纳米酶是一类具有生物催化功能的纳米材料，能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品，其概念由中国科学家阎锡蕴院士首先提出。国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）将纳米酶技术列为2022年化学领域十大新兴技术之一。基于纳米酶的催化治疗是一种新兴的癌症治疗方法。此前，李草团队系统研究了二氧化锰（MnO2）纳米粒子基纳米酶在肿瘤治疗中的应用并取得了一系列成果（Acta Biomater., 2021, 126, 445-462; J. Colloid Interf. Sci., 2024, 666, 244-258; J. Colloid Interf. Sci., 2023, 634, 836-851; Mater. Today Chem., 2024, 39, 102171; Microchim. Acta, 2021, 188, 141）。在此基础上，他们通过简单的氧化还原反应构建了一种由二氧化铈（CeO2）纳米粒子与MnO2构成的新型Ce-Mn异质结CeO2Mn1.08Ox纳米团簇。该异质结在酸性条件具有较高的类过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）和氧化酶（OXD）活性。特殊的结构在显著提升MnO2与CeO2各种催化活性的基础上赋予了CeO2Mn1.08Ox两种纳米粒子原本不具备的近红外（NIR）光热能力。同时，与绝大部分纳米酶不同，CeO2Mn1.08Ox在微酸性条件下拥有更强的类CAT酶活，更适合在癌细胞内发挥疗效。
随后，他们将葡萄糖氧化酶（GOx）载入至CeO2Mn1.08Ox，并与聚乙二醇（PEG）连接，构建了一种级联酶型纳米药物 (Ce-Mn)-PEI/GOx-PEG。CeO2Mn1.08Ox肿瘤特异性的强类CAT活性可增敏基于GOx的饥饿治疗。其类POD和OXD特性可在癌细胞中产生高细胞毒性的活性氧（ROS）。葡萄糖分解产物H2O2可用于产生O2和ROS。(Ce-Mn)-PEI/GOx-PEG也可通过缓解乏氧和消耗内源性谷胱甘肽（GSH）来调节肿瘤微环境。CeO2Mn1.08Ox的光热能力使其可用于NIR区光热治疗。密度泛函理论（DFT）计算为CeO2Mn1.08Ox的特异性高催化活性和光热能力提供了可能的原因。在合理控制用药剂量的情况下，(Ce-Mn)-PEI/GOx-PEG可于小鼠体内实现增强的催化/低温光热联合治疗，在保证生物安全性的前提下有效消融肿瘤。
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