纳米酶技术突破：为癌症治疗带来新希望

纳米酶技术突破：为癌症治疗带来新希望

近日，青岛大学付钦瑞教授课题组在《柳叶刀》子刊上发表了一项关于过渡金属基纳米酶的研究成果，为晚期癌症治疗带来了新的希望。这项研究不仅展示了纳米酶在癌症治疗中的巨大潜力，还为提高患者生存率提供了新的解决方案。

付钦瑞教授课题组的研究聚焦于过渡金属基纳米酶的合成、治疗作用机制及其在癌症治疗中的应用。研究发现，过渡金属基纳米酶具有显著的催化治疗价值，能够通过多种治疗方式有效对抗癌症。

过渡金属基纳米酶的制备方法多样，包括水热法、溶剂热法、化学还原法、仿生矿化法和溶胶-凝胶法。这些纳米酶具有氧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶样活性等多种催化机制。通过调节形状、尺寸、电子转移能力、成分和官能团修饰等因素，可以优化纳米酶的催化活性。

在癌症治疗应用方面，过渡金属基纳米酶展现出广泛的应用前景。它们可以用于放射治疗、化学动力学治疗、声动力治疗、光动力治疗、光热治疗、免疫治疗和协同治疗等多种治疗方式。这些治疗方法能够有效抑制肿瘤生长，提高治疗效果。

与此同时，南洋理工大学浦侃裔教授开发了一种创新的聚合物纳米平台，为癌症免疫治疗带来了新的突破。这种聚合物纳米平台能够精准调节特定的免疫细胞，实现精准的癌症免疫治疗。

浦侃裔教授构建的半导体聚合物纳米粒子（SPNe）由两亲性半导体聚合物和DPP4抑制剂西格列汀组成。在近红外光照射下，SPNe能够产生免疫原性死亡，并通过抑制DPP4增加肿瘤内CCL11水平，从而促进嗜酸性粒细胞的趋化和活化。实验结果显示，SPNe介导的光-免疫治疗能够有效抑制肿瘤的生长和转移。

此外，浦侃裔教授还开发了聚合物纳米溶酶体靶向嵌合体（nano-LYTAC），用于降解M2巨噬细胞上的膜蛋白，并产生声动力效应。nano-LYTAC能够调节免疫细胞功能，重编程肿瘤免疫抑制微环境。在临床前动物模型中，nano-LYTAC介导的协同声动力-免疫疗法能够抑制M2巨噬细胞和调节性T细胞的功能，促进树突状细胞的成熟和T效应细胞的肿瘤浸润，从而有效抑制肿瘤生长、肺转移，并防止肿瘤复发。

纳米酶是一类新型催化剂，能够在生理或低温/高温条件下催化酶的底物，作为天然酶的替代品服务于人类健康。与天然酶相比，纳米酶具有更高的稳定性、可控性、多功能性，并且更容易大规模生产。在肿瘤治疗方面，纳米酶通过催化过氧化氢产生活性氧自由基来杀伤肿瘤细胞，展现出巨大的应用潜力。

中国科学院生物物理研究所阎锡蕴院士/范克龙研究员团队的研究进一步揭示了纳米酶的催化机制。他们模拟中性粒细胞多酶级联的杀伤机制，开发了一种同时具有类SOD和类MPO活性的纳米酶。通过调整合金比例，研究人员发现Au1Pd3合金纳米酶具有最高的级联活性，能够有效杀伤肿瘤细胞。这种纳米酶不仅能够模拟中性粒细胞的SOD-MPO级联杀伤作用，还能通过产生次氯酸和单线态氧引起DNA损伤和细胞凋亡，显著抑制肿瘤生长，延长荷瘤小鼠的生存期。

阎锡蕴院士团队的综述文章还指出，纳米酶在体内应用研究中展现出广阔的前景。纳米酶能够调节氧化应激，适用于治疗多种疾病，如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病和糖尿病等。通过调整纳米结构或改变催化环境，纳米酶能够展现出多样化的生物催化功能。此外，纳米酶还具有低免疫原性和易于在病灶部位富集的特性，使其在催化医学应用中相较于传统酶和小分子药物更具优势。

尽管纳米酶在癌症治疗中展现出显著的疗效，但仍面临一些挑战。例如，需要进一步提高纳米酶在病理微环境中的特异性和靶向性，同时需要阐明纳米酶的催化机制。此外，纳米酶的体内应用设计还需要克服生物成分对其稳定性和催化活性的干扰，实现对不同组织的靶向定位，并保持生物相容性和生物降解性。

然而，随着研究的不断深入和技术的不断发展，纳米酶在癌症治疗中的应用前景十分广阔。通过精准定量监测体内催化反应过程和确保纳米材料的安全性，纳米酶有望成功实现临床转化，为癌症患者带来更有效的治疗方案和更好的生存质量。

纳米酶技术的突破性进展为癌症治疗带来了新的希望。随着研究的深入和临床应用的推进，纳米酶有望成为癌症治疗的重要工具，为提高患者生存率和生活质量做出重要贡献。