与正常组织相比，肿瘤组织具有较高的H2O2 浓度。较高浓度的H2O2可以与变价金属离子（如Mn2+, Fe2+, Cu+, V2+）发生类芬顿反应，产生活性氧自由基用于肿瘤化学动力治疗。然而，化学动力治疗肿瘤的一大弊端是反应速率较为缓和，治疗效果不理想。因此，如何有效地提高化学反应速率对化学动力治疗肿瘤尤为重要。

 在前期工作之中，分子影像与核医学研究中心团队构建了“富含空位”的超小纳米颗粒，“空位”使得纳米颗粒在近红外一区及二区（NIR I及NIR II）具有较强的吸收，可以将近红外光高效地转化为热，用于肿瘤的光声成像和光热治疗（Adv. Mater. 2016, 28, 8927–8936；Adv. Mater. 2016, 28, 5072–5079），此外，空位还为纳米颗粒的掺杂和多功能化提供了广阔空间（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纳米颗粒具有优异的生物可降解性和良好的生物相容性（Nano Lett, 2018, 18, 4985-4992）。在近红外光照下，Cu2-xSe纳米颗粒可以与肿瘤内部H2O2和O2反应，通过电子转移和能量转移两种机理产生活性氧（ROS），实现光动力治疗肿瘤（Nanoscale, 2019, 11, 7600–7608; ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16367−16379）。在无光照的情况下，超小Cu2-xSe纳米颗粒可降解释放出大量的Cu+离子（Nanoscale, 2019, 11, 11819-11829），与肿瘤内的H2O2通过类芬顿反应产生O2及ROS，实现化学动力治疗肿瘤。

 在上述研究基础之上，该团队围绕化学动力治疗中反应速率低的关键科学问题，采用肿瘤细胞膜(CM)包裹表面负载葡萄糖氧化酶(GOD)的超小Cu2-xSe纳米颗粒(CS)，构建了“大成若缺、富含空位”的高性能仿生纳米催化剂（CS-GOD@CM，图1），利用细胞膜的同源靶向性提高纳米催化剂在肿瘤部位的富集量及富集时间，增加肿瘤部位的H2O2浓度；通过高灵敏的光声成像实时监视肿瘤部位H2O2浓度变化（采用血氧饱和度（HbO2）间接表示），并在H2O2浓度最高时，进行NIR II光照提高化学反应速率，增加ROS产量，从而提高肿瘤治疗效果。该研究为可视化的肿瘤治疗提供了新思路。

图1 过氧化氢引导近红外二区光照增强CS-GOD@CM仿生纳米颗粒化学动力治疗肿瘤。

 苏州大学放射医学与防护学院为论文第一单位，博士研究生王婷婷为第一作者，李桢教授为通讯作者。该工作得到国家纳米科技重点专项（2018YFA0208800），国家自然科学基金（81471657, 81527901）等项目的资助。