East China Normal University

大气气溶胶（尤其有机组分）是灰霾污染的关键贡献者，其中羟甲磺酸盐（HMS）作为二次有机气溶胶的重要组分，在酸性雾/云环境中浓度显著升高。传统理论难以解释其快速生成现象：体相反应中HOSO₂⁻与HCHO的反应速率比SO₃²⁻路径低5个数量级，但实际观测显示酸性条件（pH=2-7）下HMS大量存在。近期研究提出气-水界面的关键作用——甲醛在界面富集，且界面电场、分子取向及部分溶剂化可能协同促进反应，但缺乏定量机制解析。华东师范大学何晓教授及杨金荣副研究员等研究者通过元动力学偏置的从头算分子动力学模拟、高水平量子化学计算及反应密度泛函理论，揭示了羟甲磺酸盐（HMS）在气-水界面快速形成的机制。研究发现，亚硫酸氢盐（HOSO₂⁻）与甲醛（HCHO）的亲核加成反应受焓熵协同效应调控。相较于气相反应，水相反应需克服~5.0 kcal/mol的水重组能垒（部分被极化效应抵消）。界面处部分溶剂化和受限的甲醛运动分别降低活化焓~1.0 kcal/mol和构型熵~0.9 kcal/mol，同时界面电场效应贡献1.9 kcal/mol能垒降低。这些协同效应使界面反应速率提升两个数量级，为冬季灰霾治理策略提供理论依据。相关研究成果以“Hydroxymethanesulfonate formation accelerated at the air-water interface by synergistic enthalpy-entropy effects”为题发表在Nature Communications上。值得注意的是，从Peer Review文件上可以看到，审稿人对此给出了极高的评价。审稿人1认为在本研究中，研究作者应用了元动力学偏向的从头算分子动力学 (AIMD) 模拟，结合高水平的量子化学计算和反应密度泛函理论，研究了界面处羟甲基磺酸 (HMS) 形成的反应机理。该研究确实为理解非均相反应在 HMS 形成中的作用提供了新视角，增进了我们对大气化学的认识。审稿人表示很欣赏作者进行了非常彻底和详细的模型模拟。总体而言，结果呈现清晰，讨论简洁且富有见地。所提出的机理得到了模拟结果的支持，论点合理。特别是，作者展示了界面水分子在反应和 HMS 形成中的潜在作用。这是一篇非常出色的化学与模拟研究论文。该审稿人表示对数据和讨论没有具体的意见，稿件几乎可以按当前形式发表。图1 气-水界面作为HMS形成加速器的机制示意图图1a展示甲醛亲核加成的反应机理：HOSO₂⁻/SO₃²⁻作为亲核试剂攻击甲醛羰基碳，形成C-S键后经质子转移生成HMS。图1b对比体相与界面反应的自由能垒：界面处能垒（ΔG*inter=7.6 kcal/mol）显著低于体相（ΔG*bulk=11.4 kcal/mol），差值3.8 kcal/mol对应563倍的速率提升。该图揭示界面通过降低过渡态能垒加速反应，为理解非均相催化提供框架。图2 酸性条件下HMS的形成图2a-c展示HOSO₂⁻+HCHO反应路径及体相/界面的自由能曲线。气相反应能垒高达14.0 kcal/mol（图2b），而体相中水介导质子传递将能垒降至11.4 kcal/mol（图2c）。界面反应进一步降至7.6 kcal/mol（图2e），其过渡态结构（图2f）显示水分子网络协助质子转移。该图定量证明界面环境通过优化溶剂化结构和质子传递通道提升反应效率。图3 气-水界面水介导质子传递的动态过程图3d-e通过距离差参数（D1-D7）追踪质子传递路径：界面质子转移在0.2 ps内通过6个水分子接力完成（图3e），其中D4（HOSO₂⁻羟基质子转移）和D7（羰基氧附近质子跳跃）是关键步骤。图3a-c显示反应物在界面空间分布：HCHO位于最外层（z=13.0 Å），HOSO₂⁻位于亚表层（z=10.4 Å）。该结果揭示Grotthuss机制通过动态水网络替代分子内质子转移，显著降低活化熵。图4 溶剂化与界面电场对反应能垒的影响机制图4d通过RxDFT量化溶剂化与极化效应：体相反应中溶剂化重组增加能垒5.0 kcal/mol（红色），而水极化效应降低能垒2.1 kcal/mol（蓝色）。图4e-f证明界面电场（0.1 V/Å）通过增强羰基碳正电性（ESP红色区域）和硫原子负电性（蓝色），使过渡态能垒降低1.9 kcal/mol。该图阐明电场通过调控电子密度极化促进亲核攻击，是界面加速的关键因素。图5 界面分子富集与构型约束效应图5a显示HCHO在界面最外层的自由能较体相低1.1 kcal/mol，导致其界面浓度提升2.2倍（图5b）。图5d-e通过偶极自相关函数和角度分布证明：界面约束使HCHO的C=O键取向偏向水面（θz集中于90°），转动熵降低0.3 kcal/mol。图5c揭示HCHO-H₂O复合物的振动熵增加11.0 cal·mol⁻¹·K⁻¹。该图证实界面通过限制分子平动/转动降低构型熵垒，贡献总能垒降低0.9 kcal/mol。图6 弱酸性条件下SO₃²⁻路径的反应加速图6a显示SO₃²⁻+HCHO反应在界面的能垒（2.7 kcal/mol）较体相（5.8 kcal/mol）降低57%。图6c-e证明电场使SO₃²⁻亲核性增强（电子密度差图中硫n轨道增厚），能垒进一步降低2.6 kcal/mol。图6b的过渡态结构表明该路径无需质子转移。该结果补充了pH>4时HMS形成的次要路径，揭示电场对阴离子反应的普适催化作用。图7 HMS形成机制的定量集成模型图7a整合酸性（pH=2-4）与弱酸性（pH>4）双路径：酸性条件下HOSO₂⁻主导反应（ΔG*=7.6 kcal/mol），其与HSO₃⁻的动态平衡持续补充反应物；弱酸时SO₃²⁻路径（ΔG*=2.7 kcal/mol）贡献增强。图7b量化各因素能垒贡献：质子传递熵效应（-5.5 kcal/mol）、界面电场（-1.9 kcal/mol）、部分溶剂化（-1.0 kcal/mol）及构型约束（-0.9 kcal/mol）协同降低总能垒6.4 kcal/mol。该模型为气溶胶硫化学模拟提供完整热力学框架。该项研究结合计算模拟阐明HMS在气-水界面的非均相形成机制。关键发现表明，界面反应加速源于焓熵协同调控，而非单一因素（如电场或部分溶剂化）主导。体相反应中水分子通过Grotthuss机制介导质子传递，降低活化熵5.5 kcal/mol；界面处则通过降低重组能垒、约束分子平动/转动及增强电场效应，使总反应能垒较体相降低3.8 kcal/mol，速率提升563倍。该机制为气溶胶中硫化学建模提供新见解，并启示微液滴技术在绿色合成中的应用潜力。参考资料：Li, J., Tang, W., Zhu, J. et al. Hydroxymethanesulfonate formation accelerated at the air-water interface by synergistic enthalpy-entropy effects. Nat Commun 16, 5187 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-59712-3本文转自【催化开天地】公众号--------- End ---------感兴趣的读者，可以添加小邦微信加入读者实名讨论微信群。添加时请主动注明姓名-企业-职位/岗位或姓名-学校-职务/研究方向。

编辑丨王多鱼排版丨水成文系统性硬化症（Systemic sclerosis，SSc）是一种以血管异常、免疫活化和进行性组织纤维化为特征的慢性自身免疫疾病，临床治疗长期面临药效局限、纤维化不可逆、疾病异质性高等挑战。特别是在弥漫性皮肤系统性硬化症（dcSSc）中，常规药物疗效有限，预后差。尽管当前的自体造血干细胞移植（HSCT）或 CAR-T 细胞疗法在部分难治性病例中取得初步进展，但也面临高毒性反应（例如 CRS、ICANS）、制备个体化限制和生产标准化等问题，严重阻碍了其在更广泛自身免疫疾病人群中的推广。2025 年 6 月 24 日，海军军医大学长征医院徐沪济教授团队联合杭州启函基因生物有限公司，在 Cell 期刊发表了题为：An iPSC-derived CD19/BCMA CAR-NK therapy in a patient with systemic sclerosis 的研究论文。该研究采用启函生物开发的基于诱导多能干细胞（iPSC）的工程化 CD19/BCMA 双靶点 CAR-NK 细胞疗法 QN-139b，并在重症难治性弥漫性皮肤系统性硬化症（dcSSc）患者中实现了首例成功临床转化。该研究着全球首个 iPSC 来源的 CAR-NK 细胞在自身免疫疾病治疗上的重要突破，为“现货型、低毒性、广谱靶向”的自身免疫疾病精准治疗建立了新范式，也进一步突显了启函生物在现货型细胞治疗自身免疫疾病中的全球领先技术优势。QN-139b 是启函生物基于多年深耕的高通量基因编辑技术平台和低免疫原性开发的，同时靶向 CD19 和 BCMA 的两个靶点，以清除致病性 B 细胞和浆细胞的现货型细胞产品。在基因编辑技术方面，启函团队一共编辑了 9 个基因（敲入了 6 个基因——HLA-E、tEGFR、HLA-G、IL-2RF、aCD19-CAR、aBCMA-CAR；敲除了 3 个基因——B2M、CIITA、CD16）。为了确保产品的安全性，启函团队选用了非剪切型的基因编辑工具（胞嘧啶碱基编辑器）来避免基因组重排，转基因定点插入基因组的“安全港”（safe harbor），并且细胞是测序过的单克隆干细胞分化产生，以尽可能减少基因组毒性。在产品设计中，研究团队增加了 tEGFR 作为安全开关，并创新性地敲除了 CD16 分子，以降低 NK 细胞可能给自身免疫疾病患者带来的疾病加重风险。同时，研究团队通过引入自主知识产权的 NK 存续元件和低免疫原性，增强了 QN-139b 在患者体内的扩增能力和药效。细胞制备流程徐沪济教授领导的临床团队使用 QN-139b 治疗了一名重症难治性弥漫皮肤系统性硬化症（dcSSc）患者。该患者是一位 36 岁女性，已保守疾病困扰 20 年之久，她在 16 岁时首次出现雷诺现象，并伴有抗-Scl-70 自身抗体强阳性（+++）。18 岁时，她开始出现皮肤增厚，手部和四肢逐渐出现红斑和关节疼痛。随着时间的推移，皮肤硬化扩展到面部、颈部和胸部，导致严重的功能障碍。尽管肺部正常，但三年前通过胸部 CT 检测发现间质性肺病（ILD）。尽管多年来接受了多种治疗，包括甲基泼尼松龙、环磷酰胺、羟氯喹、甲氨蝶呤、霉酚酸酯、托珠单抗和尼达比布乙磺酸软胶囊，但她的病情依然恶化。该患者于 2024 年 8 月 4 日首次接受 QN-139b 治疗，剂量为 6×108 个细胞，共进行了四次给药（D0、3、7、10天）。经过 6 个月的随访，QN-139b 的整体安全性良好，患者没有特别的不适主诉。在临床评估中，患者主诉整体疾病明显改善，客观表现为自身抗体显著下降、补体恢复正常，mRSS 评分显著降低，ACR-CRISS 评分明显改善。外周血单细胞分析及蛋白组学分析显示，患者的病理性 B 细胞被清除，炎症和纤维化得到了抑制，受累皮肤中的浸润淋巴细胞被清除，皮肤微血管发生重构。QN-139b 成功诱导患者实现免疫重置。该研究的亮点：QN-139b 是一种 iPSC 来源的 CD19/BCMA 双靶点 CAR-NK 细胞产品；QN-139b 在一名重症难治性系统性硬化症患者身上表现出极低的毒性；QN-139b 逆转了该患者的纤维化，并恢复了其皮肤和血管结构；QN-139b 减少了自身抗体，清除了病理性 B 细胞，并诱导了免疫重置。该临床试验的领导者、长征医院风湿免疫科徐沪济教授表示，启函生物拥有强大和深入的的科研能力和技术平台，是我们非常信赖的合作伙伴。QN-139b 作为一种 iPSC 来源的 CAR-NK 细胞产品，具备通用性、iPSC 和 NK 细胞的三大优势。在治疗难治性系统性硬化症的过程中，QN-139b 展现出良好的安全性特征。在为期 6 个月的随访中，患者表现出明显的临床改善，包括自身抗体减少和纤维化逆转等。自身免疫性疾病仍存在巨大的未满足需求，我们非常期待启函生物依托其科研实力和技术平台，继续拓展在自免疾病中的探索，帮助更多患者。中国科学院院士裴钢表示，杨璐菡博士带领的启函团队在通用货架型细胞领域深耕多年,拥有世界先进的高通量基因编辑技术，并在 iPSC 来源的细胞和低免疫原性等方面积累了丰富的经验。此次与临床团队紧密合作在自身免疫性疾病中的临床突破为通用货架型细胞治疗开辟了新的方向，并为推动通用货架型细胞进入规模临床治疗及未来的广泛应用打下了很好的基础。启函生物创始人兼首席执行官杨璐菡博士表示，我们很高兴看到这位有近 20 年病史的自身免疫疾病患者在接受 QN-139b 治疗后获得了显著临床改善，感谢徐沪济教授团队。在过去几年，启函在 iPSC-NK 细胞的探索中有成功也有失败，但我们始终坚持初心，致力于为患者提供更好的解决方案，并且对产品的设计和研发有了更高的安全性和有效性的要求。经过多年的积累，启函已经掌握了多种降低异体细胞免疫排斥的策略，我们相信这些策略将有助于 iPSC-NK 细胞、iPSC-T 细胞以及通用型 CAR-T 细胞等多种通用型细胞产品的开发，并将应用到广泛的自身免疫性疾病的患者，给患者提供免疫重置，长期缓解的方案。相关阅读：2024 年 7 月 16 日，徐沪济教授团队联合上海邦耀生物科技有限公司、华东师范大学的研究人员，在 Cell 期刊发表了题为：Allogeneic CD19-targeted CAR-T therapy in patients with severe myositis and systemic sclerosis 的研究论文【2】。该研究利用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术对健康供体来源的、靶向 CD19 的 CAR-T 细胞进行基因工程改造，以解决免疫排斥问题，从而开发出了新一代异体通用型CAR-T疗法（TyU19），并成功治疗了 1 例难治性免疫介导的坏死性肌病患者，以及 2 例弥漫性皮肤系统性硬化症患者。在治疗后 6 个月的随访期间，所有 3 名患者的症状均得到深度缓解，疾病临床反应指数评分显著改善，炎症和器官纤维化也得到逆转，且无细胞因子释放综合征或其他严重不良事件。值得一提的是，这是国际上首次报道异体通用型 CAR-T 细胞成功治疗自身免疫疾病，也是顶尖学术期刊 Cell 首次发表 CAR-T 细胞治疗自身免疫疾病研究。这既代表邦耀生物在 CAR-T 尤其是异体通用型 CAR-T 治疗自身免疫疾病领域获得了关键性突破，也意味着邦耀生物在细胞和基因治疗领域的技术差异化创新方面实现了质的飞跃。2025 年 5 月 29 日，徐沪济教授团队等在 Cell 子刊 Med 上发表了题为：Allogeneic CD19-targeted CAR-T therapy in refractory systemic lupus erythematosus achieved durable remission 的研究论文【3】。该研究使用同种异体 CD19 靶向的 CAR-T 细胞疗法（TyU19）成功治疗了难治性系统性红斑狼疮，该疗法耐受性良好，输注到体内的 CAR-T 细胞增殖旺盛，有效消除了患者的 B 细胞，显著减少了患者血清中的自身抗体。所有 3 名患者在最终评估时均达到了 SRI-4 标准所定义的临床持久缓解。这些有希望的结果表明，同种异体 CAR-T 细胞疗法在系统性红斑狼疮治疗方面具有重大潜力，显示出显著的安全性和临床疗效，有助于疾病缓解。徐沪济教授表示，此次在 Med 发表的成果，不仅是对之前发表于 Cell 的工作的有力延伸，更标志着通用型 CAR-T 细胞治疗系统性自身免疫疾病正从探索走向转化应用的关键跨越。2025 年 1 月9日，启函生物杨璐菡联合浙江大学黄河教授团队在 Cell 子刊 Cell Reports Medicine 上发表了题为：CD70-targeted iPSC-derived CAR-NK cells display potent function against tumors and alloreactive T cells 的研究论文【4】。该研究表明，四重基因编辑、CD70 靶向的 iPSC 来源的 NK 细胞——70CAR-iNK，可以有效靶向肿瘤细胞和同种异体 T 细胞，同时实现广泛的肿瘤类型覆盖、优越的增殖能力、增强的抗体依赖的细胞毒性作用（ADCC）以及对同种异体 T 细胞排斥反应的抵抗，在克服目前细胞治疗的局限性方面具有巨大潜力，是下一代通用免疫细胞疗法的有力候选者。论文链接：1. https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(25)00625-72. https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(24)00701-33. https://www.cell.com/med/abstract/S2666-6340(25)00176-X4. https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(24)00660-8设置星标，不错过精彩推文开放转载欢迎转发到朋友圈和微信群 微信加群 为促进前沿研究的传播和交流，我们组建了多个专业交流群，长按下方二维码，即可添加小编微信进群，由于申请人数较多，添加微信时请备注：学校/专业/姓名，如果是PI/教授，还请注明。点在看，传递你的品味

在生物医学研究领域，大型队列研究具有极为关键的地位。其借助对大规模人群的长期跟踪观测，广泛采集涉及多维度的数据，进而为深度剖析疾病的发生与发展机制，以及制定精准的疾病预防与治疗策略奠定基础。但是目前我国大型队列发展之路仍面临诸多挑战，比如数据的欠缺，代表性及多样化队列建立等，本次由欧易生物联合转化医学网于6月25日在线上举办的主题为《 云端论道：破局人群大队列，赋能精准医学——2025队列多组学研究前沿高峰论坛 》，特邀长期从事生命历程纵向队列研究，聚焦重大慢性病全生命周期精准防控、多组学标志物研究优青专家及从事人群队列生物标志物及疾病防治研究和主持多项代谢性疾病相关项目优秀学者莅临本次会议分享，特邀您的参与！ 如果您在做队列研究中遇到 以下问题 ：欢迎参与此次线上高峰论坛 资源密集： 钱、人、时间投入巨大，可持续性差。 质量控制难： 样本、数据长期一致性保障难。 代表性与多样性： 人群覆盖不足，结果普适性受限。 数据洪流： 海量异构数据的存储、管理、安全压力巨大。 整合与分析瓶颈： 多组学、多维度数据融合与深度挖掘方法待突破。 生物学洞见转化难： 从统计关联到机制解析和临床意义。 Biomarker转化壁垒高： 验证难、成本高、产业化路径长。 欢迎扫码报名预约会议， 多重福利 等您领取哦~ 关注欧易生物质谱公众号 回复“队列” 免费预约参会 专家简介（按出场顺序） 张涛 教授 天津医科大学公共卫生学院 流行病与卫生统计学教授，博士生导师，国家优秀青年科学基金获得者。现任天津医科大学公共卫生学院院长，人群重大疾病防控教育部重点实验室执行主任，兼任中国现场统计学会医药与生物统计分会副主任委员、中国营养学会营养组学与技术专业委员会副主任委员、山东省抗癌协会肿瘤流行病学分会主任委员等职。长期从事生命历程纵向队列研究，聚焦重大慢性病全生命周期精准防控，开展危险因素轨迹分析、因果图模型、多组学标志物和动态预测模型的统计方法和转化应用。近年来，主持国家自然科学基金5项，以第一/通讯作者在Circulation Research、Hypertension、Science Bulletin、Nature Commun、BMC Medicine和EBioMedicine等国际权威期刊发表学术论文60余篇，被引用3000余次。 陈裕明 教授 中山大学公共卫生学院 中山大学公共卫生学院流行病学系教授/博士生导师，香港中文大学博士，兼任中国营养学会理事、中国营养学会社区营养与慢病管理分会副主任委员，广东省营养学会监事长等职。主持国家自然科学基金面上项目及其他课题多项。中国居民膳食钙DRIs2013和2023版起草人。在Gut，Nat Commun, eBioMedicine, Aging Cell, BMC Med, AJCN, Clin Nutr等国际期刊以第一或通信作者(含等同)发表英文论文160余篇。2019~2024年度入选爱思维尔“中国高被引学者”。入选美国斯坦福大学和爱思维尔联合发布的2021~2023年度《全球前2%顶尖科学家榜单》。主要研究方向为营养膳食等因素与代谢性疾病的关系。 杜牧龙 副教授 南京医科大学 南京医科大学公共卫生学院副教授、博士生导师。国家重大人才工程B类（青年项目）入选者，获江苏省杰出青年基金。主要从事人群队列生物标志物及疾病防治研究，主持国家自然科学基金3项。近五年在Gastroenterology、Cancer Research、Science Advances、Cell Reports Medicine、Intensive Care Medicine等高水平期刊发表科学论文30余篇。担任中国研究型医院学会医工转化与健康产业融合专委会委员、江苏省环境诱变剂学会理事、国际结直肠癌遗传学与流行病学联盟GECCO PI等。 陈仁杰 教授 复旦大学 教育部公共卫生安全重点实验室副主任。研究方向为大气环境与健康。获得教育部青年长江学者、上海市公共卫生优秀学科带头人、Elsevier中国高被引学者、全球前2%科学家等荣誉。主持国家重点研发计划项目/课题、国家自然科学基金等多个科研项目。在NEJM、BMJ、Circulation等期刊发表第一作者或通讯作者论文190余篇，主编研究生国家级规划教材《环境与健康》。 陈晨 博士 欧易生物 博士，毕业于武汉大学，拥有十五年蛋白质组学和精准医学的科研及从业经验。担任全国卫生产业企业管理协会实验医学临床质谱专家委员会委员。历任SCIEX中国高级应用支持专家，西湖欧米研发总监，嘉华药锐研发总监，现任欧易生物蛋白研发总监，致力于打造更加精准的蛋白质组学服务，推动蛋白质组学在中国科研和产业界的发展与落地。 关于欧易生物 Oebiotech 欧易生物是一家致力于为生命科学研究提供多组学技术的研究服务机构，产品涵盖 单细胞及时空多组学、基因组学、转录组学、表观组学、蛋白组学、代谢组学、生物信息学以及临床诊断产品开发 ，秉承 「以生物科技 成就他人 造福大众」 的企业使命，用技术改变生活，用科技造福人类。 欧易生物先后与中国海洋大学、中国科学院遗传与发育生物学研究所等机构建立了紧密的产学研合作，与日立诊断产品有限公司共建联合研发实验室，与华东师范大学合作建立院士专家工作站，并陆续荣获 国家级专精特新“小巨人” 、 上海市科技小巨人企业 、 上海市专利试点企业 、上海市企业技术中心、闵行区研发机构、闵行区科技小巨人企业等资质。还获得知识产权管理体系认证企业资质，总授权发明专利 48 项、在审发明专利52 项、授权软件著作权 205 项（含欧易生物及旗下子公司）。至今已累计助力客户发表 4500+ 高水平研究论文，累计影响因子 38000+ ；发文期刊包括 Nature、Cell、Science、Cancer Discovery、Cell Discovery 等知名期刊。