近日，北京大学材料科学与工程学院侯仰龙教授，基于目前纳米技术在肿瘤治疗领域中的研究重点和热点，开展了一项新工作：针对现有技术存在的一些弊端，进行了突破和创新。

具体来说，纳米酶是一种具有类酶特性的纳米材料，它可以突破天然酶稳定性低、成本高以及难以储存的局限，因此逐渐被应用于从生物医学传感、治疗到环境保护等各个领域。

2007年，Fe₃O₄纳米颗粒首次被报道具有类过氧化物酶活性。这证明磁性纳米颗粒是制备纳米酶的有力候选物质。在这一开创性工作的启发下，基于磁性纳米颗粒的过氧化物酶模拟物，得到了学界的广泛探索和研究，比如Fe₃O₄、Fe₂O₃、掺杂铁氧体等。

随后，针对肿瘤微环境的具体特点，包括酸过多、过氧化氢过多、以及过氧化氢酶活性低等，磁性纳米颗粒被设计为通过芬顿反应产生活性氧，从而消除癌细胞。

然而，这种由纳米酶介导的体内单一治疗模式面临着不可避免的挑战。纳米酶需要精确控制，以靶向肿瘤部位，从而有效避免副作用。对于晚期癌症，纳米酶还需要通过激活可接受的全身反应，来抑制原发性肿瘤和转移性肿瘤。因此，设计多功能纳米酶对癌症治疗的优化具有重要意义。

癌症免疫治疗是一种动态激活免疫细胞的系统反应，目的是攻击或阻止癌细胞逃逸，包括单克隆抗体治疗、细胞因子治疗、癌症疫苗、免疫检查点封锁和过继细胞传输。传统的肿瘤免疫治疗取得了良好的治疗效果，但在临床前和临床试验中仍存在一些瓶颈。

例如，免疫检查点封锁衍生的不良事件，会导致免疫平衡打破或免疫反应沉默；一些癌症疫苗由于潜在的不稳定性，容易产生免疫抑制；过继细胞传输则面临着不可预测的细胞因子风暴等风险；此外，改造 T 细胞也会产生巨大的经济压力。

近年来，磁性纳米颗粒凭借其稳定的结构、超小的尺寸、可控的表面修饰潜力和独特的生物学特性，在癌症免疫治疗方面取得了突破。

例如，Fe₃O₄可以增强树突状细胞的抗原递呈功能；Fe₂O₃可以调节肿瘤相关巨噬细胞的极化。但是，在肿瘤免疫治疗领域，磁性纳米颗粒的研究仍处于起步阶段。在肿瘤免疫治疗中，其免疫原性、酶样活性等独特特性的作用有待进一步研究。基于此，该团队开启了本次研究。

据介绍，课题组在立项初期就一直在思考，如何创新地解决目前医工交叉的研究难点。纳米酶的制备是新兴的纳米技术，被广泛用于各种领域。结合现在临床上肿瘤治疗的难点，他们将纳米酶和免疫治疗结合在一起。

基于实验室前期的研究基础，该团队选择了碳化铁作为纳米酶，利用其光热转换性能和类酶活性杀伤肿瘤细胞，以此提供更多的肿瘤碎片作为抗原，激活全身性的免疫反应。

同时，由于介孔二氧化硅具有良好的体内生物相容性和丰富的介孔结构，可以作为智能给药系统，与相变材料聚乙二醇/桂酸结合，实现免疫激动剂的有效负载和 pH/温度控制释放。

据介绍，课题组在介孔硅的表面修饰吲哚菁绿作为近红外二区荧光探针，修饰核素特异性适配体 AS1411 以主动靶向肿瘤细胞。研究中，该团队将重点放在纳米酶的免疫原性以及协同治疗免疫增强机制，从树突状细胞激活状态、巨噬细胞极性转化情况、T 细胞活化和功能、以及免疫抑制性细胞的比例等多方面，系统地揭示了纳米酶的免疫原性和其增强的免疫调控机制。

最后，他们认为从分子层面解释其治疗机制，有助于加深对于该领域的理解。所以，其也通过生物信息学分析，从 RNA 层面和蛋白层面两方面进行了细胞信号通路的研究，从而更深入地解释了纳米酶对肿瘤细胞的影响。

如前所述，研究人员设计出一种免疫调节型纳米酶。从机制上阐明了该免疫调节型纳米酶系统增强的抗肿瘤协同作用，包括内在免疫原性和负载免疫激动剂诱导的免疫应答协同作用，以及过氧化物酶样活性介导的癌细胞分子信号通路内在调节，为临床医学提供重要的治疗策略和理论依据。

虽然目前开展的研究，离实际临床应用还有一段距离。但是，该团队认为深入全面的基础研究是临床应用的前提，故他们希望以后能进一步促使该成果进入转化医学。

近日，相关论文以《免疫调节纳米酶改善鸡尾酒疗法中的全身抗肿瘤免疫反应》（Amelioration of systemic antitumor immune responses in cocktail therapy by immunomodulatory nanozymes）为题，发表在Science Advances上[1]。侯仰龙担任通讯作者，王術（shù）人担任第一作者。