近日，中国科学院上海硅酸盐研究所陈雨研究员、施剑林研究员等在英国皇家化学会综述类刊物 Chemical Society Reviews 发表综述文章，总结了近期一系列经由内源性肿瘤微环境或外源性物理照射触发纳米诊疗平台在肿瘤内部发生特异性的原位化学反应，从而达到癌症治疗目的的系列研究进展，并对该前沿研究领域在今后可能会遇到的挑战和发展方向进行了详细地讨论。
Nanoparticle-triggered in situ catalytic chemical reactions for tumour-specific therapy
Han Lin, Yu Chen* and Jianlin Shi*
Chem. Soc. Rev., 2018, Advance Article
DOI: 10.1039/C7CS00471K
感谢陈雨研究员对本篇报道的细致审阅及修改。
“纳米催化医学“
癌症是少数现代医学仍然无法攻克的疾病之一，癌细胞以其复杂多样的代谢方式和生态微环境给癌症的治疗带来极大的困难。在目前癌症的治疗策略中，化疗仍然是一种最常用的手段之一。但常规的癌症化疗，在高毒性的药物作用于全身造成强烈毒副作用的同时，病灶的药效却随之大幅降低。事实上，强毒副作用与低化疗效果成为了癌症病人的主要死亡原因之一。因此，开发无毒、安全和高效的癌症治疗体系尤为重要。
中国科学院上海硅酸盐研究所的施剑林研究员、陈雨研究员团队提出了“纳米催化医学”的新型肿瘤治疗策略，利用多元化、高选择性和高特异性的催化反应实现安全、无毒药物在肿瘤区域微环境刺激下原位转化为有毒物质，从而达到选择性杀死肿瘤细胞而不对正常组织产生毒副作用的目的。
▲ GOD-Fe₃O₄@DMSNs 纳米催化剂靶向聚集在肿瘤组织，发生连续的生物催化和化学催化反应后所产生的羟基自由基能够原位杀死癌细胞
Nat. Commun., 2017, 8, 357
利用这种研究策略，该团队开展了系列无毒副作用肿瘤化疗的前沿探索工作，并取得了瞩目的成果。如将合成的枝状介孔二氧化硅纳米粒子作为药物输运系统载体，依次负载直径 2 nm 的超小四氧化三铁纳米粒子和葡萄糖氧化酶，构建一种新型的纳米催化剂。该催化剂利用肿瘤细胞内旺盛的葡萄糖原料和微酸性代谢环境，进行连锁高效的催化反应，所产生高毒性羟基自由基可以诱导肿瘤细胞的凋亡，并且不会对正常的组织和器官造成损害（Nat. Commun., 2017, 8, 357）；利用介孔氧化硅纳米颗粒作为载体，将无毒的金属卟啉分子输运至癌症病灶，在常规的超声外场作用下，瘤内催化产生大量单线态氧自由基，安全高效杀灭肿瘤（J. Am. Chem. Soc., 2017, 139, 1275-1284）；创新性地合成得到无毒的非晶铁纳米颗粒，进入肿瘤后，这种纳米颗粒在肿瘤弱酸性环境下释放出二价铁离子，催化肿瘤过表达的过氧化氢，原位产生活性氧组分，同样达到安全高效杀灭肿瘤的目的（Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 2101-2106）。
▲ 本篇综述文章中总结的通过内部肿瘤微环境或外部触发细胞内和肿瘤组织微环境中的原位化学反应，及其在癌症治疗中的多项应用
在本篇综述中，作者们总结了近期设计合成具有代表性的纳米诊疗平台方面的最新进展，这些研究成果中包括设计独特的结构、构成、物理化学性质和用于治疗癌症的多功能催化化学反应（主要通过内源性肿瘤微环境触发或者外源性物理照射触发）在实际应用中的生物学行为。同时，对这一新兴癌症诊断模式在今后可能遇到的挑战及其发展进行了详细地讨论，为该研究领域的发展提供尽可能多的帮助。
部分内容摘自中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林、陈雨研究团队的相关科研报道
本篇综述
作者们集中重点介绍了纳米催化医学研究领域的最新进展，偏重于讨论通过纳米平台催化/触发肿瘤组织或癌症细胞内原位化学反应从而进行癌症诊疗这一全新的研究方向。主要包括肿瘤饥饿疗法、化学动力学疗法、气体疗法、缓解癌缺氧、肿瘤微环境响应性诊断成像和刺激响应药物释放，以及由其它外部刺激触发的治疗剂等几类方向。具体总结如下图所示：
▲ 纳米颗粒增强催化化学反应用于肿瘤治疗的最新研究进展及其在今后的发展
通讯作者简介
陈 雨
中国科学院上海硅酸盐研究所
研究员，博士生导师
国家自然科学基金优秀青年基金获得者
国家万人计划青年拔尖人才
上海市优秀学术带头人
个人简介：
2012 年于中国科学院上海硅酸盐研究所获得博士学位。入选中国科学院上海硅酸盐研究所所百人计划，获得“国家重点研发计划青年科学家专项”、“首批中国科学院卓越青年科学家”、“上海市青年科技启明星（A 类）”、“上海市青年拔尖人才”、“首批中国科协青年人才托举工程”、“上海市人才发展基金计划”、“中国科学院卢嘉锡青年人才奖”等人才和基金支持。以第一或通讯作者在Nat. Commun., Chem. Soc. Rev.(2), Acc. Chem. Res., Adv. Mater.(12), J. Am. Chem. Soc.(4), Angew. Chem. Int. Ed., Nano Letters, Adv. Funct. Mater.(3), ACS Nano(5), Nano Today, Chem, Biomaterials (10) 等学术期刊上发表论文 75 篇，第一或通讯作者论文中影响因子(IF)大于 10 的论文 33 篇，论文被引用 7100 余次，H-index 为 43。
主要研究领域：
围绕生物医用微/纳功能材料的可控制备、生物学效应及其在生物医学中的应用，发展了多种新型的制备方法获得了一系列具有重要临床应用前景的生物材料体系，并针对肿瘤、心脑血管疾病、组织工程等重大疾病领域发展了多种高效的诊疗新方法、新技术和新模式。
施剑林
中国科学院上海硅酸盐研究所
研究员，博士生导师
国家杰出青年基金获得者（1996）
个人简介：
1983 年 毕业于南京工业大学；
1989 年 上海硅酸盐研究所获得博士学位；
1989 ~ 1992，中国科学院上海硅酸盐研究所，助理研究员；
1993 ~ 1994，德国斯图加特马普金属所，访问学者；
1994 ~ 至今，中国科学院上海硅酸盐研究所，研究员。
曾任中国科学院上海硅酸盐研究所所长，高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室主任。
主要研究领域：
曾从事先进陶瓷材料制备科学，烧结理论，结构陶瓷高温可靠性评价透明陶瓷等研究（1983-2005），现主要从事无机纳米材料，介孔材料与介孔主客体复合材料的合成、非均相催化性能，介孔纳米颗粒的可控合成及其生物相容性、多功能化、药物输运和纳米诊疗剂等方面的研究（1989 至今）。共发表学术论文超过 450 篇，论文被引用 24000 余次，H 因子为 84 (2017)。主持了超过 30 个国家、省部级项目，并获得了多个国家和省部级的奖励．
来源：RSC英国皇家化学会
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