东北师范大学新研究登上Cell头条：肿瘤微环境驱动的可植入电池，监测并治疗术后肿瘤复发|东北师范大学|免疫|实体瘤|微环境|治疗|病灶|肿瘤

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

日前，东北师范大学的一项新研究登上了Cell Press头条。

该研究以： A TME-powered implantable battery for visual monitoring and electrochemical immunotherapy of postoperative tumor recurrence 为题，于 2026 年 7 月 8 日发表于 Cell 新子刊Cell Press Blue。东北师范大学王春刚教授为论文通讯作者，Jia Hongfeng为论文第一作者。

该研究开发了一种由肿瘤微环境（TME）驱动的可植入电池，用于术后肿瘤复发的视觉监测和电化学免疫治疗。

术后肿瘤复发是肿瘤治疗领域面临的主要临床难题，其不可预测性持续威胁着患者的长期生存。目前，长期预防性药物治疗受限于疗效下降和累积毒性，影响了患者的生活质量。此外，现有的早期检测技术对微小或早期复发病灶的敏感性不足，导致肿瘤往往在明确病灶形成后才被发现，错过了最佳干预时机。复发风险的不可预测性与长期治疗带来的负担，使患者承受显著的心理压力，从而形成“疾病-治疗-心理”的恶性循环。因此，突破这些瓶颈，实现肿瘤的实时可视化监测与精准治疗，具有重要意义。

近年来，肿瘤微环境（TME）的特征性改变为监测和治疗复发提供了新的思路。值得注意的是，由异常的肿瘤细胞代谢所引发的细胞外酸中毒，是复发启动过程中的关键早期事件。与正常组织不同，癌细胞代谢在早期就会形成独特的酸性微环境。这些动态的酸碱变化可在临床上可检测病灶出现之前，作为潜在的生物标志物，为复发预警提供至关重要的超早期信号。此外，这种酸性微环境对肿瘤增殖和稳态破坏至关重要，会显著影响分子相互作用和生理过程，通过体细胞选择促进癌细胞存活、逃逸免疫凋亡以及产生耐药性。酸中毒还会直接抑制免疫细胞的活化和增殖。因此，紊乱的酸性微环境正逐渐成为监测复发和抑制肿瘤生长的关键靶点。

遗憾的是，肿瘤早期复发期间的酸性微环境在严重程度和分布特征上，往往与晚期阶段常见的典型酸性病灶有所不同。这种异质性给该特定阶段的精准识别和靶向干预带来了重大挑战。此外，目前尚缺乏能够有效逆转酸中毒且具有肿瘤特异性靶向能力的治疗策略，这进一步限制了抑制恶性进展干预措施的疗效。因此，开发能够特异性响应早期复发中细微酸性信号并实现精准干预的方法，对于有效抑制肿瘤再生至关重要。

在这项新研究中，研究团队提出了一种利用肿瘤微环境（TME）作为内源性能量来源为植入式电池供电的解决方案，从而实现术后主动监测与治疗。该方法采用一种对刺激响应的可充电电池，其高熵 MnO₂ 阴极能够捕获肿瘤微环境（TME）中的酸碱度（pH）变化所产生的化学能，驱动自充电反应。这一由 TME 供能的过程同时点亮警示指示灯，便于直观监测复发情况及治疗进展。在运行过程中，电池消耗过量的氢离子以调控 TME 的 pH 至正常水平，以重塑免疫抑制性微环境，并促进抗肿瘤的 M1 型巨噬细胞极化。同时释放的锌离子和活性氧（ROS）通过多通路杀伤机制进一步激活全身性抗肿瘤免疫反应。