與正常組織相比，腫瘤組織具有較高的H2O2 濃度。較高濃度的H2O2可以與變價金屬離子（如Mn2+, Fe2+, Cu+, V2+）發生類芬頓反應，產生活性氧自由基用于腫瘤化學動力治療。然而，化學動力治療腫瘤的一大弊端是反應速率較為緩和，治療效果不理想。因此，如何有效地提高化學反應速率對化學動力治療腫瘤尤為重要。

 在前期工作之中，分子影像與核醫學研究中心團隊構建了“富含空位”的超小納米顆粒，“空位”使得納米顆粒在近紅外一區及二區（NIR I及NIR II）具有較強的吸收，可以將近紅外光高效地轉化為熱，用于腫瘤的光聲成像和光熱治療（Adv. Mater. 2016, 28, 8927–8936；Adv. Mater. 2016, 28, 5072–5079），此外，空位還為納米顆粒的摻雜和多功能化提供了廣闊空間（ACS Nano, 2017, 11, 5633-5645; Nanoscale, 2018, 10, 3130-3143）。更重要的是，“富含空位”的超小Cu2-xSe納米顆粒具有優異的生物可降解性和良好的生物相容性（Nano Lett, 2018, 18, 4985-4992）。在近紅外光照下，Cu2-xSe納米顆粒可以與腫瘤內部H2O2和O2反應，通過電子轉移和能量轉移兩種機理產生活性氧（ROS），實現光動力治療腫瘤（Nanoscale, 2019, 11, 7600–7608; ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16367?16379）。在無光照的情況下，超小Cu2-xSe納米顆粒可降解釋放出大量的Cu+離子（Nanoscale, 2019, 11, 11819-11829），與腫瘤內的H2O2通過類芬頓反應產生O2及ROS，實現化學動力治療腫瘤。

 在上述研究基礎之上，該團隊圍繞化學動力治療中反應速率低的關鍵科學問題，采用腫瘤細胞膜(CM)包裹表面負載葡萄糖氧化酶(GOD)的超小Cu2-xSe納米顆粒(CS)，構建了“大成若缺、富含空位”的高性能仿生納米催化劑（CS-GOD@CM，圖1），利用細胞膜的同源靶向性提高納米催化劑在腫瘤部位的富集量及富集時間，增加腫瘤部位的H2O2濃度；通過高靈敏的光聲成像實時監視腫瘤部位H2O2濃度變化（采用血氧飽和度（HbO2）間接表示），并在H2O2濃度最高時，進行NIR II光照提高化學反應速率，增加ROS產量，從而提高腫瘤治療效果。該研究為可視化的腫瘤治療提供了新思路。

圖1 過氧化氫引導近紅外二區光照增強CS-GOD@CM仿生納米顆粒化學動力治療腫瘤。

 蘇州大學放射醫學與防護學院為論文第一單位，博士研究生王婷婷為第一作者，李楨教授為通訊作者。該工作得到國家納米科技重點專項（2018YFA0208800），國家自然科學基金（81471657, 81527901）等項目的資助。