两百年前，地球上最强的磁体不过是几块天然磁石，那是航海家手中的珍玩；两百年后，人类早已习惯将自己包裹在电磁场中，从冰箱上的磁贴到医院里的核磁共振仪（MRI），我们周围的磁场强度早已是自然环境的百倍、千倍。
然而，在这个磁力纵横的现代世界里，生物体似乎是个“绝缘体”。长期以来，除了少数依靠地磁导航的动物外，生物界的蛋白质对磁场几乎毫无反应，这也意味着我们可以安全地躺进强磁场的 MRI 机器里扫描全身，而不用担心身体内部发生化学紊乱。
近日，生物技术初创公司 Nonfiction Labs 的首席执行官理查德·富伊斯（Richard Fuisz）正式对外宣布：他们成功研制出了世界上第一个磁控抗体（Magnetically Controlled Antibody）。简单来说，它是一种抗体药物，但多了一个隐形开关，可以通过磁场，在患者体内的任何位置，随心所欲地开启或关闭它的活性。
过去的一年里，Nonfiction Labs 团队一直在隐身模式下为了攻克这一难题日夜奋战。转折点发生在去年九月下旬。在经历了一年高强度的筛选与工程化改造后，实验室终于获得了第一批干净且确凿的数据。数据表明，经过特殊改造的抗体，在磁场的作用下表现出了明显的活性变化。随后的几个月里，整个团队乘胜追击，开展了一系列密集的后续实验，将这些初步成果进一步扩展和稳固。
要理解这项突破的含金量，首先要理解现代癌症治疗面临的死结。
过去二十年，癌症药物研发主要依赖于寻找癌细胞表面的独特标记（抗原）。这一逻辑催生了包括赫赛汀（Herceptin）、利妥昔单抗（Rituximab）和可瑞达（Keytruda）在内的免疫疗法。但随着时间推移，科学家们发现，“低垂的果实”已经被摘完了。
剩下的潜在靶点陷入了一个残酷的悖论：要么太罕见，某些抗原仅存在于极少数患者身上，药物开发成本高昂且受众极窄；要么太普遍，某些抗原既存在于肿瘤，也广泛存在于健康组织。针对这类靶点的强效药物往往伴随着毁灭性的副作用，它们在杀死癌细胞的同时，也可能杀死病人。
以 HER2 为例，这是一个在乳腺癌中常见的抗原。虽然市面上已有赫赛汀等药物，但由于 HER2 也表达于心脏等健康组织，治疗往往伴随着心脏毒性风险。医生们梦寐以求的，是一种既能利用这些强效靶点，又能完全规避全身毒性的方法。
“我们需要一种方法来控制药物何时以及何地起效，”富伊斯说。这正是 Nonfiction Labs 切入的赛道：利用磁场实现对药物活性的体外远程控制。
事实上，利用磁铁来控制治疗药物并非全新理念。早期的尝试是将磁性铁颗粒融合到目标蛋白质上。可以通过外部磁铁拖动这些颗粒，将药物集中在一个位置；或者利用交变磁场加热颗粒，从而触发下游效应。
但这些方法效果并不理想。其物理机制站不住脚，效应微弱，且早期的尝试饱受实验问题的困扰。该领域一度停滞不前。
也有人尝试过利用超声波，即利用外部设备加热药物递送囊泡，将其震碎以释放药物载荷。但是，即便精度有所提高，释放出的药物仍会流向其他健康组织。这些方法大多是在控制药物在哪里释放，但更棘手的问题是控制药物何时起效。
Nonfiction Labs 的核心技术源于一次被大多数人忽视的实验异常。
几年前，联合创始人玛丽亚·英格拉莫（Maria Ingaramo）在谷歌旗下的抗衰老研究公司 Calico Labs 工作时，注意到一个奇怪的现象：绿色荧光蛋白（GFP）在磁场存在时，其发光亮度会发生极其微弱的变化。在当时的科学界，这种微乎其微的波动通常被视为仪器噪音而被忽略。
但玛丽亚没有放过这个异常变化。她花了一年时间，利用定向进化技术，对蛋白质进行了无数轮的筛选与改造。每一轮，她都挑选出磁反应稍强一点的变体。最终，她得到了一种磁反应强到肉眼可见的蛋白质变体。
这背后的机制涉及精妙的量子力学。正如哈佛大学生物物理学家亚当·科恩（Adam Cohen）近期在《美国化学会志》（JACS）上所解释的[1]，当蛋白质受激时，电子会重新组合。磁场通过改变电子自旋的状态（平行或反平行），影响了电子重组的效率，从而改变了蛋白质的荧光强度。
玛丽亚不仅证明了这种量子效应在生物体内是可以被放大的，更重要的是，它是可以被工程化的。
2021 年，富伊斯遇到了玛丽亚，当时磁控疗法的工作尚未开始。当她的实验证明蛋白质可以被改造成对磁铁有反应时，理查德自然而然地提出了下一个问题，还有什么可以通过这种方式控制？
答案是抗体。
两人随后创立了 Nonfiction Labs，并开始构建他们所谓的“磁性抗体”。简单来说，就是将玛丽亚的磁反应蛋白部件粘合到抗体上，使抗体的结合亲和力随磁场变化。无磁场时，抗体处于闭合或高亲和力状态（或者相反，取决于设计）；有磁场时，外部磁场改变了蛋白模块的构象，从而像开关一样瞬间改变抗体与癌细胞结合的能力。
在最新的实验中，他们不仅实现了对抗体结合力的可逆控制，甚至还实现了对酶催化活性的磁控开关。这意味着，未来的药物可以在患者血液中安全地循环数周，完全惰性，直到医生在肿瘤位置施加特定的磁场，药物才会在局部瞬间激活，释放致死剂量，而周围的健康组织毫发无损。
“我们使用的磁场强度非常弱，小于 20mT，”富伊斯解释道，“这比冰箱贴稍微强一点，但远弱于医院里的 MRI 机器。”
利用这种磁场来激活药物具有天然的生物安全性。不产热，与交变磁场或超声波不同，静磁场不会加热组织，避免了热损伤；无电场，不会产生干扰神经系统的电场；深层穿透，只需几磅重的钕磁铁就能产生足以穿透人体深层组织的磁场，无论肿瘤藏得多深，磁力都能到达。
除了抗体，富伊斯还透露了另一项进展：他们制造出了世界上第一个磁控荧光素酶。荧光素酶是一种常见的发光酶。将其磁控化，意味着制造出了一个“磁控光开关”。这为未来在人体深层组织中远程控制光遗传学系统开辟了一条直接的道路。
Nonfiction Labs 并非孤军奋战。就在本周，Nature 杂志刊登了牛津大学的一项突破性研究[2]，进一步佐证了这一领域的爆发潜力。
牛津团队发现，通过结合微弱磁场和类似 MRI 使用的射频脉冲，可以更精确地控制这些工程化蛋白质的行为。这种方法不仅能调节蛋白质的发光，还为未来利用低场强 MRI 类设备在体内追踪特定疾病蛋白铺平了道路。
除了硬核的科学突破，Nonfiction Labs 在商业运作上也展现了惊人的独创性。虽然总部位于美国旧金山湾区，但其实验室的核心运作却位于南美洲——阿根廷的圣菲。
这里是阿根廷传奇的生物技术中心。通过雇佣当地经验丰富的顶尖学者和科学家，Nonfiction Labs 成功将运营成本压低至美国行业标准的零头。
“这也是一种创新，”富伊斯指出。这种极致的成本效益比，让他们能够以更少的资金进行更多轮次的试错实验。在生物技术这个烧钱如流水的领域，这种策略让 Nonfiction Labs 在早期探索阶段拥有了更多的生存空间和迭代速度。
目前，Nonfiction Labs 正处于从体外实验向动物模型过渡的关键阶段。如果成功，这项技术的应用前景将远超肿瘤学。
比如，实现更安全的癌症治疗，对肿瘤进行猛烈打击，而无需担心心脏毒性等致命副作用；器官移植迎来新曙光，实现仅针对移植器官的局部免疫抑制，患者不再需要通过全身服药来破坏自己的免疫系统；有望复活“僵尸药物”，那些曾经因为全身毒性太大而被制药公司抛弃的药物，可能因为有了“磁力开关”而重获新生。
1.https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c03997
2.Abrahams, G., Štuhec, 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
运营/排版：何晨龙
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