聞癌色變，癌症是當今社會人們最關注的疾病之一。傳統癌症治療包括手術治療、化療和放療。但是，術後腫瘤的轉移和複發是當前癌症治愈率低的主要原因之一。免疫治療，利用人體自身免疫系統，對腫瘤細胞進行追殺，是最有希望解決腫瘤的轉移和複發的方法。然而，單獨免疫治療的效果較差，因為狡猾的腫瘤細胞，為了能在人體免疫系統的防禦中生存、生長下來，采用了一些策略來“逃脫”。它可以僞裝成正常細胞來逃脫T細胞追殺，甚至把免疫細胞誘騙成它的幫兇來進行逃脫。所以要想和腫瘤細胞發生“正面對抗”而取得“勝利”實屬不易，那麼能不能打到敵人内部擾亂軍心呢？

基于此問題，中南大學劉又年教授團隊提出利用人工酶的催化級聯反應開展抗腫瘤免疫治療。研究人員首先設計制備了一種具有近紅外二區（NIR-II）吸收的Cu2-xTe納米粒。研究發現，Cu2-xTe納米粒具有谷胱甘肽氧化酶（GSHOx）和過氧化物酶（POD）雙重模拟酶活性。這些納米粒子的結構與天然酶完全不同，但是擁有天然酶的高效催化活性。它們比天然酶更容易制備，更便宜且更穩定。

Cu2-xTe納米粒可以吸收穿透性更好、生物安全性更高的近紅外二區光照，轉化為熱量，使得Cu2-xTe納米粒的拟酶活性可以進一步增強，通過對腫瘤部位進行體外光照來控制藥物的治療效果，減少了藥物的副作用。

該工作利用腫瘤部位谷胱甘肽和過氧化氫水平高的特性，通過Cu2-xTe納米粒的雙重酶催化級聯反應，有效促進了腫瘤細胞内谷胱甘肽的氧化，并産生羟基自由基，提高瘤内氧化壓力。使得腫瘤從免疫抑制狀态逆轉為免疫激活狀态，實現從敵人内部削弱其核心戰鬥力。

細胞和動物實驗結果顯示，Cu2-xTe人工酶促進了腫瘤細胞凋亡和釋放腫瘤相關抗原，并通過氧化壓力重新激活免疫系統，産生抗腫瘤免疫。該治療策略不僅有效消除了原發性腫瘤，同時可以有效抑制遠端轉移瘤的生長，并降低了腫瘤複發。因此，免疫系統能夠學會防禦轉移并建立“免疫記憶”能夠認出有過“犯罪記錄”的病原體，在二次感染的時候能夠“快準狠”地殺死抗原以防止複發。因此，該工作報道了一種新的NIR-II光控人工酶，并首次将人工酶應用于抗腫瘤免疫治療，開辟了催化免疫治療的新方向。

相關工作發表在國際頂級學術期刊Angew. Chem. Int. Ed.上，第一作者為博士生文梅，通訊作者為陳萬松副教授、劉又年教授。

此外，團隊成員（歐陽江博士、劉又年教授）與哈佛醫學院的Wei Tao博士等合作，通過超聲剝離法快速制備得到了一種新型的二維納米材料鍺烯，表現出良好的光熱性能和生物相容性，可用于腫瘤的光熱治療。相關成果發表在Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 13405-13410上。相關課題得到了國家自然科學基金（21807117，21636010），湖南省自然科學基金（2018JJ3631）以及中南大學粉末冶金國家重點實驗室的資助和支持。

團隊簡介

劉又年教授團隊主要研究方向為多功能納米材料的制備及在環境、能源和生物醫藥中的應用。具體為：(1) CO2的捕獲與轉化（CCC）納米催化體系設計；(2) 抗腫瘤靶向藥物的設計藥物的控制釋放等；(3) 納米生物材料的合成及應用研究; (4)锂離子電池及锂硫電池關鍵材料研究。目前在國際期刊Angew. Chem. Int. Ed. Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Small, Chem. Comm., Anal. Chem., AIChEJ 等刊物上發表論文近200餘篇。團隊承擔國家自然科學基金重點項目，重大研發計劃及國家自然科學基金項目多項。

來源：中南大學官方微信

編輯：李孟垚

責任編輯：李雪梅

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