Nature Nanotechnology | 铁-银修饰量子点通过受控的超声诱导氧化，作为抗癌多重治疗中的高效催化剂

化疗动力学疗法和声动力学疗法是两种有前景的肿瘤治疗策略。然而，缺乏高效的声敏剂和对化动力学治疗的控制，限制了其应用。我们合成掺杂银锌硒化物的量子点与原子分布的表层铁，并证明它们作为高效的声敏化剂、催化剂和免疫试剂。利用原位自组装肽进行表面修饰，可促进肿瘤中的积累。表层 FeIII 保持稳定，仅在超声处理下转化为 FeII，超声停止后恢复为 FeIII。在超声刺激下，表层 Fe 发生价变，伴随着缺氧肿瘤微环境的改善和声动力学治疗有益的羟基自由基的产生。此外，银掺杂抑制了激子的非辐射重组，从而改善了单重态氧的产生。与此同时，硒促进了强大的全身免疫反应以抑制肿瘤转移。该纳米平台能够控制原子分散催化剂的价交换，是化学动力学/声动力学/免疫疗法的有效工具。

在肿瘤治疗领域，化学动力学疗法和声动力学疗法是两种颇具前景的策略，但传统声敏剂效率不高，且化学动力学过程难以精确控制，限制了其实际应用。肿瘤微环境中的过氧化氢浓度高、缺氧等特征，虽为催化治疗提供了条件，但也常使肿瘤细胞对放疗、化疗等产生抵抗。单原子催化剂因其极高的原子利用率，在仿酶催化治疗中受到关注，尤其是铁基催化剂能高效催化芬顿反应，然而其在正常组织中也可能因过氧化氢的存在而产生非特异性毒性。

针对这些问题，研究人员最近开发了一种新型纳米平台，将银掺杂的硒化锌量子点与原子级分散的表面铁结合，并修饰了可被基质金属蛋白酶切割的自组装肽。这一设计使得纳米颗粒在到达肿瘤部位后，能通过酶触发形成聚集体，显著增强在肿瘤内的滞留。其中，表面三价铁在正常情况下保持稳定，仅在超声波作用下转化为二价铁，从而在肿瘤微环境中触发可控的芬顿反应，产生具有细胞毒性的羟基自由基。与此同时，银的掺杂在量子点内形成了中间能级，有效抑制了激子的非辐射复合，提升了单线态氧的生成效率，增强了声动力学治疗效果。

实验结果显示，这种复合纳米材料不仅能在超声波控制下实现铁价态的可逆转换，从而按需产生活性氧，还能有效催化分解肿瘤内的过氧化氢，产生氧气以缓解肿瘤缺氧，为声动力学治疗创造有利条件。在细胞实验中，该材料展现出良好的生物安全性，仅在超声波与过氧化氢共存时才对肿瘤细胞产生显著的杀伤作用，并能诱导细胞线粒体功能障碍和凋亡。

在动物模型中，得益于自组装肽的设计，该纳米颗粒在肿瘤部位表现出优异的富集与滞留能力。其持续缓解肿瘤缺氧、高效产生活性氧的特性，使得在荷瘤小鼠中联合超声波治疗能近乎完全抑制局部肿瘤生长，并显著延长小鼠生存期。更重要的是，硒化锌中的硒元素在局部治疗后，能够有效激发系统性免疫反应。在转移性肿瘤模型中，该材料不仅通过化学动力学与声动力学协同作用清除原发灶，还通过硒介导的免疫增强，成功抑制了远端转移瘤的生长，展现了化学动力学、声动力学与免疫治疗三者协同的强大潜力。

这项研究巧妙地将原子级分散催化、超声波外场控制、酶响应自组装以及元素免疫调节等多种策略融为一体，构建了一个智能、高效的多功能纳米治疗平台。它不仅解决了传统声敏剂效率低、催化反应不可控的难题，更通过激发抗肿瘤免疫，为对抗肿瘤转移提供了新思路。该工作为发展下一代精准、协同的肿瘤疗法奠定了重要的材料与技术基础。

参考消息：

DOI: 10.1038/s41565-025-01943-y