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  結(jié)直腸癌、肺癌和肝癌等惡性腫瘤因其高度惡性和易轉(zhuǎn)移特性，已成為嚴重威脅人類健康的重大疾病。這些腫瘤不僅進展迅速、預(yù)后不良，其遠處轉(zhuǎn)移傾向更給臨床治療帶來極大挑戰(zhàn)。當前以手術(shù)切除、化學(xué)治療和放射治療為主的綜合治療方案雖取得一定療效，但腫瘤復(fù)發(fā)和轉(zhuǎn)移仍是困擾臨床的突出問題，常導(dǎo)致患者出現(xiàn)器官功能障礙、頑固性疼痛和反復(fù)出血等嚴重后遺癥，極大地損害患者的生活質(zhì)量并縮短生存期。值得注意的是，復(fù)發(fā)性或轉(zhuǎn)移性腫瘤通往往侵犯重要器官而難以進行手術(shù)根治，同時由于轉(zhuǎn)移灶血供不足導(dǎo)致的“化療藥物遞送障礙”，使得全身化療效果受限。雖然放射治療、微波消融、介入栓塞等局部治療手段可作為替代選擇，但仍存在操作復(fù)雜、組織損傷風(fēng)險高、需反復(fù)多次治療且容易復(fù)發(fā)等固有缺陷。近年來興起的局部注射療法通過藥物緩釋載體實現(xiàn)原位治療，為腫瘤治療提供了新思路。然而，局部注射藥物存在流失較快以及腫瘤耐藥性等問題，其抗腫瘤效能有待進一步提升。因此，開發(fā)一種能夠長期駐留并發(fā)揮多重治療效應(yīng)的新型可注射材料，成為當前腫瘤治療領(lǐng)域亟待突破的關(guān)鍵科學(xué)問題。

  針對目前腫瘤靜脈藥物治療中存在的活性組分滯留時間短、協(xié)同抗腫瘤作用弱等瓶頸問題，中山大學(xué)吳丁財、黃榕康、鄭冰娜、王輝研究團隊創(chuàng)造性地將鐵單原子位點修飾的多孔炭納米酶（CFe）、具有動態(tài)可逆網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的星形高分子β-CD-g-PEGMA（βCP）水凝膠和經(jīng)典化療藥物順鉑（Cis）進行協(xié)同組裝，成功構(gòu)建了一種兼具化學(xué)動力學(xué)治療、化療功能與免疫調(diào)節(jié)的可注射多孔炭納米酶水凝膠（CFe/βCP+Cis）。得益于βCP水凝膠的剪切變稀特性和CFe的剛性，CFe/βCP+Cis水凝膠可實現(xiàn)長達63天的原位長效駐留。CFe中原子尺度分散的Fe位點可特異性響應(yīng)腫瘤微環(huán)境，原位催化生成ROS并引發(fā)化學(xué)動力學(xué)治療；βCP水凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)與CFe的多孔結(jié)構(gòu)，協(xié)同調(diào)控了順鉑的局部緩釋，實現(xiàn)ROS引發(fā)的化學(xué)動力學(xué)治療與化療藥物介導(dǎo)的細胞毒性化療的協(xié)同抗腫瘤作用。研究還發(fā)現(xiàn)，水凝膠能夠通過調(diào)控腫瘤相關(guān)巨噬細胞表型極化（降低M2/M1比例）及促進CD8⁺ T細胞浸潤，有效重塑免疫抑制微環(huán)境。在小鼠CT26皮下腫瘤模型中，CFe/βCP+Cis水凝膠治療組的腫瘤平均質(zhì)量較對照組降低了86%。這項研究構(gòu)建了具有原位長效駐留性能的多功能水凝膠體系，其化學(xué)動力學(xué)治療-化療-免疫調(diào)節(jié)協(xié)同機制為腫瘤的精準治療和長效控制提供了新思路。

圖1.（a）腫瘤治療傳統(tǒng)靜脈注射策略、（b）CFe/βCP+Cis水凝膠局部注射治療策略和（c）化學(xué)動力學(xué)治療-化療-免疫調(diào)節(jié)協(xié)同機制的示意圖。

圖2. CFe/βCP水凝膠的體內(nèi)滯留性能。

圖3. CFe/βCP+Cis水凝膠的體內(nèi)抗腫瘤性能。

  這一成果最近被發(fā)表在Advanced Materials雜志上，中山大學(xué)化學(xué)學(xué)院苗冬田博士和中山大學(xué)附屬第六醫(yī)院羅瑞博士為論文共同第一作者，王輝主任醫(yī)師、鄭冰娜副研究員、黃榕康副主任醫(yī)師和吳丁財教授為共同通訊作者。

  論文信息：https://doi.org/10.1002/adma.202502455

  Injectable Functional Porous Carbon-Loaded Hydrogel with Long-Term Retention and Synergistic Anti-Tumor Properties for Tumor Therapy

  Dongtian Miao, Rui Luo, Yang Li, Xiusen Qin, Yuanbin Wang, Yue Zhang, Tan Yi, Hui Wang, Bingna Zheng, Rongkang Huang, Dingcai Wu