VIEW:癌症治疗中的蝴蝶效应:用于级联促进催化治疗肿瘤的纳米材料

癌症是全球首要的致死性疾病,针对其治疗的新技术和材料是目前瞩目的热点。在过去的几十年中,纳米材料帮助人们解决了诸如化疗药物传递困难、放疗效率低等问题,也提供了新兴疗法(如光疗和气疗)。但大多数常规治疗都存在瓶颈,如肿瘤部位的缺氧和酸性微环境导致的疗效有限、肿瘤的多药耐药以及不可避免的副作用。

催化治疗是解决这些问题的一种新兴策略,通过将无毒或低毒的内源性物质转化为剧毒分子杀死肿瘤细胞,可以在提高治疗效果的同时减少副作用。利用肿瘤部位高酸性、高表达乳酸和过氧化氢(H2O2)等明显不同于正常组织的肿瘤微环境(TME),可以实现有针对性地治疗肿瘤。这些特殊的化学物质和条件可以用来引发一系列催化反应,如Fenton反应和乳酸氧化,从而实现区域选择性的激活治疗。此外,传统治疗的不利条件(缺氧和酸性微环境)也可以通过催化反应逆转或正常化,以提高治疗效果。

目前,单一治疗手段的效果都已经触碰瓶颈,通过使用纳米粒子将催化反应与治疗手段级联起来,可以进一步提升治疗效果。例如H2O2是一个可以被利用,实现特异性的化动力治疗的内源性物质,但其总量不足以实现有效的治疗,这一问题可以通过催化反应来解决。例如可以通过催化葡萄糖或乳酸氧化提供额外的H2O2用于治疗。H2O2的催化分解还可以与其他疗法(如化动力疗法、光动力疗法、声动力疗法和气体疗法)进一步级联。为了提高催化疗法的疗效,当前许多研究已经开发了多样的级联策略来提供更多的H2O2或氧气等,用于改善缺氧肿瘤的微环境或与其他疗法协同作用。

针对种类纷繁的纳米材料和日新月异的级联策略,本文对肿瘤治疗中可取的催化促进治疗的级联策略和相关纳米材料进行了总结与分析。根据纳米材料的化学分类、结构、长循环和局部保留等特点,讨论了纳米材料的制备和级联反应。总结了不同纳米材料的各种组分,以及不同功能的成分如何合理整合,从而实现有效的级联增强癌症治疗,以期获得高选择性和协同效应的治疗效果。

研究者相信,该综述为设计用于级联促进催化治疗肿瘤的纳米材料带来了系统的归纳总结及展望、为治疗癌症开启了一个拓宽了思路。相关论文已发表在VIEW上。(DOI: 10.1002/VIW.20200133)论文第一作者为浙江大学交叉学科的博士生童宗睿,论文通讯作者为浙江大学高分子系毛峥伟教授和浙江大学附属第二医院王伟林教授。

原文链接:https://doi.org/10.1002/VIW.20200133

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