综述:碳基纳米酶在癌症治疗中的当前趋势与未来前景

【字体: 时间:2025年06月04日 来源:Biomaterials 12.8

编辑推荐:

  (编辑推荐)本综述系统阐述了碳基纳米酶(Carbon-Based Nanozymes)在癌症治疗中的突破性进展,其兼具天然酶的高效催化特性与纳米材料的稳定性,通过产生活性氧(ROS)和协同多模态治疗(如PTT/化疗)展现显著优势,为克服传统疗法(RT/CT)的局限性提供了新范式。

  

碳基纳米酶:癌症治疗的新锐武器

Abstract
癌症已成为全球健康的首要威胁,传统疗法如手术、放疗(RT)、化疗(CT)、靶向治疗和免疫治疗均存在固有缺陷。碳基纳米酶凭借其仿酶催化活性、低毒性和可调控性,为癌症治疗开辟了新路径。

Introduction
全球每年新增癌症病例超2000万例,现有疗法面临复发率高、副作用大和个体差异等挑战。纳米技术的兴起为癌症治疗注入新活力,其中碳基纳米酶因其独特的电子传导性和表面活性位点,可模拟过氧化物酶(POD)等天然酶功能,通过催化ROS生成直接杀伤肿瘤细胞。与金属基纳米酶相比,碳基材料更易合成且生物相容性更佳,其活性还可通过金属掺杂(如MOFs衍生碳封装金属)显著提升。

Types of Carbon Nanozyme
碳基纳米酶按活性机制分为四类:

  1. 单原子碳纳米酶:孤立金属原子嵌入碳骨架,最大化原子利用率;
  2. 表面功能化碳纳米酶:通过羟基或羧基修饰增强底物结合能力;
  3. 杂原子掺杂碳纳米酶:氮/硫原子改变电子分布以提升催化效率;
  4. 复合碳纳米酶:与金属或量子点协同作用,实现多酶活性联用。

Categories of Carbon Nanozyme Activities
其催化功能涵盖氧化还原酶(如超氧化物歧化酶SOD)、水解酶和过氧化物酶(POD-like)等。例如,石墨烯量子点可同时模拟葡萄糖氧化酶(GOx)和过氧化氢酶(CAT),通过级联反应消耗肿瘤能量并引发氧化应激。

Synergistic Enhancement in Multi-Modal Therapy
碳基纳米酶的多功能性使其成为多模态治疗的理想载体:

  • 化学动力学治疗(CDT):催化H2O2生成·OH破坏肿瘤细胞;
  • 光热协同:近红外光激发碳纳米管产生局部高热,同时增强药物渗透;
  • 免疫调节:通过调控肿瘤微环境(TME)激活T细胞应答。

Conclusions and Outlook
尽管碳基纳米酶在靶向性和规模化生产上仍需优化,但其“一材多效”的特性为精准抗癌提供了全新思路。未来研究将聚焦于智能响应型纳米酶设计及临床转化,有望重塑癌症治疗格局。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号