化療副作用有望被克服，新型納米藥精準殺癌，腫瘤消退不傷正細胞

在癌癥治療的方式中，手術、化療、放療等傳統手段始終面臨“殺敵一千，自損八百”的困境。化療藥物缺乏靶向性，在殺死癌細胞的同時會破壞正常細胞，導致脫發、骨髓抑制等嚴重副作用；放療則受限于組織穿透深度，對深層腫瘤療效不佳，且容易損傷周圍健康組織。即使是近年來興起的靶向治療和免疫治療，也面臨著腫瘤耐藥性、適用人群有限等問題。

癌癥化學動力治療（CDT）是近年來興起的一種癌癥治療方法。簡單來說，腫瘤微環境有一個致命弱點，呈現弱酸性且富含過氧化氫（H?O?） 。CDT 療法正是利用了這一特征，通過向腫瘤內部輸送納米催化劑，將原本無毒的 H?O? 直接轉化為毒性極強的活性氧（ROS），以此殺傷腫瘤。這一過程完全依賴腫瘤內源性生化反應，不需要光照、超聲波等外部刺激，完美避開了傳統光動力、光熱治療穿透性差的短板 。

然而，傳統 CDT 療法始終存在兩大短板：它們通常只能制造單一類型的 ROS，要么是羥基自由基 ·OH，要么是單線態氧 1O?，而且很多藥物表面積太小，轉化毒素的效率不高，導致殺傷力不足以徹底根除癌癥。

近日，來自俄勒岡州立大學的研究人員設計并合成了一種名為 Fe(II)-TCPP 的新型金屬有機框架 (MOF) 納米材料，這是首個能在腫瘤微環境中同時、高效產生 ?OH 和 1O? 兩種活性氧的 CDT 納米材料，還通過結構設計大幅提升了催化效率，同時做到了只殺癌細胞，不傷害正常細胞。相關文章發表在 Advanced Functional Materials 期刊。

在結構設計上，Fe (II)-TCPP 采用了獨特的納米針狀形態。與傳統的納米片、粗納米棒不同，這種細長尖銳的結構大幅增加了材料的比表面積，讓更多催化位點能夠暴露在腫瘤微環境中，大幅提升了兩種活性氧的產生效率。

為了保證材料的催化活性，研究團隊還創新采用了氮氣保護的溶劑熱法進行合成，成功避免了二價鐵（Fe2?）被氧化為三價鐵（Fe3?），確保了催化反應的高效性，這也是該合成方法首次應用于此類金屬有機框架材料。

在核心機制上，Fe (II)-TCPP 由二價鐵離子（Fe2?） 和四羧基苯基卟啉（TCPP） 組裝而成，兩者分工明確，分別啟動兩種路徑。

（來源：上述論文）

二價鐵主導“芬頓反應”產 ?OH。二價鐵是芬頓反應的高效催化劑，在腫瘤的酸性、高 H?O? 環境下，能快速把 H?O? 轉化為劇毒的羥基自由基（?OH），直接破壞癌細胞的 DNA、蛋白質。

TCPP 聯合二價鐵觸發“拉塞爾機制”產 1O?。TCPP 的部分羧基基團在腫瘤環境中會被 H?O? 氧化成過氧化物，隨后在 Fe2? 的催化下，通過拉塞爾機制產生單線態氧（1O?） 。

對比之下，傳統的 Cu-TCPP 只能產生 1O?，Fe (III)-TCPP 只能低效產生 ?OH，而 Fe (II)-TCPP 通過巧妙的結構設計，讓兩種產毒機制在同一納米平臺上高效運轉，實現了 1+1>2 的協同治療效果。

（來源：俄勒岡州立大學）

為了驗證這款藥物的療效，研究團隊進行了從體外到體內的全方位測試，結果令人振奮。

在體外細胞實驗中，研究團隊測試了 10 種癌細胞系和 2 種正常細胞系，Fe (II)-TCPP 展現出極強的腫瘤選擇性殺傷能力。

在三陰性乳腺癌、肝癌、前列腺癌等惡性程度較高的癌細胞中，該材料能快速產生大量 ?OH 和 1O?。更令人驚喜的是，Fe (II)-TCPP 對正常的乳腺上皮細胞和腎上皮細胞幾乎沒有毒性，即使在高濃度下，也不會產生活性氧，細胞存活率保持在 75% 以上。

血液相容性測試進一步證實了其安全性，在 100μg/mL 的高濃度下，Fe (II)-TCPP 的溶血率僅為 4%，低于 5% 的行業安全閾值，為靜脈注射治療奠定了堅實基礎。

在體內動物實驗中，研究團隊選用了三陰性乳腺癌小鼠模型，這是乳腺癌中最惡性、最難治的亞型，缺乏明確的靶向治療靶點，復發轉移率高，一直是臨床治療的硬骨頭。

實驗結果顯示，靜脈注射 Fe (II)-TCPP 后，藥物能通過腫瘤的高通透性和滯留效應精準聚集在腫瘤部位，幾乎不沉積在肝、心、肺、腎等重要器官。治療 10 天后，所有小鼠的腫瘤均完全消退，瘤內活性氧量達到 Cu-TCPP 治療組的 3 倍；在長達 40 天的觀察期內，該藥物實現了 99.5% 的腫瘤抑制率 ，絕大多數小鼠未出現復發。

（來源：上述論文）

除了卓越的療效，Fe (II)-TCPP 展現出極佳的生物安全性。在整個治療周期中，小鼠體重平穩，血常規及肝腎功能指標一切正常 。病理切片顯示，心、肝、脾、肺、腎等重要器官均未發現任何損傷，真正做到了只殺瘤，不傷身。

據悉，在對人體進行試驗之前，研究團隊計劃評估該療法對各種癌癥類型，包括侵襲性胰腺癌的治療效果，以證明其對不同惡性腫瘤的廣泛適用性。

1.Wang, C., et al. "Structurally Engineered Ferrous Metal–Organic Framework as a Chemodynamic Therapy Nanoagent for Concurrent Hydroxyl Radical and Singlet Oxygen Generation." Advanced Functional Materials, 2026. DOI: 10.1002/adfm.202529194.

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