Pt(II) 配合物在肿瘤临床治疗中被广泛应用，但同时也存在毒副作用大、肿瘤蓄积差、易耐药等缺点。Pt(IV) 前药需在肿瘤微环境中被还原成具有治疗活性的Pt(II)，才能发挥疗效。目前Pt(IV)的还原激活方法可分为两种：1）化学还原法：化学还原时空可控性差，还原速率和效率难以人为调控；2）光还原法：迄今为止，用于光还原的激发光的最大波长仅为808 nm，穿透深度不足1 cm，只能应用于浅表层肿瘤和小尺寸肿瘤。为了实现对深层肿瘤以及大肿瘤的精准治疗，在高效递送Pt(IV)进入肿瘤部位的基础上，人们还亟需发展具有时空可控与深层穿透能力的Pt(IV)激活新方法。 

　　在国家自然科学基金委、科技部等项目的支持下，化学所高分子物理与化学实验室肖海华课题组近年来紧紧围绕生物医用材料和生物安全材料的研究主题，开展了“靶向肿瘤进化的创新纳米药物”和“纳米药物的多组学研究”的创新探索，在铂类药物载体设计(Nat. Biomed. Eng. 2021, 5, 1048)、精准递送(Adv. Mater. 2023, 35, 2210267)、示踪成像(Adv. Mater. 2022, 34, 2203820)、可控还原(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202201486)、协同增敏(Adv. Mater. 2023, 2212267; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202203546)、抑制耐药(Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202300662; Adv. Mater. 2022, 34, 2105976; Adv. Mater. 2021, 33, 2100599)等方面取得了系列研究进展。 

　　最近，肖海华课题组和合作者开发了一种声敏剂血红蛋白（HGB）负载脂肪链Pt(IV) 前药Pt1形成的纳米颗粒NP^s。该纳米颗粒在静脉注射后可靶向富集到肿瘤部位，且可在超声作用下导致Pt(IV)还原释放出较高活性的Pt(II)，从而杀伤肿瘤细胞，最大程度地根除肿瘤。该团队进一步通过密度泛函理论计算探究了声敏剂在超声下还原Pt(IV) 的可能机制：声敏剂在超声作用下激发到单重态并经过系间窜越转变为三重态，随后在生物还原剂的作用下 转变成自由基阴离子，并进一步将电子转移给所负载的Pt(IV)，导致Pt(IV)被还原为Pt(II)。相关研究成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed., 2023, e202301074，论文第一作者为博士生梁刚豪，通讯作者为德国波鸿鲁尔大学Johannes Karges教授和化学所肖海华研究员。 

NP^s靶向肿瘤部位后在深层穿透超声作用下触发Pt(IV)还原治疗肿瘤的原理图

高分子物理与化学实验室

2023年4月12日