药物的耐受性是影响肿瘤患者进行化疗的最大障碍，很多患者因此化疗失败。最近许多研究表明，肿瘤内的细菌可能通过代谢抗肿瘤药物导致肿瘤化疗耐药。吉西他滨是一种核苷类似物，广泛用于治疗胰腺癌、肺癌、乳腺癌和膀胱癌。然而，肿瘤内能表达特定胞苷脱氨酶（CDD）的细菌可以将吉西他滨代谢为非活性形式的产物，从而导致肿瘤对吉西他滨的耐药性。

近日，中国科学院生物物理研究所高利增课题组，报道了一种基于双功能氮掺杂碳纳米球的新型抗肿瘤策略，包括：1）碳纳米球可以作为胞苷脱氨酶的纳米抑制剂来克服肿瘤内部细菌诱导的吉西他滨耐药；2）碳纳米球具有过氧化物酶模拟酶活性，可催化肿瘤微环境中的H2O2产生·OH，进而将肿瘤催化治疗与化疗结合起来。课题组前期的工作发现，在碳材料中掺杂氮，可以模拟天然过氧化物酶中卟啉的结构，赋予纳米材料具有多种类酶活性，包括过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、氧化酶（Nature Communications 2018），进一步结合铁的特性和氮掺杂碳材料构建了具有多种类酶活性的人工过氧化物酶体（Advanced Functional Materials 2021）。在本工作中研究人员进一步发现，除了碳材料的生物催化功能外，氮掺杂碳纳米球还可以竞争性地结合到CDD的活性中心，从而阻止由肿瘤内细菌引起的吉西他滨代谢。

图1 氮掺杂碳纳米球通过发挥纳米酶和纳米抑制剂的活性增强肿瘤催化-化疗联合治疗

这项研究近期发表于国际学术期刊《Nano Today》，中国科学院生物物理研究所高利增研究员为本文通讯作者。扬州大学奚菊群教授、王艳秋硕士研究生以及江西师范大学高雪娇博士为本文共同第一作者。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013222000226

（供稿：高利增研究组）