近日，深圳技术大学健康与环境工程学院胡俊青教授与哈恩娜助理教授科研团队创新性地通过一步合成法设计制备了PtMnIr三元合金纳米酶，用于解决癌症纳米诊疗制剂功能单一、肿瘤易复发和远端转移等科学问题。该研究结果在国际顶级材料领域期刊《Advanced Materials》(影响因子：29.40；中科院1区)上以“Spark” PtMnIr Nanozymes for Electrodynamic-Boosted Multi-Enzymatic Tumor Immunotherapy”为题在线发表。深圳技术大学/深圳大学联培博士生李丹阳同学为论文第一作者，深圳技术大学健康与环境工程学院哈恩娜助理教授与胡俊青教授为共同通讯作者，深圳技术大学为第一作者单位、第一完成单位和第一通讯单位。

癌症已经成为世界范围内主要危害人类健康与生命安全的公共卫生问题之一。传统的癌症治疗方法包括手术、化疗以及放疗等。这些传统的治疗存在诸如治疗风险高、对人体创伤大、治疗过程中使患者免疫力降低、单一治疗方式治疗不彻底、肿瘤易复发和远端转移等问题。近年来，基于纳米技术的微创、无创治疗手段受到广泛关注与研究，例如光热治疗、光动力治疗与超声治疗等。然而，由于这些刺激源本身的限制以及肿瘤部位独特的微环境，导致这些新型治疗方案的实际效果受限，例如近红外激光辐照范围和穿透深度有限，而肿瘤一般呈现不规则生长，限制了其疗效；同时肿瘤细胞会过度分泌谷胱甘肽等还原性物质和热休克蛋白等，提高自身对活性氧自由基和高温的抵抗力，导致肿瘤治疗不彻底、易复发、远端转移。近年来，基于纳米酶的酶催化治疗因其能主动重构和积极利用肿瘤微环境的特点而引起研究者的极大关注。

深圳技术大学健康与环境工程学院胡俊青教授与哈恩娜助理教授科研团队设计制备的PtMnIr三元合金纳米酶具有独特的“内循环”催化途径，兼具过氧化物酶、过氧化氢酶、氧化酶、超氧化物歧化酶以及谷胱甘肽过氧化物酶等类酶活性，具有优异的持续高效产生活性氧自由基（ROS）和消耗谷胱甘肽（GSH）的能力。在低压交流电刺激作用下，PtMnIr纳米酶表面金属离子的价态发生变化，产生大量高催化活性的金属离子（如Mn3+、Ir3+），极大地增强酶催化活性。PtMnIr纳米酶还能够通过电动力效应产生更多的ROS，实现在肿瘤微环境下的酶动力和电动力协同治疗，有力地解决了单一治疗方式治疗不彻底的重大问题。

科研团队表示，由于肿瘤部位爆发的ROS和过度消耗的GSH，导致谷胱甘肽过氧化物酶4的失活和脂质过氧化，共同促使了肿瘤细胞铁死亡的发生。蛋白质组学研究表明，PtMnIr纳米酶通过激活环磷酸鸟苷-腺苷酸合成酶-干扰素基因刺激因子通路，导致促炎性细胞因子的高表达，刺激树突状细胞成熟，增强抗原呈递，提高天然免疫力，强化肿瘤免疫治疗，极大地抑制了肿瘤的复发生长和远端转移。借助小鼠黑色素瘤模型，PtMnIr三元合金纳米酶表现出杰出的酶催化/电动力/免疫治疗效果。该研究从三元合金材料设计、肿瘤损伤机制研究到临床前应用验证等多个方面都显示出独特的创新性，开辟了利用单一纳米酶实现多模态癌症治疗的新研究方向。

本研究得到了国家自然科学基金项目、广东省教育科研重点项目、深圳湾实验室开放基金项目、深圳技术大学高层次人才科研启动项目和深圳技术大学研究生校企合作研究基金项目等的资助与支持。

稿件来源：健康与环境工程学院