综述：系列刺激响应型诊疗一体化纳米材料在癌症治疗与成像中的应用

（编辑推荐）本综述系统阐述了系列刺激响应（SSR）纳米材料在癌症诊疗一体化（theranostic）中的突破性进展，通过整合pH/酶（内源性）与光/磁（外源性）等多重刺激响应机制，实现精准药物递送（EPR效应）和实时成像引导治疗，为异质性肿瘤的个性化治疗提供新范式。

　　

Abstract

传统癌症疗法面临高复发率、系统毒性和耐药性等挑战。系列刺激响应（SSR）纳米材料通过级联激活内源性（如pH值、酶）和外源性（如光、磁场）刺激，克服单刺激系统的局限性，实现时空可控的药物释放与实时成像监控。这类智能材料（如脂质体、树枝状聚合物）能动态适应肿瘤异质性，显著提升诊疗精准度。

Introduction

纳米颗粒（NPs）因尺寸效应（<100 nm）和表面特性，在肿瘤靶向（EPR效应）中展现优势，但早期纳米药物受限于肿瘤微环境（TME）屏障。刺激响应（SR）纳米载体通过pH/温度/磁场等多模态调控，突破单一刺激的穿透深度不足或不可逆反应等瓶颈。例如，pH-磁双响应系统可协同增强深部肿瘤靶向，而光热-酶响应材料能实现按需药物释放。

Stimuli-sensitive drug delivery systems

内源性刺激（如TME中酸性pH_6.5、谷胱甘肽过表达）触发化学键断裂释放药物，而外源性刺激（如近红外光NIR^II窗口）实现远程控制。脂质体搭载pH敏感磷脂可在溶酶体崩解，金纳米棒经808 nm激光激发产生局部高热，二者联用可降低90%的脱靶毒性。

Serial stimuli-responsive nanomaterials

SSR设计通过"AND逻辑门"机制实现级联响应：

1. 酶-光响应系统：基质金属蛋白酶（MMP-2）切割纳米纤维骨架后，残留片段经660 nm光激活释放阿霉素；
2. pH-超声响应系统：肿瘤酸性环境溶解碳酸钙外壳，暴露的空心结构在超声作用下破裂，释放免疫检查点抑制剂（如anti-PD-L1）。

Serial stimuli-responsive nanomaterials for cancer theranostics

诊疗一体化纳米平台（如MnO₂@ICG）兼具MRI造影与光动力治疗功能。小鼠模型显示，pH-H₂O₂双响应系统使肿瘤抑制率提升至82%，而传统化疗组仅45%。

Summary and future prospects

SSR纳米材料的核心挑战在于精确控制多刺激响应序列。新兴方向包括：

• 人工智能辅助设计刺激响应逻辑电路
• 器官芯片（organ-on-chip）模拟TME动态验证材料性能
• 结合CAR-T细胞疗法构建第四代智能纳米免疫制剂

Conclusion

SSR技术通过"诊疗同步、按需释放"的策略，推动癌症治疗进入精准医学时代。未来需解决规模化生产、长期生物相容性等产业转化问题，但其在动态监测-治疗闭环系统中的潜力已为临床带来革命性前景。