近年来，面向疾病精准治疗与药物高效递送的临床需求，如何融合材料科学、计算模拟与生物学，构建药用功能材料的“理性设计—智能构筑—精准应用”全链条研究体系，已成为生物材料与药物递送交叉领域的前沿热点。药学院沈嘉炜教授课题组长期致力于新型智能药用材料体系构建、递送系统理性设计及多尺度模拟，并推进其在常见疾病精准治疗中的应用。近期，团队围绕人工智能辅助材料设计、仿生催化协同机制、中药活性组分精准递送及疾病微环境调控等方向开展系统研究，连续在 Advanced Science（影响因子：14.1）、 Chemical Engineering Journal（影响因子：13.2）、 Journal of Nanobiotechnology（影响因子：12.6）、 Rare Metals（影响因子：11.0）、 Materials Today Bio（影响因子：10.2）等国际高水平期刊发表系列代表性论文。相关工作系统展示了团队在“药用材料设计—递送系统构建—疾病精准治疗”交叉前沿方向上的整体布局与持续创新能力，构建了涵盖材料源头创新到临床转化应用的多层次研究体系。

1. 基于双金属等离激元纳米酶的微针集成系统协同诱导黑色素瘤铁死亡

论文信息：Bimetallic Plasmonic Nanozyme-Based Microneedle for Synergistic Ferroptosis Therapy of Melanoma, Advanced Science, 2025, e04203.（IF=14.1）
共同第一作者：段伟、许锞滢（2022级硕士研究生）
通讯作者：段伟、沈嘉炜

黑色素瘤作为恶性皮肤肿瘤，临床治疗面临药物渗透性差、靶向性不足、免疫应答率低等关键难题。铁死亡作为一种新型程序性细胞死亡方式，为肿瘤治疗提供了新策略。该研究构建了一种基于双金属等离激元纳米酶（Au@MoS₂）的微针递送系统。通过有限时域差分法模拟和密度泛函理论计算，证实金纳米颗粒掺杂显著增强了材料的近红外光热转化效率及过氧化物酶样活性。该纳米酶协同中药活性成分高效催化脂质过氧化物积累，特异性诱导黑色素瘤细胞铁死亡。微针介导的局部递送策略实现了99.8%的肿瘤抑制率，且无显著全身毒性。该研究为皮肤肿瘤的精准治疗提供了新范式，展示了纳米酶与微针技术联合应用的广阔前景。

2. 近红外激活的酶前体纳米系统实现多模式协同抗肿瘤

论文信息：NIR-activatable proenzyme DSF/CuS@M for synergistic in situ chemotherapy/CDT/PTT/cuproptosis-based antitumor therapy, Chemical Engineering Journal, 2025, 510, 161733.
共同第一作者：徐璐双（2021级硕士研究生）、陈沁玥（2024级硕士研究生）
通讯作者：沈嘉炜、沈奇英

铜死亡作为一种新型细胞死亡机制，近年来在抗肿瘤研究中备受关注。然而，如何实现肿瘤部位精准诱导铜死亡，并与其他治疗模式协同增效，仍是该领域面临的重要挑战。该研究设计了一种近红外激活的酶前体纳米系统（DSF/CuS@M）。该系统利用硫化铜的光热效应与类酶活性，在近红外光照射下实现局部热疗与化学动力学治疗；同时，光热触发的双硫仑释放与Cu²⁺配位，原位形成具有强细胞毒性的Cu(DDC)₂复合物，高效诱导铜死亡。该研究首次实现了化疗、化学动力学疗法、光热疗法、铜死亡四种模式的协同抗肿瘤，为多机制协同治疗提供了全新设计思路。

3. 刺激响应型促血管生成纳米酶协同加速烧伤感染创面愈合

论文信息：Engineering dual-driven pro-angiogenic nanozyme based on porous silicon for synergistic acceleration of burn infected wound healing, Materials Today Bio, 2025, 31, 101522.
第一作者：段伟
通讯作者：沈嘉炜

烧伤感染创面因持续的炎症反应、血管生成障碍及细菌感染，成为临床修复领域的棘手难题。传统治疗策略往往难以兼顾抗感染与促修复的双重需求。该研究基于多孔硅构建了双驱动促血管生成纳米酶系统（Pt@PSi）。该体系利用多孔硅的高比表面积与优异生物相容性，负载具有过氧化物酶样活性的铂纳米颗粒，既可清除创面过量活性氧、调控炎症微环境，又能通过近红外光热效应协同抗菌。更重要的是，在激光与纳米酶双重刺激下，多孔硅骨架释放生物活性硅离子，高效促进内皮细胞迁移与血管新生。在烧伤感染创面动物模型中，该系统显著加速了创面愈合，并展现出良好的生物安全性。该研究为复杂创面修复提供了多功能协同治疗新策略。

4. 可降解STING纳米调节器协同近红外二区光热-免疫治疗

论文信息：Degradable STING Nanomodulators Orchestrate The Innate-To-Adaptive Immune Response For NIR-II Photothermal-Immunotherapy Via a Cancer-Immunity Cycle, Materials Today Bio, 2026, 38, 103028.
共同第一作者：魏巧琳、朱梓睿（2025级博士研究生）、李悦（2021级硕士研究生）
通讯作者：魏巧琳、郭勇、沈嘉炜

激活cGAS-STING通路已成为增强免疫治疗效果的重要策略。该研究构建了一种可降解的金-锌双金属STING纳米调节器（GZn NPs），协同近红外二区光热疗法与免疫治疗。在酸性肿瘤微环境及近红外二区激光照射下，GZn NPs响应性降解，释放Zn²⁺直接增强cGAS酶活性；同时，Zn²⁺过载触发活性氧爆发，与金纳米星的光热效应协同，诱导线粒体与细胞核损伤，促进胞质dsDNA积累，进而协同激活cGAS-STING信号通路。该过程诱导免疫原性细胞死亡，促进树突状细胞成熟与T细胞浸润，实现原位肿瘤消退，并建立长效抗肿瘤免疫记忆。该研究为近红外二区光热-免疫联合治疗提供了新型STING调控策略，展现了从先天免疫到适应性免疫的全周期调控潜力。

5. 金属杂化纳米酶用于炎症性疾病治疗

论文信息：Engineered metallic hybrid nanozyme for advanced inflammatory disease therapy, Materials Today Bio, 2025, 35, 102572.
第一作者：夏雪倩（2024级硕士研究生）
通讯作者：沈嘉炜、段伟

炎症性疾病因微环境复杂、传统治疗效率低下而面临严峻挑战。天然酶虽具高效催化活性，但稳定性差、易失活等缺陷严重制约其应用。受天然酶活性中心结构启发，该研究系统综述了金属杂化纳米酶在炎症治疗中的最新进展。文章从炎症发生机制出发，深入阐述了纳米酶的催化机理、理性设计策略及合成方法，重点总结了双金属协同效应对催化活性的增强机制，并系统评估了其在各类炎症性疾病中的应用前景。该综述为开发下一代纳米酶抗炎疗法提供了理论框架，架起了基础研究与临床转化之间的桥梁。

6. 榄香烯纳米递送系统：从材料设计到疾病治疗

论文信息：Advances in elemene nanodelivery systems: From material design to disease treatment, Rare Metals, 2025, 44, 2489–2506.
第一作者：汪笑（2023级硕士研究生）
通讯作者：沈嘉炜、郭勇

榄香烯作为浙产中药代表性活性成分，在抗肿瘤及免疫调节方面展现出独特优势，但其水溶性差、生物利用度低等问题严重制约了临床疗效。该综述系统梳理了榄香烯纳米递送系统的材料设计策略与疾病治疗应用。文章从载体材料维度、响应特性、靶向修饰等方面，总结了脂质体、聚合物纳米粒、无机纳米载体等在榄香烯递送中的研究进展，并深入分析了材料结构与递送功能之间的构效关系。该综述为中药活性组分精准递送提供了系统参考，也为后续结合人工智能辅助设计开发新型智能递送系统指明了方向。

7. 二维纳米材料触发肿瘤铁死亡的研究进展

论文信息：2D nanomaterial–triggered ferroptosis in cancer therapy, Journal of Nanobiotechnology, 2026, 24, 81.
第一作者：高月（2023级硕士研究生）
通讯作者：沈嘉炜、段伟

传统基于细胞凋亡的肿瘤治疗面临耐药性频发、疗效不佳等严峻挑战。铁死亡作为一种铁依赖、脂质过氧化驱动的程序性细胞死亡方式，因其独特的代谢调控机制，为肿瘤治疗开辟了全新路径。然而，传统小分子铁死亡诱导剂存在靶向性差、代谢迅速等瓶颈。纳米技术的引入为精准调控铁死亡提供了创新解决方案。该综述系统梳理了二维纳米材料在铁死亡介导肿瘤治疗领域的研究进展。文章首先阐述了铁死亡的发展历程、生理机制、检测标志物及常用研究方法，深入分析了当前铁死亡相关肿瘤治疗面临的关键挑战。随后，系统总结了二维材料诱导铁死亡的一般原理，重点探讨了二维材料平台如何通过多重机制增强铁死亡疗效。文章进一步分类详述了不同类型二维材料（如过渡金属硫化物、黑磷、MXene等）在诱导肿瘤细胞铁死亡中的应用进展，并展望了该领域的未来发展方向，为理性设计用于诱导铁死亡的二维材料提供了系统指导，为推动二维材料在肿瘤治疗中的更广泛生物医学应用奠定了理论基础。

上述7篇高水平论文第一单位均为杭州师范大学药学院。以上研究成果获国家自然科学基金、浙江省自然科学基金、杭州市自然科学基金、全省抗癌中药与天然药物重点实验室揭榜项目、杭州师范大学交叉学科创新研究项目等项目资助。