近日，四川大学华西医院超声医学科邱逦教授团队在材料学知名期刊Advanced Functional Materials（IF:18.808）上发表医工交叉学科论文“ROS-Catalytic Transition-Metal-Based Enzymatic Nanoagents for Tumor and Bacterial Eradication”，详细总结了活性氧产生机制以及影响因素、过渡金属基纳米结构的设计以及协同声动力、光动力等在抗肿瘤和抗菌治疗的应用，探讨了过渡金属基纳米材料研究目前存在的主要问题和面临的挑战。

随着纳米医学的发展，以产活性氧（reactive oxygen species, ROS）为基础的纳米医药为临床治疗开辟了广阔前景和新的思路。特别是在抗肿瘤和抗菌治疗方面，材料学家和生物学家们开发出一系列具有产ROS性能的生物催化纳米材料，部分纳米材料已实现了临床转化，如Fe3O4用于白血病治疗等。

该研究首先对羟基自由基（·OH）、单线态氧（1O2）、超氧阴离子（·O2-）等ROS产生机制、检测方法及影响因素进行了系统性总结，对比了近年来不同类型的过渡金属基纳米材料的设计（如图一所示）。其次 ，重点介绍了近年来过渡金属基纳米材料产ROS在抗肿瘤和抗菌治疗的应用策略，如利用自身化学动力产ROS用于抗肿瘤和抗耐药菌治疗，联合声动力、光动力、光热动力用于抗肿瘤和耐药菌治疗（如图二和三所示）。最后，分析了产ROS过渡金属基纳米材料面临的挑战和存在的潜在问题，主要包括：（1）过渡金属基纳米材料的催化活性和关键结构的关系有待进一步揭示；（2）过渡金属基纳米材料的催化特异性以及生物利用率有待进一步提高；（3）催化活性和催化机理的评价系统有待进一步完善；（4）过渡金属基纳米材料在体内外的生物效率和生物安全性评价有待进一步规范；（5）为早日实现临床转化，还需要基于临床需求开发具有特定治疗效果和良好生物相容性的纳米材料。

该论文为纳米材料在生物医学领域的发展提供了新的启示和未来的研究方向。

图一 过渡金属基纳米材料的结构设计以及产ROS的增强因素

图二 声动力协同过渡金属基纳米材料抗肿瘤治疗

图三 光动力协同过渡金属基纳米材料抗菌治疗

我院超声医学科李玲博士研究生为该论文第一作者，中国药科大学硕士研究生曹礼健为该论文的共同第一作者，我院超声医学科邱逦教授为该论文的通讯作者，四川大学高分子科学与工程学院程冲研究员为该论文的共同通讯作者，四川大学华西医院为第一作者单位。

原文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202107530