综述：精准催化与免疫激活：级联纳米酶用于肿瘤免疫治疗的新策略

《International Journal of Nanomedicine》：Precise Catalysis and Immune Activation: New Strategies for Tumor Immunotherapy with Cascade Nanozymes

　　

肿瘤免疫治疗可激活宿主抗肿瘤免疫应答并特异性清除肿瘤细胞，是当前肿瘤治疗领域的研究前沿。然而，其临床疗效仍受限于免疫抑制性肿瘤微环境（TME）及肿瘤免疫原性不足。级联纳米酶具备模拟多种酶活性的能力，可催化多步反应，调控TME氧化还原平衡，产生活性氧（ROS）杀伤肿瘤细胞，诱导免疫原性细胞死亡（ICD），并调节固有免疫信号通路。上述效应可进一步触发固有与适应性免疫应答，进而抑制肿瘤转移与复发。尽管如此，如何通过酶促反应实现肿瘤细胞的选择性杀伤而不损伤正常细胞，并阐明级联纳米酶免疫治疗的潜在机制，仍是肿瘤治疗领域的重大挑战。本综述系统总结了级联纳米酶在肿瘤免疫治疗中的最新进展，批判性评估了面向免疫治疗应用的级联纳米酶设计策略与作用机制，并重点探讨了该领域的核心挑战与未来发展方向，旨在为开发更高效、更具靶向性的肿瘤免疫治疗策略提供新思路。

引言

恶性肿瘤因高发病率、高转移潜能及不良预后，对人类生命健康构成严重威胁。尽管手术、放疗（RT）、化疗等传统治疗手段已取得显著进展，但其仍受限于严重毒副作用、长治疗周期及肿瘤耐药性问题。随着纳米技术的发展，光热治疗（PTT）、化学动力学治疗（CDT）、免疫治疗及联合治疗等新兴策略因副作用小、不易诱导肿瘤耐药等优势，为肿瘤治疗提供了新视角。纳米酶是一类具有类酶催化活性的纳米材料，可在温和条件下催化相应底物反应，相较于天然酶具备稳定性高、粒径可调、成本低及表面易修饰等优势。根据材料组成，纳米酶主要分为金属基、金属氧化物基、碳基及金属有机框架（MOF）基四类，已广泛应用于生物传感、抗菌治疗及肿瘤治疗等领域。级联反应由两种或以上连续发生的催化反应构成，上游反应的产物作为下游反应的底物，通过调控TME提升中间产物利用率、优化催化性能并产出高纯度产物。免疫治疗可激活宿主免疫系统精准识别并攻击肿瘤细胞，并形成长期免疫记忆以预防肿瘤复发，但受限于疗效有限、临床响应率低、肿瘤免疫原性弱及严重不良反应等问题，临床应用仍面临诸多挑战。因此，开发面向肿瘤免疫治疗的级联纳米酶具有重要研究意义。现有综述多聚焦于纳米酶在肿瘤治疗中的应用，仅有少数系统关注级联体系及其免疫调节机制。本综述系统梳理级联纳米酶的催化过程及其增强肿瘤免疫治疗的作用机制，为纳米酶的理性设计与精准肿瘤免疫治疗策略的开发提供参考。

纳米酶的催化活性与级联催化

纳米酶模拟活性类型

纳米酶除具备类似天然酶的催化能力外，还可通过纳米材料独特的理化性质调控催化性能。根据催化活性，纳米酶主要分为氧化还原模拟酶与水解除两类，其中用于肿瘤治疗的纳米酶多具备氧化还原酶活性，包括过氧化物酶样（POD-like）、氧化酶样（OXD-like）、过氧化氢酶样（CAT-like）及超氧化物歧化酶样（SOD-like）活性。

POD样纳米酶

POD样纳米酶模拟天然过氧化物酶的催化功能，在酸性条件下可催化过氧化氢等过氧化物产生毒性羟基自由基（•OH），引发肿瘤部位氧化应激。肿瘤氧化应激不仅可直接损伤肿瘤细胞，还可触发免疫原性细胞死亡（ICD），促使肿瘤细胞释放肿瘤相关抗原（TAAs）。这些抗原可激活树突状细胞（DCs），进而促进细胞毒性T细胞增殖及肿瘤浸润，增强特异性抗肿瘤免疫应答。目前已成功开发Au、Fe、Cu、Pd等多种具备POD样活性的纳米酶，广泛应用于环境修复与生物医学领域。

OXD样纳米酶

OXD样纳米酶主要以氧气为电子受体，将氧气还原为H₂O₂或H₂O的同时催化底物氧化，完成能量与物质转化。常见氧化酶包括葡萄糖氧化酶（GOx）、多酚氧化酶、NADPH氧化酶、乳酸氧化酶（LOx）、黄嘌呤氧化酶及尿酸酶等，广泛用于葡萄糖等生物大分子定量检测、有机污染物降解及抗菌治疗。其中LOx可催化TME内乳酸转化为丙酮酸与H₂O₂，发挥消除免疫抑制性乳酸、为CDT提供H₂O₂底物及增强cGAS-STING通路激活等多重功能。但天然LOx存在稳定性差、成本高等局限，将其封装于纳米材料中可靶向消耗乳酸、缓解H₂O₂过度积累，有效提升免疫治疗的安全性与疗效。例如，研究人员通过生物矿化将LOx与Ce6、Mn结合合成LOx-Ce6-Mn（LCM NPs），可显著降低肿瘤细胞乳酸水平，同时提供POD样催化所需H₂O₂底物，协同其他类酶活性重塑TME、清除肿瘤细胞。GOx在氧气存在下催化葡萄糖氧化为D-葡萄糖酸与H₂O₂，通过营养耗竭诱导肿瘤细胞饥饿死亡。负载GOx并被肺癌细胞膜包覆的Cu-LDH纳米药物CMGCL表现出优异的GOx活性，可高效催化葡萄糖氧化触发饥饿应激，同时低糖环境可显著上调LLC肺癌细胞程序性死亡配体-1（PD-L1）表达，协同铜死亡与线粒体损伤增强αPD-L1免疫治疗效果。

CAT样纳米酶

天然CAT由四个含血红素辅基的亚基组成，可促进H₂O₂分解为H₂O与O₂，通过降低细胞内H₂O₂水平保护细胞免受氧化应激损伤，进而激活肿瘤内免疫防御机制。相较于天然酶，CAT样纳米酶不仅活性高，还具备稳定性强、成本低及可通过调控形貌、尺寸、晶体缺陷等调节酶活性的优势，在肿瘤治疗等领域展现出替代天然酶的应用潜力。

SOD样纳米酶

SOD样纳米酶是一类以金属为辅因子的抗氧化酶，可催化超氧阴离子（O₂^•-）歧化为过氧化氢与氧气。已报道的SOD样纳米酶包括Fe、Mn、Pt、Ru等金属及其氧化物、碳化物、氮化物等。多数SOD样纳米酶同时具备CAT活性，可进一步将H₂O₂分解为H₂O与O₂，协同调控细胞H₂O₂水平、减轻氧化损伤，克服了天然SOD稳定性差及小分子抗氧化剂功能单一的局限，在免疫治疗领域应用潜力突出。

其他纳米酶

谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）是维持细胞氧化还原平衡的抗氧化酶，可在H₂O₂存在下催化还原型谷胱甘肽（GSH）转化为氧化型谷胱甘肽（GSSG），增强细胞抗氧化能力。例如，聚乙二醇（PEG）修饰的中空铁掺杂硅基纳米酶FeSHS负载布喹那（BQR）与利非西呱（YC-1）后形成的FeSHS/BQR/YC-1纳米酶具备GPx样活性，可消耗细胞内GSH并下调GPX4表达，导致脂质过氧化物（LPO）大量积累无法清除，最终协同其他酶活性及药物效应触发肿瘤细胞铁死亡，抑制肿瘤生长。

级联催化

受自然界生物级联催化反应启发，研究人员构建了多酶级联系统，其中一种酶的产物直接作为另一种酶的底物，形成自持催化循环。该系统一方面通过减少酶间中间产物扩散提升中间产物利用率与整体催化效率，另一方面通过多酶连续催化将单一靶底物转化为丰富的信号分子，可放大抗肿瘤免疫应答，显著提升肿瘤免疫治疗效果。根据结构与作用机制，纳米酶基级联催化系统可分为自级联纳米酶、纳米酶-天然酶级联催化系统及纳米酶-纳米酶级联催化系统三类。

自级联纳米酶

自级联纳米酶同时具备两种及以上不同的催化活性，可实现原位底物自给与自主级联循环，规避多组分系统的递送效率限制，具备优异的稳定性，在生物催化、疾病诊疗等领域应用前景广阔。例如，Ga/Zn双原子纳米酶（Ga/Zn-NC）同时具备POD样与谷胱甘肽氧化酶样（GSHOx-like）活性，Ga-Zn金属键的形成可加速电子转移、降低反应能垒，催化产生细胞毒性•OH并消耗抗氧化GSH，同时在TME中特异性释放Ga(III)增强铁死亡效应，通过POD/GSHOx自级联催化显著提升乳腺癌细胞铁死亡效率。针对肿瘤放疗抵抗问题，Ir@Au纳米颗粒（Ir@Au NPs）利用GOx样活性消耗肿瘤部位葡萄糖，伴随H₂O₂生成与TME酸化，同时具备POD样与GPx样活性，促进H₂O₂分解产生•OH并消耗GSH，破坏肿瘤抗氧化系统，诱导肺腺癌细胞凋亡与铁死亡。为克服TME内H₂O₂不足的限制，三苯基膦功能化铜掺杂介孔二氧化硅自级联纳米平台（DCM）通过OXD样与SOD样活性实现H₂O₂自给，再利用POD样活性产生•OH诱导凋亡，同时GPx样活性消耗GSH加剧氧化还原失衡，促进铜死亡并破坏肿瘤抗氧化防御系统。Au₁Pd₃纳米酶模拟中性粒细胞SOD-髓过氧化物酶（MPO）级联杀伤功能，通过SOD样与MPO样活性生成次氯酸（HClO）与单线态氧（¹O₂），诱导DNA损伤与肿瘤细胞凋亡。^5-FUZIF-8@Fe_αPD-L1自级联纳米酶负载5-氟尿嘧啶并表面功能化αPD-L1，在TME中启动序贯催化级联介导氧气释放、•OH生成与GSH消耗，缓解TME缺氧并诱导肿瘤细胞凋亡与铁死亡，触发免疫刺激信号释放，增强CD8⁺ T细胞浸润并促进肿瘤相关巨噬细胞（TAMs）M1极化，联合αPD-L1有效激活系统性抗肿瘤免疫。但自级联纳米酶仍存在体内易受生物屏障干扰、免疫激活强度与持久性受限等问题。

纳米酶-天然酶级联催化系统

纳米酶-天然酶级联催化系统整合纳米酶与天然酶的优势，通过精准设计二者的空间排布与反应序列实现高效协同多步催化。天然酶具备底物特异性强、催化效率高的优势，但易受pH、温度等环境影响失活；纳米酶稳定性好、可调性强，可通过调控尺寸、形貌、表面电子态优化催化活性，但底物选择性不足。二者组装为级联系统后，可由纳米酶先将底物转化为中间产物，再由天然酶特异性识别完成后续反应，或天然酶启动反应、纳米酶加速催化循环，有效解决级联催化底物适应性差、特异性低的固有缺陷。例如，负载GOx与抗癌药物阿霉素（DOX）的FeCo/PCP-GOx-DOX纳米酶中，GOx消耗葡萄糖生成H₂O₂，纳米酶POD样活性催化H₂O₂转化为•OH，联合DOX化疗最终触发高效的癌细胞死亡。集成Fe₃O₄纳米酶、IR820与GOx并经壳聚糖修饰的MNPs/GOx@CS/IR820纳米系统可在外磁场作用下主动富集于肿瘤部位，GOx消耗细胞内葡萄糖产生H₂O₂启动级联反应，Fe₃O₄纳米酶催化H₂O₂分解产生毒性•OH与O₂，近红外光激发下IR-820将生成的O₂转化为细胞毒性¹O₂，通过协同机制诱导肿瘤细胞凋亡。由卟啉锰（TCPP-Mn）与锆簇配位合成的PCN222-Mn（PM）经HA与GOx修饰得到PCN222-Mn@GOx/HA（PMGH），可通过主动与被动靶向有效富集于肿瘤部位，GOx消耗细胞内葡萄糖生成H₂O₂，PM通过CAT样活性催化H₂O₂转化为O₂缓解肿瘤缺氧，同时框架内Zr⁴⁺消耗GSH进一步放大氧化应激，最终通过葡萄糖耗竭与氧化损伤诱导肿瘤细胞死亡。新型多酶杂化金属酶Co₃S₄@LOx/HA进入肝癌细胞后通过级联反应产生H₂O₂与•OH，消耗GSH提升TME内ROS水平，触发抗肿瘤免疫应答，同时乳酸消耗与氧气生成有助于重塑免疫抑制性TME，体内实验验证了其抑制肝癌生长与肺转移的疗效。基于中空Fe₃O₄纳米颗粒的Syr/LOx@HFN纳米平台负载降压药苏林格平（Syr）与LOx，LOx将积累的乳酸转化为H₂O₂为纳米酶芬顿反应提供底物，原位放大ROS并触发ICD，同时逆转酸性TME增强免疫检查点阻断疗效。但该类系统仍过度依赖酸性环境，限制了深部肿瘤的催化效率，且抑制乳酸外排虽逆转酸性TME却难以建立高效底物转化循环，易出现细胞内乳酸积累。

纳米酶-纳米酶级联催化系统

尽管纳米酶-天然酶级联催化系统在抗肿瘤免疫治疗研究中取得一定进展，但仍面临纳米酶聚集、负载效率低、催化活性下降及成本高等挑战。纳米酶-纳米酶级联催化系统由两种及以上具备不同类酶活性的纳米酶构建而成，通过调控纳米酶组成并采用合理的空间排布策略，可实现多步连续催化反应的高效耦合，为级联催化肿瘤治疗的转化应用提供新方向。例如，Au@COF@MnO₂纳米复合系统中，MnO₂可被GSH还原为Mn²⁺，催化H₂O₂生成•OH协同放大铁死亡，金纳米酶分解葡萄糖产生H₂O₂并重塑酸性TME，同时葡萄糖耗竭可下调肿瘤细胞热休克蛋白表达，显著提升抗肿瘤疗效。Cu₂O@Au纳米酶实现了金纳米酶GOx样活性、Cu₂O的POD样活性与GSHOx样活性的高效整合，完成GOx-POD-GSHOx连续级联反应：GOx样活性消耗葡萄糖原位生成H₂O₂并酸化TME，POD样活性催化H₂O₂产生•OH，GSHOx样活性持续消耗GSH增强氧化应激，无需外源底物或天然酶即可实现高效中间产物转化与优异结构稳定性。由具备SOD样活性的碳纳米点（CNDs）与具备CAT样活性的铂纳米颗粒（PtNPs）构建的Pt@CNDs纳米复合材料实现高效SOD-CAT纳米酶级联催化：CNDs先将O₂^•-歧化为H₂O₂，PtNPs立即原位分解H₂O₂为水与氧气，完成序贯抗氧化级联反应，CNDs表面的羰基与羟基可与PtNPs结合促进电子转移，使Pt@CNDs表现出增强的催化性能、分散性与稳定性，可靶向线粒体高效清除多种ROS，为高性能级联抗氧化系统设计提供典型范式。为进一步提升系统肿瘤靶向与免疫调节能力，基因工程细胞膜包覆的gCM@MnAu纳米反应器由具备CAT样活性的MnO₂与具备GOx样活性的金纳米颗粒组成，通过GOx-CAT序贯级联反应实现底物自给，原位生成•OH并诱导抗肿瘤免疫应答，整合级联催化、靶向递送与免疫调节功能，具备良好的生物相容性与肿瘤靶向能力，可有效抑制肿瘤生长与肺转移，但制备流程繁琐且催化活性高度依赖酸性TME，限制了其临床转化。综上，三类级联催化系统在体内肿瘤免疫治疗中各有优劣：自级联纳米酶制备工艺成熟、体内生物稳定性好、免疫原性低，临床转化潜力高，但固有反应路径灵活性不足，难以实现多维动态功能调控；纳米酶-天然酶级联系统底物识别特异性优异，催化活性可通过外源刺激精准调控，但天然酶成分易被体内代谢清除，免疫排斥风险高，体内循环稳定性欠佳；纳米酶-纳米酶级联系统可整合多样催化活性，在TME内触发协同级联响应并发挥全面免疫激活效应，但不同组分间传质效率不均一，界面协同效应精准调控难度大，规模化实际应用障碍突出。

级联纳米酶调控肿瘤免疫应答的机制

免疫治疗通过激活机体免疫系统实现肿瘤特异性清除，已成为癌症治疗的重要方向，但TME、低免疫响应率及肿瘤异质性等问题严重限制其临床疗效。级联纳米酶是一类集成多种酶催化活性的新型纳米平台，可直接杀伤肿瘤细胞并通过诱导ICD、重塑TME及激活免疫信号通路等多种调控机制激活免疫治疗，在乳腺癌、结直肠癌、膀胱癌等多种肿瘤免疫治疗中展现出巨大潜力。

诱导免疫原性细胞死亡

ICD是提升免疫治疗疗效的有效策略，可促进TAAs与损伤相关分子模式（DAMPs）释放至TME，激活DCs、巨噬细胞等固有免疫细胞，促进DC成熟并启动固有免疫应答以完成抗原识别、摄取与初步免疫激活，成熟抗原呈递细胞进一步加工呈递抗原触发特异性T细胞免疫应答，其中CD4⁺与CD8⁺ T细胞通过抗原呈递特异性激活，不仅可精准清除肿瘤细胞，还可建立免疫记忆发挥持久稳定的抗肿瘤免疫效应。尽管化疗、放疗、光疗等均可诱导ICD，但其疗效受TME制约严重。构建ICD放大器激活免疫系统是防治肿瘤及转移复发的方法之一，级联纳米材料通过生成ROS诱导ICD，同时调控DAMPs释放以增强免疫原性，有望显著提升抗肿瘤免疫治疗疗效。例如，铁基基准MOF纳米酶Q-MIL-53(Fe)可级联催化生成ROS、消耗GSH、诱导线粒体功能障碍、促进LPO积累并触发铁死亡，铁死亡进一步诱导ICD，伴随CRT、HMGB1、ATP等DAMPs释放，作用于固有免疫细胞促进DC成熟并驱动TAMs向M1表型极化，同时招募激活适应性免疫细胞，增强CD4⁺/CD8⁺ T细胞浸润与细胞毒性，联合αPD-L1抗体可显著提升抗肿瘤疗效。铜基单原子纳米酶具备优异催化活性与双重细胞死亡诱导能力，是催化免疫治疗的新方向，如以N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）为配体与铜离子配位并自组装于二维Ti₃C₂表面合成的CuNTD单原子铜酶，通过多酶级联催化消耗GSH并爆发性生成ROS，同时诱导铁死亡与铜死亡，氧化应激与线粒体损伤进一步触发ICD，释放ATP、HMGB1并暴露CRT，有效激活DCs等固有免疫细胞并启动CD8⁺ T细胞主导的适应性免疫应答。针对金属纳米酶肿瘤靶向能力不足的问题，研究人员采用被动靶向载体进行表面修饰，如PEG修饰的Elesclomol@Cu(II)-MOF（ES@Cu(II)-MOF）同时具备POD样与GPx样活性，催化生成•OH、消耗GSH并将Cu²⁺转化为高毒性Cu⁺，触发线粒体脂酰化DLAT蛋白异常聚集诱导铜死亡，铜死亡通过氧化应激与线粒体损伤诱导ICD，促进CRT膜外翻、HMGB1胞外释放与ATP分泌，激活固有免疫并启动适应性免疫，PEG通过高渗透长滞留效应实现被动肿瘤靶向，提升肿瘤富集效率并降低脱靶效应，同步增强系统生物安全性与抗肿瘤疗效。进一步发展的基于多金属协同与免疫生物载体偶联的设计策略中，氰基桥连双金属单原子纳米酶Cu₂[Fe(CN)₆]（SANE）经免疫原性外泌体（iEV）修饰实现高效催化免疫治疗，该纳米酶通过双POD与GSHOx酶活性触发ROS爆发并消耗GSH，抑制GPX4诱导铁死亡，铁死亡促进肿瘤细胞释放CRT、HMGB1、ATP等DAMPs，激活固有免疫并启动适应性免疫，DAMPs进一步激活DCs，上调CD80/CD86并促进CD8⁺ T细胞浸润及IFN-γ等促炎细胞因子分泌，明确了电子结构调控与ICD的关系，为多金属纳米酶催化-免疫协同设计提供重要方向。

重塑肿瘤微环境

TME内GSH积累、缺氧及免疫抑制细胞浸润可抑制T细胞增殖，促进M2巨噬细胞极化，削弱免疫治疗效果。级联纳米酶通过模拟天然级联酶系统的协同作用，可在肿瘤部位高效有序催化多种生化反应，清除免疫抑制因子，有效调控TME为激活免疫应答创造条件。例如，由有机桥联配体([Fe^III(CN)₆])、锰离子、五氟苯基菌绿素苯甲酸（FBC-MBA）及生物相容性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）共价组装的PBAF纳米酶具备GSHOx样活性，可特异性耗竭瘤内GSH，破坏细胞氧化还原稳态并诱导铁死亡，同时POD样活性消耗瘤内H₂O₂生成•OH，且在750 nm激光照射下可产生¹O₂进一步放大氧化应激、重塑TME；通过诱导ICD，PBAF促进DC成熟，推动TAMs向M1表型极化，减少调节性T细胞（Tregs）与髓源性抑制细胞（MDSCs）浸润，显著增加瘤内细胞毒性T淋巴细胞浸润，激活固有与适应性抗肿瘤免疫，有效抑制肿瘤复发转移。CaO₂/AuPt@BSA（CAPB）纳米酶中，AuPt发挥GOx样与POD样活性，消耗葡萄糖并自给H₂O₂生成大量ROS，同时CaO₂分解释放Ca²⁺触发钙超载，共同诱导ICD，促进CRT外露及HMGB1、ATP释放，助力DC成熟并激活固有免疫，成熟DCs进一步启动适应性免疫，增强CD8⁺ T细胞浸润与细胞毒性，联合αPD-L1阻断免疫逃逸，实现固有与适应性免疫的协同放大。通过缺陷工程与电子结构调控可进一步增强纳米酶协同催化免疫治疗效果，如通过缺陷工程与电子调制构建的具备增强POD样活性的FePt/CeO₂级联纳米酶，启动自我放大的级联循环重塑TME，包括ROS爆发、铁死亡驱动的GSH消耗及催化自增强，有效激活固有免疫并进一步触发适应性抗肿瘤免疫，诱导ICD并释放ATP、CRT、HMGB1，促进树突状细胞成熟，激活CD8⁺/CD4⁺ T淋巴细胞，驱动TAMs从M2向M1表型极化，减少Tregs与MDSCs浸润，但未直接激活STING等免疫通路，对免疫细胞直接调控较弱，难以诱发强效抗肿瘤应答。

激活免疫信号通路

固有免疫作为机体免疫系统的第一道防线，其信号通路激活后可触发广谱抗肿瘤免疫应答。级联纳米酶可通过催化反应产物或直接作用于信号分子激活免疫信号通路，缓解免疫抑制。例如，Cu-SAs/C₂N铜单原子级联纳米酶高效模拟POD样与OXD样活性，在TME内触发ROS爆发，ROS通过氧化应激干扰PI3K-AKT通路上游调控分子抑制其磷酸化激活，进而下调抗凋亡蛋白Bcl-2、上调Bax触发肿瘤细胞凋亡；凋亡肿瘤细胞不仅驱动巨噬细胞向M1表型极化、激活NK细胞强化固有免疫清除，还可促进CD8⁺ T细胞浸润并缓解免疫耗竭，启动适应性抗肿瘤免疫应答，联合PD-1抑制剂表现出显著协同效应。为进一步改善纳米酶靶向能力与免疫调节特异性，研究人员将核酸适配体等生物分子引入纳米酶构建多功能协同系统，如经发夹四面体DNA纳米结构（H-TDN）修饰的双功能级联Pt单原子纳米酶（PCFP@H-TDN），H-TDN表面的PD-L1核酸适配体直接在细胞膜水平阻断PD-1与PD-L1的识别结合，缓解免疫检查点抑制信号，同时H-TDN可靶向递送PD-L1反义寡核苷酸，通过RNase H1途径降解PD-L1 mRNA并下调总蛋白表达，通过双重机制靶向调控PD-1/PD-L1通路；同时通过级联产氧缓解肿瘤缺氧，诱导ICD并释放ATP、CRT、HMGB1等DAMPs，显著激活固有免疫，增加CD4⁺/CD8⁺ T细胞浸润，增强T细胞杀伤功能并进一步启动适应性抗肿瘤免疫，但该策略高度依赖660 nm外源激光触发，深部肿瘤穿透能力有限，且未直接激活cGAS-STING等关键固有免疫通路，免疫激活强度与持续时间有待提升。BMP-Au纳米佐剂通过整合金纳米颗粒（Au NPs）与生物矿化磷酸锰（BMP）纳米片，经Au NPs的GOx样活性与Mn²⁺的POD样活性级联催化，消耗葡萄糖并在肿瘤细胞内生成ROS，ROS诱导DNA损伤导致胞质双链DNA（dsDNA）积累，dsDNA被cGAS识别并催化产生2’3’-cGAMP，2’3’-cGAMP结合衔接蛋白STING触发其转位，激活转录因子IRF3与NF-κB，驱动I型干扰素与促炎细胞因子表达，激活cGAS-STING通路；同时ROS触发ICD，促使肿瘤细胞暴露CRT并释放ATP、HMGB1等DAMPs，激活固有与适应性免疫应答，为乳腺癌治疗提供新范式。为进一步增强锰基材料的级联催化效率与免疫激活效能，Cu-MOF经MnO₂与GOx修饰合成的Cu-MOF@MnO₂/GOx（CMG）被细胞内吞后经GSH降解释放Cu²⁺、Mn²⁺与GOx，GOx消耗葡萄糖重编程肿瘤代谢，使细胞对铜毒性敏感；释放的Cu²⁺与Mn²⁺触发类芬顿反应产生ROS，诱导铜死亡，铜死亡破坏三羧酸循环并促进线粒体DNA（mtDNA）释放至胞质；mtDNA作为cGAS的天然双链DNA配体被cGAS识别结合，启动催化合成第二信使cGAMP，同时Mn²⁺作为变构激活剂直接与cGAS蛋白结合改变其构象，显著提升cGAS的DNA结合亲和力与催化活性，通过“底物供给+酶potentiation”协同机制，mtDNA与Mn²⁺共激活cGAS-STING通路，强力刺激STING-TBK1-IRF3信号级联，最终大幅促进I型干扰素与促炎细胞因子分泌，强力激活固有免疫并进一步驱动适应性抗肿瘤免疫应答。相较于仅聚焦铜死亡与cGAS-STING通路激活的CMG纳米平台，级联纳米酶可通过多通路协同实现肿瘤免疫治疗的系统调控，如负载化疗药物吉西他滨与免疫佐剂姜黄素的Fe₃O₄核MnO₂壳（FM）纳米酶构建的FMGC纳米酶，FM可消耗GSH、诱导铁死亡、催化H₂O₂产生•OH，增强化疗效果并促进免疫抗原释放；吉西他滨诱导肿瘤细胞DNA双链断裂，MnO₂响应性释放Mn²⁺，Mn²⁺作为变构激活剂结合cGAS，提升其对胞质DNA的亲和力与催化活性，与DNA损伤协同超激活cGAS-STING通路，促进DC成熟与I型干扰素分泌；同时姜黄素通过阻断IL-6受体下游JAK磷酸化直接抑制IL-6/STAT3信号通路，减少MDSCs招募与激活，缓解其对CD8⁺ T细胞的免疫抑制，实现铁死亡、化疗、STING激活与MDSC调控的四重协同，为多功能纳米酶的免疫调控与未来临床转化提供重要参考。综上，级联纳米酶可诱导肿瘤细胞ICD、重塑TME并有效调控信号通路：ICD快速释放免疫刺激信号启动宿主免疫应答；TME重塑缓解缺氧与免疫抑制，实现最持久稳定的治疗效果；信号通路调控可强力放大抗肿瘤免疫应答，治疗效率更高。三者协同作用强化免疫治疗效果，助力提升肿瘤免疫治疗整体疗效。

级联纳米酶在肿瘤免疫治疗中的应用

肿瘤治疗中单一疗法常受限于TME复杂性与肿瘤异质性，免疫治疗虽可激活机体抗肿瘤免疫，但因TME内PD-L1高表达与免疫抑制，响应率较低。因此需探索多种策略提升免疫治疗效率，CDT、PT、SDT、RT等治疗方法虽可直接杀伤肿瘤，但可能损伤周围正常组织甚至导致肿瘤转移扩散，研究显示免疫治疗与上述肿瘤治疗策略的协同效应可互补短板，提升肿瘤治疗效果。

化学动力学治疗联合免疫治疗

纳米酶介导的化学动力学治疗（CDT）联合免疫治疗策略，不仅可通过CDT催化类芬顿反应将H₂O₂转化为•OH特异性杀伤肿瘤细胞，还可触发ICD释放TAAs与DAMPs，提升免疫治疗效果。例如，基于DNA折纸（DO）的酶级联纳米反应器（DOECN）集成AuNPs与Fe₂O₃，可促进H₂O₂生成、消耗GSH并放大类芬顿反应增强CDT疗效，CDT通过原位爆发性生成ROS直接杀伤肿瘤细胞，同时触发ICD释放CRT、ATP、HMGB1等DAMPs，将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，不仅为后续免疫治疗提供充足肿瘤抗原，还解决了单一疗法抗原供应不足、适应性免疫启动受阻的核心局限。为从源头触发固有免疫并强化免疫启动疗效，细菌外膜囊泡（OMVs）经DaFe壳包裹并掺入金纳米颗粒构建的OMV-DFA纳米平台，可催化GSH氧化、触发饥饿治疗（ST）、促进DaFe解聚释放Fe³⁺，提升CDT疗效；ST联合CDT协同加剧肿瘤氧化应激与能量耗竭，进一步强化ICD效应，同时OMVs作为天然免疫激动剂直接激活固有免疫，弥补单一免疫治疗固有免疫启动不足、难以逆转免疫抑制性TME的短板。通过整合TME响应性自给与自耗设计，该策略可进一步突破催化效率限制，实现TME更深层次、更持久的重塑，如氯原酸（CA）负载的CA@ZIF-8/MnO₂（CZM）纳米反应器通过GSH消耗与内源性H₂O₂自给实现CDT级联催化，MnO₂壳降解同步实现GSH清除与Mn²⁺释放，既提升芬顿反应效率又激活cGAS-STING固有免疫通路；CA持续将超氧阴离子转化为H₂O₂，突破传统CDT底物不足的瓶颈，强氧化应激进一步诱导ICD，促进巨噬细胞M1表型极化并重塑TME，克服单一免疫治疗免疫原性低、缺氧诱导耐药、免疫抑制细胞富集及T细胞浸润不足等多重局限，最终获得优异的抗肿瘤治疗效果。

光疗联合免疫治疗

微创肿瘤治疗领域中，光疗（PT）具备高可控性且可减少正常组织损伤，是肿瘤治疗的研究热点，主要包括光动力治疗（PDT）与光热治疗（PTT）。PDT在特定光与光敏剂作用下可杀伤肿瘤细胞并损伤肿瘤血管，但TME缺氧会限制其疗效；PTT利用光热剂将光能转化为热能进行局部高温消融，但受光热转换效率不足与组织穿透深度有限影响，易出现治疗不彻底问题，亟需联合其他肿瘤治疗策略提升肿瘤特异性疗效。例如，ZIF-8负载铂纳米颗粒（Pt NPs）与光敏剂TBZ-CPi（TBZC）构建的级联纳米平台ZIF-8@Pt@TBZC NPs（ZPT NPs），铂纳米颗粒催化H₂O₂产生氧气缓解肿瘤缺氧，提升PDT效率；TBZC光敏剂靶向线粒体造成线粒体DNA损伤，氧化型Pt(II)诱导核DNA断裂，双重DNA损伤强力激活cGAS-STING固有免疫通路，促进DC成熟、CD8⁺ T细胞浸润与巨噬细胞M1极化，同时诱导ICD，有效克服单一疗法T细胞浸润不足、免疫抑制TME难以逆转、响应率低等局限，为直接肿瘤杀伤与长效抗肿瘤免疫提供新策略。在此基础上，PTT与免疫治疗的联合策略可发挥更强系统抗肿瘤效应，如Fe-TCPP-R848-PEG（FeMOF-RP）自供氧光动力系统集成Fe-TCPP金属有机框架与R848激动剂，通过PDT、CDT与免疫治疗协同发挥抗肿瘤效应：660 nm激光激发下，TCPP通过II型光动力反应产生¹O₂，通过I型反应产生超氧阴离子与•OH等ROS，直接杀伤肿瘤细胞并诱导ICD，释放DAMPs将“冷肿瘤”转化为“热肿瘤”，为免疫治疗提供充足抗原；同时PDT缓解肿瘤缺氧，下调M2型巨噬细胞与MDSCs等免疫抑制细胞，恢复效应免疫细胞功能，从抗原供给与TME重塑双维度克服单一疗法抗原不足、固有免疫激活弱、免疫抑制不可逆等局限，级联纳米酶通过多酶级联反应实现氧供给、ROS生成与GSH消耗的闭环放大效应，进一步提升联合治疗效果。Fe单原子与铱金属烯超分子封装构建的FeSA-Ir@PF纳米片通过PTT与单原子级联催化实现协同抗肿瘤效应：NIR-II光照射下，PTT不仅通过高热直接消融肿瘤细胞，还增强纳米酶级联催化效率生成ROS，诱导铁死亡与细胞焦亡并释放DAMPs，有效启动固有与适应性免疫应答，解决单一免疫治疗肿瘤抗原释放不足、DC成熟率低、效应T细胞浸润差的局限，同时通过ROS介导的氧化应激重塑TME，联合αPD-L1有效抑制肿瘤肺转移。多酶样复合材料负载免疫佐剂与功能性金属离子也可实现光热-免疫协同治疗，如以Cu₂MoS₄为载体封装免疫佐剂MET、Fe³⁺与单宁酸（TA）合成的MCMSFT材料，具备CAT、POD、GPx三重酶样活性，诱导肿瘤细胞凋亡与铁死亡；同时光热消融与铁死亡触发ICD，促进DC成熟与T细胞激活，克服单纯免疫治疗肿瘤缺氧、免疫抑制强、正反馈缺失的瓶颈，MET下调PD-L1表达，克服肿瘤细胞凋亡抵抗与免疫逃逸，促进肿瘤消退并抑制转移复发。针对骨肉瘤精准诊疗需求，吲哚菁绿（ICG）封装并表面嫁接RGD肽的mCu&Ce@ICG/RGD纳米平台进入骨肉瘤细胞后，光热效应显著增强Cu/Ce基芬顿样反应，放大ROS级联，诱导ICD并激活效应T细胞，诱发系统性特异性抗骨肉瘤免疫应答，同时通过NIR-II荧光与磁共振双模态成像实现骨肉瘤早期诊断，为骨肿瘤精准免疫治疗提供新范式。

声动力治疗联合免疫治疗

声动力治疗（SDT）是一种利用超声（US）激活声敏剂产生细胞毒性ROS的非侵入性肿瘤消融方法，ROS可触发细胞凋亡坏死，诱导ICD并促进TAAs释放以激活DCs与细胞毒性T淋巴细胞（CTLs），为提升免疫检查点阻断疗效提供新策略。例如，具备多种酶活性的CD@H-MnO₂异质结平台在超声照射下产生大量ROS，直接诱导ICD并释放肿瘤抗原；作为级联纳米酶，CD@H-MnO₂通过CAT样活性分解H₂O₂产生氧气缓解肿瘤缺氧，提升SDT效率，同时消耗GSH进一步放大氧化应激与ICD效应，克服单一免疫治疗缺氧抑制SDT、免疫细胞激活受损的局限，获得强效抗肿瘤疗效。为进一步挖掘SDT与免疫治疗的协同潜力，具备多样组成的级联纳米酶被开发以提升协同抗肿瘤疗效，如集成Ce6与单宁酸铜（CuTA）的CuTA-Ce6细胞焦亡放大器，表现出超声与TME靶向铁死亡的双重激活放大效应，CuTA可激活并破坏TME内肿瘤抗氧化系统，Ce6介导的SDT进一步强化细胞焦亡，二者协同生成ROS，进而诱导TAMs极化、DC成熟与T细胞免疫应答，解决单一免疫治疗免疫抑制细胞富集、T细胞浸润不足的关键挑战。基于SDT与免疫治疗协同的多酶活性纳米材料可通过信号通路调控进一步放大超声触发免疫治疗的优势，如将Mn²⁺作为金属节点连接meso-四(4-羧基苯基)卟啉铜（TCPP(Cu)）并负载氯硝柳胺（Nic）构建的ECHO纳米片，超声驱动SDT生成ROS触发DNA损伤，ECHO作为级联纳米酶维持ROS供给与氧化应激，同时释放Mn²⁺激活STING通路、释放Nic抑制STAT3，实现STING与STAT3信号的异步调控，不仅增敏DNA损伤、抑制固有DNA修复，还强力激活系统性