這一難題日夜奮戰(zhàn)。轉(zhuǎn)折點(diǎn)發(fā)生在去年九月下旬。在經(jīng)歷了一年高強(qiáng)度的篩選與工程化改造后，實(shí)驗(yàn)室終于獲得了第一批干凈且確鑿的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過(guò)特殊改造的抗體，在磁場(chǎng)的作用下表現(xiàn)出了明顯的活性變化。隨后的幾個(gè)月里，整個(gè)團(tuán)隊(duì)乘勝追擊，開(kāi)展了一系列密集的后續(xù)實(shí)驗(yàn)，將這些初步成果進(jìn)一步擴(kuò)展和穩(wěn)固。

要理解這項(xiàng)突破的含金量，首先要理解現(xiàn)代癌癥治療面臨的死結(jié)。

過(guò)去二十年，癌癥藥物研發(fā)主要依賴于尋找癌細(xì)胞表面的獨(dú)特標(biāo)記（抗原）。這一邏輯催生了包括赫賽汀（Herceptin）、利妥昔單抗（Rituximab）和可瑞達(dá)（Keytruda）在內(nèi)的免疫療法。但隨著時(shí)間推移，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，“低垂的果實(shí)”已經(jīng)被摘完了。

剩下的潛在靶點(diǎn)陷入了一個(gè)殘酷的悖論：要么太罕見(jiàn)，某些抗原僅存在于極少數(shù)患者身上，藥物開(kāi)發(fā)成本高昂且受眾極窄；要么太普遍，某些抗原既存在于腫瘤，也廣泛存在于健康組織。針對(duì)這類靶點(diǎn)的強(qiáng)效藥物往往伴隨著毀滅性的副作用，它們?cè)跉⑺腊┘?xì)胞的同時(shí)，也可能殺死病人。

以 HER2 為例，這是一個(gè)在乳腺癌中常見(jiàn)的抗原。雖然市面上已有赫賽汀等藥物，但由于 HER2 也表達(dá)于心臟等健康組織，治療往往伴隨著心臟毒性風(fēng)險(xiǎn)。醫(yī)生們夢(mèng)寐以求的，是一種既能利用這些強(qiáng)效靶點(diǎn)，又能完全規(guī)避全身毒性的方法。

“我們需要一種方法來(lái)控制藥物何時(shí)以及何地起效，”富伊斯說(shuō)。這正是 Nonfiction Labs 切入的賽道：利用磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物活性的體外遠(yuǎn)程控制。

事實(shí)上，利用磁鐵來(lái)控制治療藥物并非全新理念。早期的嘗試是將磁性鐵顆粒融合到目標(biāo)蛋白質(zhì)上�？梢酝ㄟ^(guò)外部磁鐵拖動(dòng)這些顆粒，將藥物集中在一個(gè)位置；或者利用交變磁場(chǎng)加熱顆粒，從而觸發(fā)下游效應(yīng)。

但這些方法效果并不理想。其物理機(jī)制站不住腳，效應(yīng)微弱，且早期的嘗試飽受實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的困擾。該領(lǐng)域一度停滯不前。

也有人嘗試過(guò)利用超聲波，即利用外部設(shè)備加熱藥物遞送囊泡，將其震碎以釋放藥物載荷。但是，即便精度有所提高，釋放出的藥物仍會(huì)流向其他健康組織。這些方法大多是在控制藥物在哪里釋放，但更棘手的問(wèn)題是控制藥物何時(shí)起效。

Nonfiction Labs 的核心技術(shù)源于一次被大多數(shù)人忽視的實(shí)驗(yàn)異常。

幾年前，聯(lián)合創(chuàng)始人瑪麗亞·英格拉莫（Maria Ingaramo）在谷歌旗下的抗衰老研究公司 Calico Labs 工作時(shí)，注意到一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：綠色熒光蛋白（GFP）在磁場(chǎng)存在時(shí)，其發(fā)光亮度會(huì)發(fā)生極其微弱的變化。在當(dāng)時(shí)的科學(xué)界，這種微乎其微的波動(dòng)通常被視為儀器噪音而被忽略。

但瑪麗亞沒(méi)有放過(guò)這個(gè)異常變化。她花了一年時(shí)間，利用定向進(jìn)化技術(shù)，對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行了無(wú)數(shù)輪的篩選與改造。每一輪，她都挑選出磁反應(yīng)稍強(qiáng)一點(diǎn)的變體。最終，她得到了一種磁反應(yīng)強(qiáng)到肉眼可見(jiàn)的蛋白質(zhì)變體。

這背后的機(jī)制涉及精妙的量子力學(xué)。正如哈佛大學(xué)生物物理學(xué)家亞當(dāng)·科恩（Adam Cohen）近期在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（JACS）上所解釋的[1]，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)受激時(shí)，電子會(huì)重新組合。磁場(chǎng)通過(guò)改變電子自旋的狀態(tài)（平行或反平行），影響了電子重組的效率，從而改變了蛋白質(zhì)的熒光強(qiáng)度。

瑪麗亞不僅證明了這種量子效應(yīng)在生物體內(nèi)是可以被放大的，更重要的是，它是可以被工程化的。

2021 年，富伊斯遇到了瑪麗亞，當(dāng)時(shí)磁控療法的工作尚未開(kāi)始。當(dāng)她的實(shí)驗(yàn)證明蛋白質(zhì)可以被改造成對(duì)磁鐵有反應(yīng)時(shí)，理查德自然而然地提出了下一個(gè)問(wèn)題，還有什么可以通過(guò)這種方式控制？

答案是抗體。

兩人隨后創(chuàng)立了 Nonfiction Labs，并開(kāi)始構(gòu)建他們所謂的“磁性抗體”。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將瑪麗亞的磁反應(yīng)蛋白部件粘合到抗體上，使抗體的結(jié)合親和力隨磁場(chǎng)變化。無(wú)磁場(chǎng)時(shí)，抗體處于閉合或高親和力狀態(tài)（或者相反，取決于設(shè)計(jì)）；有磁場(chǎng)時(shí)，外部磁場(chǎng)改變了蛋白模塊的構(gòu)象，從而像開(kāi)關(guān)一樣瞬間改變抗體與癌細(xì)胞結(jié)合的能力。

在最新的實(shí)驗(yàn)中，他們不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)抗體結(jié)合力的可逆控制，甚至還實(shí)現(xiàn)了對(duì)酶催化活性的磁控開(kāi)關(guān)。這意味著，未來(lái)的藥物可以在患者血液中安全地循環(huán)數(shù)周，完全惰性，直到醫(yī)生在腫瘤位置施加特定的磁場(chǎng)，藥物才會(huì)在局部瞬間激活，釋放致死劑量，而周圍的健康組織毫發(fā)無(wú)損。

“我們使用的磁場(chǎng)強(qiáng)度非常弱，小于 20mT，”富伊斯解釋道，“這比冰箱貼稍微強(qiáng)一點(diǎn)，但遠(yuǎn)弱于醫(yī)院里的 MRI 機(jī)器�！�

利用這種磁場(chǎng)來(lái)激活藥物具有天然的生物安全性。不產(chǎn)熱，與交變磁場(chǎng)或超聲波不同，靜磁場(chǎng)不會(huì)加熱組織，避免了熱損傷；無(wú)電場(chǎng)，不會(huì)產(chǎn)生干擾神經(jīng)系統(tǒng)的電場(chǎng)；深層穿透，只需幾磅重的釹磁鐵就能產(chǎn)生足以穿透人體深層組織的磁場(chǎng)，無(wú)論腫瘤藏得多深，磁力都能到達(dá)。

除了抗體，富伊斯還透露了另一項(xiàng)進(jìn)展：他們制造出了世界上第一個(gè)磁控?zé)晒馑孛�。熒光素酶是一種常見(jiàn)的發(fā)光酶。將其磁控化，意味著制造出了一個(gè)“磁控光開(kāi)關(guān)”。這為未來(lái)在人體深層組織中遠(yuǎn)程控制光遺傳學(xué)系統(tǒng)開(kāi)辟了一條直接的道路。

Nonfiction Labs 并非孤軍奮戰(zhàn)。就在本周，Nature 雜志刊登了牛津大學(xué)的一項(xiàng)突破性研究[2]，進(jìn)一步佐證了這一領(lǐng)域的爆發(fā)潛力。

牛津團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)結(jié)合微弱磁場(chǎng)和類似 MRI 使用的射頻脈沖，可以更精確地控制這些工程化蛋白質(zhì)的行為。這種方法不僅能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的發(fā)光，還為未來(lái)利用低場(chǎng)強(qiáng) MRI 類設(shè)備在體內(nèi)追蹤特定疾病蛋白鋪平了道路。

除了硬核的科學(xué)突破，Nonfiction Labs 在商業(yè)運(yùn)作上也展現(xiàn)了驚人的獨(dú)創(chuàng)性。雖然總部位于美國(guó)舊金山灣區(qū)，但其實(shí)驗(yàn)室的核心運(yùn)作卻位于南美洲——阿根廷的圣菲。

圖 | Nonfiction Labs 團(tuán)隊(duì)（來(lái)源：Core Memory）

這里是阿根廷傳奇的生物技術(shù)中心。通過(guò)雇傭當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)豐富的頂尖學(xué)者和科學(xué)家，Nonfiction Labs 成功將運(yùn)營(yíng)成本壓低至美國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的零頭。

“這也是一種創(chuàng)新，”富伊斯指出。這種極致的成本效益比，讓他們能夠以更少的資金進(jìn)行更多輪次的試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)。在生物技術(shù)這個(gè)燒錢如流水的領(lǐng)域，這種策略讓 Nonfiction Labs 在早期探索階段擁有了更多的生存空間和迭代速度。

目前，Nonfiction Labs 正處于從體外實(shí)驗(yàn)向動(dòng)物模型過(guò)渡的關(guān)鍵階段。如果成功，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用前景將遠(yuǎn)超腫瘤學(xué)。

比如，實(shí)現(xiàn)更安全的癌癥治療，對(duì)腫瘤進(jìn)行猛烈打擊，而無(wú)需擔(dān)心心臟毒性等致命副作用；器官移植迎來(lái)新曙光，實(shí)現(xiàn)僅針對(duì)移植器官的局部免疫抑制，患者不再需要通過(guò)全身服藥來(lái)破壞自己的免疫系統(tǒng)；有望復(fù)活“僵尸藥物”，那些曾經(jīng)因?yàn)槿矶拘蕴蠖恢扑幑緬仐壍乃幬�，可能因�(yàn)橛辛恕按帕﹂_(kāi)關(guān)”而重獲新生。

1.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c03997

2.Abrahams, G., ?tuhec, A., Spreng, V. et al. Quantum spin resonance in engineered proteins for multimodal sensing. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09971-3

3.https://www.science.org/content/article/magnetically-sensitive-proteins-could-lead-new-imaging-tools-and-remote-controlled

運(yùn)營(yíng)/排版：何晨龍