从光热效应到免疫调控，黑磷为何在肿瘤治疗上不断突破？

2026-10-20 　来源：江苏先丰纳米材料科技有限公司　>>进入该公司展台　

凭借独特的二维结构和良好的光热转换能力，黑磷（Black phosphorus）材料常被用于光热消融研究，而如今，研究者正尝试让它发挥更大的作用：负载化疗药物、调控肿瘤微环境、诱导免疫原性细胞死亡，甚至与免疫调节剂协同，增强机体对肿瘤的免疫反应。

从近红外光响应到肿瘤免疫激活，黑磷正在肿瘤治疗领域展现出越来越丰富的应用潜力。

本期，小丰结合近期代表性研究，一起看看黑磷在肿瘤治疗领域有哪些值得关注的新进展。

Materials Today Bio

黑磷纳米片调控肿瘤缺氧微环境，促进前药活化与抗肿瘤治疗

实体瘤内部普遍存在缺氧和微酸性微环境，这些特征不仅会促进肿瘤细胞的适应与存活，也为肿瘤靶向治疗提供了潜在切入点。缺氧激活型前药能够在低氧条件下转化为具有细胞毒性的活性药物，但肿瘤微环境复杂，前药活化效率不足，限制了其治疗效果。

2026年5月，期刊Materials Today Bio报道研究人员将黑磷纳米片（BPNS）的“降解特性”转化为“治疗优势”，通过“一站式”改造肿瘤微环境并直接催化前药激活，实现增强型癌症治疗。

他们利用黑磷纳米片（BPNSs）促进缺氧激活型前药活化的肿瘤治疗策略，选用缺氧激活型前药AQ4N（二盐酸巴诺蒽醌）作为治疗分子。黑磷纳米片在肿瘤微环境中逐渐降解，该过程消耗氧气并使局部环境酸化，有助于形成更有利于AQ4N活化的低氧、微酸性条件。同时，黑磷纳米片能够在微酸性环境下与AQ4N发生选择性相互作用，进一步促进其向具有细胞毒性的活性药物转化。

体外实验结果显示，在肿瘤细胞（4T1）模型中，BPNS与AQ4N联用显著降低了细胞存活率，显著提高了细胞凋亡率，并有效抑制了肿瘤细胞的迁移，表现出明显的协同抗肿瘤效应。在4T1荷瘤小鼠模型中，采用“先瘤内注射BPNS，再静脉注射AQ4N”的给药策略，联合治疗组的肿瘤抑制率高达约90%，远优于单药组，且未引起明显的毒副作用，安全性良好。

该策略为改善缺氧激活型前药的活化效率提供了新的研究思路，也拓展了二维纳米材料在肿瘤微环境调控、前药活化及联合治疗中的应用方向。

文献名称： Black phosphorus nanosheet-promoted prodrug activation for enhanced cancer therapy

ACS Nano

黑磷纳米平台突破肿瘤深部递送瓶颈，助力光免疫协同治疗

肿瘤纳米治疗中，传统纳米递送系统容易受到血液中蛋白吸附、免疫识别及肿瘤组织致密结构等因素影响，难以兼顾长循环、肿瘤富集与深部渗透。此外，单一治疗方式往往难以充分激活机体的抗肿瘤免疫反应。因此，开发能够根据肿瘤微环境及外部刺激动态调节界面性质的纳米递送系统，并结合光疗与免疫调控，是肿瘤治疗领域的重要研究方向。

2026年6月，期刊ACS Nano报道研究人员构建了一种近红外光可编程的二维纳米生物界面系统，以黑磷纳米片为核心，利用聚乙烯亚胺（PEI）、硫缩酮（TK）连接结构及聚乙二醇（PEG）构建活性氧响应型保护层，并进一步负载Mn²⁺和免疫调节分子Indoximod。

在血液循环过程中，该涂层可主动调控蛋白冠组成，富集补体抑制蛋白并减少调理素吸附，从而降低免疫原性，使肿瘤特异性积累提高3.4倍。当纳米材料到达肿瘤部位并接受近红外光照射后，黑磷产生的ROS会切断硫酮（TK）连接键，使PEG保护层脱落，暴露出带正电的PEI。这种时空电荷转换促进了跨血管外渗、深层肿瘤穿透、细胞摄取和溶酶体逃逸，显著增强了药物递送效率。

在此基础上，研究团队结合光疗、Mn²⁺相关免疫激活作用及Indoximod对免疫抑制通路的调控，探索多机制协同的肿瘤治疗策略。结果显示，共载锰离子（Mn²⁺）和吲哚莫德后，该平台通过诱导免疫原性细胞死亡（ICD）、激活cGAS-STING通路和抑制吲哚胺2,3-双加氧酶（IDO）通路，实现了协同光免疫治疗。在原位乳腺癌模型中，该策略有效抑制了原发和转移瘤生长，并建立了长期的抗肿瘤免疫记忆。

该研究提出了一种由近红外光触发的动态纳米界面调控策略，实现了纳米材料在循环递送阶段与肿瘤治疗阶段之间的功能转换，为解决肿瘤纳米递送中的免疫识别、组织渗透不足等问题提供了新的设计思路。

文献名称： NIR-Programmable Stealth 2D Black Phosphorus Nanobiointerfaces for Deep Tumor Penetration and Photoimmunotherapy

Chemical Engineering Journal

钙超载联合免疫调节，黑磷纳米平台增强温和光热抗肿瘤治疗

传统光热治疗通常依赖较高温度直接杀伤肿瘤细胞，但治疗过程中容易受到肿瘤热耐受、免疫激活不足及肿瘤免疫抑制微环境等因素限制，难以有效控制远端转移灶。温和光热治疗（mPTT）能够在相对较低的温度下发挥治疗作用，但仍需要进一步增强肿瘤细胞损伤和抗肿瘤免疫反应。

2026年10月，期刊Chemical Engineering Journal报道研究人员利用黑磷纳米片（BPNS）作为载体，通过其表面氧化产生的磷酸根离子与钙离子（Ca²⁺）形成磷酸钙涂层，并负载雷公藤甲素（Tpl），构建多功能纳米药物CBT。该药物具有pH/激光双响应特性：在酸性肿瘤微环境中释放Ca²⁺和Tpl，激光照射（808 nm）产生温和热（42–45°C），进一步促进胞外Ca²⁺内流，实现深度细胞内钙超载。

与此同时，雷公藤甲素协同调控热休克蛋白（HSP）表达，缓解肿瘤细胞的热耐受，并促进肿瘤相关抗原释放和免疫原性细胞死亡（ICD）。此外，雷公藤甲素还可下调肿瘤细胞表面的程序性死亡配体1（PD-L1），减弱PD-1/PD-L1介导的免疫逃逸。该体系通过肿瘤微环境响应与近红外光触发相结合，实现了治疗过程的协同调控。

在4T1双侧乳腺癌小鼠模型中，该策略不仅有效抑制了接受治疗的肿瘤，还成功清除了未经直接照射的远端肿瘤。进一步分析发现，治疗后肿瘤组织中的CD8⁺T细胞浸润增加，调节性T细胞（Tregs）和M2型肿瘤相关巨噬细胞（M2-TAMs）等免疫抑制细胞减少，表明该体系能够增强全身性抗肿瘤免疫反应。

相比单纯依赖高温杀伤肿瘤细胞的传统光热治疗，该方法更加注重利用温和热刺激放大细胞损伤和免疫应答，为提高光热治疗效果、抑制远端肿瘤及改善肿瘤免疫微环境提供了新的研究思路。

文献名称： Immunomodulator triptolide synergizes with black phosphorus nanosheets-mediated calcium overload for mild heat-potentiated cancer immunotherapy

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