中国科学院深圳先进技术研究院集成所吴新宇团队在水下可穿戴机器人领域取得重要进展。团队围绕潜水员水下运动能耗高、呼吸气体消耗快等问题，提出了潜水外骨骼系统，并总结了其在系统集成、运动模态适配、助力关节选择及人机协同控制等方面的技术框架与发展路径。在Science Robotics上发表了题为“Reducing energy and air consumption in scuba diving with underwater exoskeletons”的研究成果。

水下环境具有阻力大、温度低、压力高等特点，潜水员在多种水下任务中面临运动负担重、呼吸气体消耗快和持续作业时间受限等问题。针对上述挑战，深圳先进院研究团队持续开展潜水外骨骼结构设计、运动意图感知和人机协同助力控制研究，形成了柔性与刚性两条技术路线，并研制系列潜水外骨骼系统。其中，柔性潜水外骨骼可为交替打腿、蛙泳腿和水下行走等多种潜姿动作提供助力，降低人体耗气速率达29.77%；刚性潜水外骨骼KAED则与潜水装备高度集成，实现了人体运动与外骨骼助力的高精度同步。研究论文系统总结了水下外骨骼从系统设计、运动感知到协同控制的关键方法，并进一步提出个体化助力与姿态稳定等未来发展方向，为水下救援、海洋工程及智能潜水装备发展提供了新的技术路径。深圳先进院王向阳副研究员、陈春杰研究员和吴新宇研究员为论文的共同通讯作者，王向阳、马跃副研究员为论文的共同第一作者。

Science Robotics｜深圳先进院在水下外骨骼研究领域取得新进展

图1 潜水员穿戴研发的水下外骨骼快速机动

中国科学院深圳先进技术研究院合成所罗小舟团队与高昊团队等合作，共同开发了一套用于大型生物合成基因簇（BGC）自动化组装与重构的新型技术平台OSAR，在Nature Communications上发表了题为“An automated operon refactoring workflow for heterologous expression of non-ribosomal peptide biosynthetic gene clusters”的研究成果。

大型BGC高通量重构的主要瓶颈在于缺乏标准化、可自动化的实验流程。为此，研究团队开发了OSAR平台，整合PARBiG计算机辅助设计、自动化DNA片段处理与酿酒酵母同源重组组装，并结合并行发酵和LC–MS分析，建立了贯穿“设计—构建—测试”（DBT）的自动化工作流程，可在约10天内实现从基因簇序列到异源表达菌株的转化，为大型复杂BGC的快速重构与天然产物发现提供了标准化技术方案。罗小舟研究员、高昊教授等为论文的共同通讯作者，深圳先进院助理研究员黎志波为论文第一作者。

一步法自动化重构大型基因簇 深圳先进院加速挖掘微生物“生命暗物质”

图2 OSAR平台总览

中国科学院深圳先进技术研究院医药所蔡林涛团队联合深圳市第三人民医院/传染和感染性疾病国家临床医学研究中心郑明彬、赵鹏飞团队，构建了可吸入的智能可编程细胞膜纳米海绵（ACNPs），实现冠状病毒源头捕获与内吞级联阻断，在Advanced Science上发表了题为“Intelligent Programmable Membrane Nanosponge for Early Virus Blocking”的研究成果。

冠状病毒经S蛋白结合宿主ACE2受体并由TMPRSS2介导膜融合入胞。研究团队用高密度展示ACE2的工程化细胞膜包裹抑制剂卡莫司他，构建了黏液穿透型纳米海绵（ACNPs）：表面多价ACE2竞争性捕获游离病毒，核心缓释卡莫司他抑制TMPRSS2以阻断膜融合与内吞，体外抗活病毒活性提升22倍、阻断率超99%。小鼠模型中，雾化吸入ACNPs驻留肺部超72小时并重塑抗病毒免疫微环境，对新冠病毒野生型、Delta、Omicron EG.5及人冠状病毒HCoV-NL63清除率达93%~99%以上，显著减轻肺损伤并提高存活率，且长效安全性良好。该研究从源头切断侵染链条，为广谱冠状病毒及未来潜在“X病毒”的主动预防与早期干预提供了通用策略。蔡林涛研究员、郑明彬教授和赵鹏飞副研究员为论文的共同通讯作者，博士生陈泽、何卓俊与助理研究员郭慧敏、石敏为共同第一作者。

图3 智能可编程纳米海绵（ACNPs）通过中和病毒与阻断内吞，在源头早期抑制广谱泛ACE2依赖性冠状病毒的感染

中国科学院深圳先进技术研究院医药所李洋团队在Molecular Therapy上发表了题为“Inhaled nanosilica transforms the lung into a bioreactor that programs memory-like NK cells for cancer immunoprevention”的研究成果。

该研究针对传统体外扩增细胞因子诱导的记忆样自然杀伤（CIML NK）细胞流程繁琐、造价高昂等临床转化瓶颈，提出了一种利用吸入式无定形纳米二氧化硅（nSiO₂）调控肺部“巨噬细胞-NK细胞轴”的全新策略。该策略实现了记忆样NK细胞在体内的原位高效诱导与重编程，建立了长效的癌症免疫预防、术后防复发保护及与免疫检查点抑制剂的协同治疗，为下一代无需体外细胞制造的细胞免疫治疗提供了全新的通用蓝图。本研究打破了传统“体外制造细胞再回输”的固化范式，系统揭示了通过吸入无定形纳米材料调控内源性“肺泡巨噬细胞-NK细胞轴”实现记忆样NK细胞原位重编程的免疫学机制。研究阐明了其细胞回路、细胞因子逻辑、材料理化决定因素及安全性特征，不仅为高危人群的癌症预防、术后辅助治疗及新型无需体外细胞培养的免疫药物开发开辟了全新路径，也为基于器官原位重编程的下一代细胞免疫治疗提供了重要的理论依据与技术平台。李洋研究员为论文的通讯作者，深圳先进院袁枫助理研究员为论文的第一作者。

Molecular Therapy | 深圳先进院揭示纳米二氧化硅经肺黏膜巨噬-NK轴实现体内记忆样NK细胞诱导及抗肿瘤免疫

图4 吸入无定形纳米二氧化硅通过“肺泡巨噬细胞-NK细胞轴”原位重编程记忆样NK细胞，实现肿瘤免疫预防与协同治疗

中国科学院深圳先进技术研究院医工所保吴垠、王海峰团队联合上海科技大学胡鹏团队，提出Wave-Co-CAIPI方法，在5T磁共振上实现1mm各向同性的三维化学交换饱和转移（CEST）成像，k空间采样加速最高达9倍。在IEEE Transactions on Biomedical Engineering上发表了题为“Highly Accelerated 1-mm Isotropic 3D Chemical Exchange Saturation Transfer MRI Using Wave-Co-CAIPI at 5 Tesla”的研究成果。

三维CEST需在多个频率偏移下反复采集数据，高分辨率扫描耗时较长。新方法结合Wave-CAIPI波编码、中心向外的k空间重排序和钥孔（keyhole）采样，优先采集低频信息以保留CEST对比，并用参考图像补足高频信息。与传统 2D-CAIPI 相比，该方法在 9 倍加速时显著减轻模糊和混叠伪影，使酰胺质子转移加权（APTw）和谷氨酸加权（gluCEST）图像的组织对比更均匀、更符合生理预期。在健康志愿者中，两种加权信号在白质和灰质中的个体间变异均较低。该方法无需预训练数据，为高场脑代谢成像的临床应用提供了技术基础。胡鹏教授、王海峰研究员、吴垠研究员为论文的共同通讯作者，上海科技大学硕士研究生谢琢成为论文的第一作者。

图5 三维 CEST 脑成像对比（酰胺质子转移加权与谷氨酸加权）