新型二维材料在多模式肿瘤治疗中取得进展

近日，中国科学院国家纳米科学中心陈春英研究组和杨蓉研究组在二维材料在多模态肿瘤治疗中的应用方面取得了新进展。相关研究成果发表在《今日纳米》杂志上，题为“用于‘三合一’多模式肿瘤治疗的多功能BP/PD-FPEI-CpG纳米复合材料”。

纳米催化治疗作为一种新的肿瘤治疗策略，备受关注。在该策略中，纳米材料模拟生物酶的催化过程，肿瘤部位过量表达的H2O2可原位转化为活性氧(ROS)自由基，从而诱导肿瘤细胞凋亡，可降低传统疗法对正常组织的毒副作用。然而，由于肿瘤微环境中的H2O2浓度普遍较低，且肿瘤具有多样性、复杂性和异质性的特点，因此单模纳米催化治疗的效率受到限制。因此，迫切需要发展多模式的综合治疗策略来增强抗肿瘤效果。如何有效整合多模式肿瘤治疗并解释其协同机制是肿瘤治疗领域一个关键且富有挑战性的研究方向。

二维黑磷纳米片是一种新型的类石墨烯层状材料，表现出许多独特的物理化学性质和生物效应，如高表面积、可生物降解、良好的生物相容性、光热和光动力效应等。钯(Pd)纳米片是另一类性质独特的二维材料，具有很高的比表面积，表面大量的配位不饱和金属原子使其表现出很高的催化活性(包括类酶催化活性)。同时，钯片具有良好的生物相容性和光热效应，在生物医学领域具有广阔的应用前景。研究人员构建了基于黑磷/钯纳米片的多功能二维纳米平台，提出了集光热/光动力/化学动力学模式于一体的肿瘤治疗三位一体多模式创新策略。

研究人员采用液相法剥离黑磷片，在室温下通过原位还原过程在黑磷片上形成二维Pd纳米结构。p原子可以同时作为Pd原子的支撑位点和Pd生长的配体。同时，同步辐射实验证实了Pd-P配位键的形成。研究表明，改变Pd/P的投料比，利用BP片的空间/电子效应，可以有效地减小Pd片的尺寸。发现异质纳米片通过强界面Pd-P相互作用在肿瘤微环境中表现出增强的级联酶活性。通过类过氧化氢酶和类氧化酶的催化作用，产生足够的活性氧(ROS)，包括超氧阴离子(O2-)和单线态氧(1O2)，作为治疗物种。Pd的加入改善了黑磷片原有的光热特性。此外，通过功能化氟化聚酰亚胺和负载胞嘧啶-磷酸鸟嘌呤作为佐剂，扩展了这种独特的二维异质纳米平台的功能，提高了肿瘤的治疗效果。该工作为多模式肿瘤治疗平台的设计提供了新的思路。

使用BP/Pd-FPEI-CpG纳米平台进行光热/光动力/趋化治疗的多模式肿瘤治疗的示意图