Angew Chem Int Ed: 人工酶催化级联反应用于抗癌免疫治疗
发布时间：2020-04-25
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恶性肿瘤（癌症）是严重威胁人类健康的重大疾病之一。传统的抗癌治疗手段包括手术治疗、化疗和放疗。然而，肿瘤易产生复发和转移，严重限制了抗癌治疗效率。近年来，利用人体自身免疫系统，开展抗肿瘤免疫治疗，为抑制肿瘤复发和转移提供了新的思路。然而，
恶性肿瘤（癌症）是严重威胁人类健康的重大疾病之一。传统的抗癌治疗手段包括手术治疗、化疗和放疗。然而，肿瘤易产生复发和转移，严重限制了抗癌治疗效率。近年来，利用人体自身免疫系统，开展抗肿瘤免疫治疗，为抑制肿瘤复发和转移提供了新的思路。然而，单独免疫治疗的效果较差，其主要原因在于肿瘤处于免疫抑制状态，并存在免疫逃逸机制，抑制了体内抗肿瘤免疫的产生。
基于此问题，中南大学刘又年教授团队（第一作者：文梅博士生，通讯作者：陈万松副教授、刘又年教授）提出利用人工酶的催化级联反应开展抗肿瘤免疫治疗。研究人员首先设计制备了一种具有近红外二区（NIR-II）吸收的Cu2-xTe纳米粒。研究发现，Cu2-xTe纳米粒具有谷胱甘肽氧化酶（GSHOx）和过氧化物酶（POD）双重模拟酶活性。在NIR-II光照下，Cu2-xTe纳米粒的酶活性可以被进一步增强。通过Cu2-xTe纳米粒的双重酶催化级联反应，有效促进了肿瘤细胞内谷胱甘肽的氧化，并产生羟基自由基，提高瘤内氧化压力。细胞和动物实验结果显示，Cu2-xTe人工酶促进了肿瘤细胞凋亡和释放肿瘤相关抗原，并通过氧化压力重新激活免疫系统，产生抗肿瘤免疫。该治疗策略不仅有效消除了原发性肿瘤，同时可以有效抑制远端转移瘤的生长，并降低了肿瘤复发。因此，该工作报道了一种新的NIR-II光控人工酶，并首次将人工酶应用于抗肿瘤免疫治疗，开辟了催化免疫治疗的新方向。相关工作发表在国际顶级学术期刊Angew. Chem. Int. Ed. (Doi: 10.1002/anie.201909729)上。
图1. Cu2-xTe人工酶用于肿瘤催化免疫治疗示意图：Cu2-xTe通过级联反应消耗肿瘤胞内GSH并产生羟基自由基，消灭原发性肿瘤并激活抗肿瘤免疫，抑制肿瘤转移和复发
图2. Cu2-xTe人工酶用于体内催化免疫治疗肿瘤：a-b) 原发性肿瘤和远端转移瘤生长曲线，c) 小鼠存活率曲线，d-f) 抑制肿瘤复发及肺部转移，g) 记忆T细胞产生
此外，团队成员（欧阳江博士生、刘又年教授）与哈佛医学院的Wei Tao博士等合作，通过超声剥离法快速制备得到了一种新型的二维纳米材料锗烯，表现出良好的光热性能和生物相容性，可用于肿瘤的光热治疗。相关成果发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2019, 58, 13405-13410上。
相关课题得到了国家自然科学基金（21807117，21636010），湖南省自然科学基金（2018JJ3631）以及中南大学粉末冶金国家重点实验室的资助和支持。
Link:
1) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201909729
2) https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.201908377