科研前沿｜刘鉴峰团队开发肖特基异质结放疗增敏剂实现超低剂量肿瘤放射动力学治疗
2026年3月6日，中国医学科学院放射医学研究所作为独立完成单位在Advanced Materials上发表了题为“A Stepwise‐Enhanced Schottky Heterojunction Enables Ultra‐Low‐Dose Radiodynamic Therapy via Matrix Remodeling and Electron–Hole Separation”的研究论文。
放射治疗（RT）的临床疗效受到高剂量辐射副作用的严重制约。在过去的十年中，研究者们提出了一系列基于高Z二级结构单元（SBU）和光敏配体的纳米金属有机框架化合物（nMOFs）用于放射动力学治疗（RDT），已成为改善RT的有效手段。然而，单一光敏剂分离的电子和空穴容易受到库仑力的影响而复合，使其缺少足够的电子-空穴对参与催化反应，限制了RDT效率。此外，在恶性肿瘤中，尤其是三阴性乳腺癌（TNBC）和胰腺癌（PC）等富基质肿瘤，丰富的细胞外基质（ECM）如胶原纤维、透明质酸等，形成了一道物理屏障。这种基质屏障阻碍了纳米药物在肿瘤中深层次的渗透，同样限制了RDT增敏剂的疗效。
鉴于此，研究团队首先设计了基于Hf-SBU和四（4-羧苯基）卟吩（TCPP）的Hf-TCPP nMOF（HT）用于实现RDT。随后，通过在Nb2C（NC）表面进行原位生长，成功制备了Hf-TCPP/Nb2C@PEG肖特基异质结（HTNCP）。蒙特卡罗模拟表明，HT中的Hf-SBU能够有效吸收X射线。密度泛函理论（DFT）计算和实验结果证明，异质结界面能够显著促进HT中的电子迁移（荧光寿命由2.28 ns提升至6.72 ns），使超氧自由基（·O2-）和单线态氧（1O2）的产量增加2.64倍。同时，得益于NC的光热转换特性，HTNCP能够通过温和光热效应降解肿瘤胶原基质从而促进自身渗透。通过依次照射1064 nm激光和X射线的序贯治疗，HTNCP能够利用超低剂量X射线（1 Gy × 5）达到约80%的原发肿瘤抑制率，并通过激活的免疫原性细胞死亡（ICD）效应有效控制远端肿瘤转移。
综上所述，研究团队首次将异质结界面工程与基于nMOFs的RDT深度结合，探究了其催化机制和可行性，显著提升了nMOFs的RDT效率。同时，针对富基质肿瘤的药物渗透难题，研究团队提出了一种普适性的“基质降解–RDT杀伤”序贯治疗新策略，该研究为开发新型放疗增敏剂和降低临床肿瘤放疗剂量提供一种新思路。
该研究得到国家自然科学基金杰出青年基金、天津市自然科学基金、中国医学科学院医学与健康科技创新工程等项目资助。中国医学科学院放射医学研究所刘鉴峰研究员和杨丽军副研究员为论文共同通讯作者，硕士研究生吕超逸为论文第一作者。
论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202521580
