如何使用化学工具应对肿瘤治疗的难题，是生物正交反应领域研究的重要方向之一。传统的肿瘤治疗药物常常伴随严重的副作用，前药策略是解决上述问题的常用手段。前药本身不具有药物活性，受到刺激时在肿瘤部位转化为活性药物，从而降低药物的副作用，同时保留治疗效果。目前，临床上批准的前药通常利用酶或微肿瘤微环境的化学刺激进行激活，然而该内源性的化学激活手段可能导致药物的脱靶毒性。相比之下，外源刺激响应的前药有望解决该难题，生物正交反应是构建外源刺激响应前药的关键。

近期，北京大学化学与分子工程学院应用化学系刘志博教授课题组在Chemical Society Reviews上发表了题为“Bioorthogonal Chemistry for Prodrug Activation In Vivo”的综述，总结了近年来化学刺激和物理刺激驱动的前药激活领域的最新进展。该文章从临床需求的视角出发，提出了评价外源激活效果的标准，探讨了改善外源激活策略的方法，为新药和新药策略的研发提供了指导。

生物正交反应的化学工具箱

随着SQ7730药物进入II期临床试验，生物正交反应介导的前药激活策略吸引了越来越多的关注。从临床角度来看，该策略在临床应用中面临的挑战是需要对前药和激活剂的生物分布、稳定性和安全性等方面进行全面评估，并协调二者的给药时间和给药剂量，否则前药和激活剂在正常组织中的富集可能导致严重的副作用。通过实时、定量的放射性分子影像对前药或激活剂进行示踪与定量分析，可以解决上述难题，协调给药时间和剂量，优化治疗效果。

综述还详细总结了物理刺激，如近红外光、电离辐射、中子和超声波在前药激活中的应用。这些物理刺激手段在诊断和治疗中广泛使用，具有高度的临床相关性。随着医疗设备和技术的进步，它们能够更精准地实现肿瘤靶向。值得注意的是，物理刺激更适用于治疗原发性病变，而对于多发性肿瘤或转移瘤的治疗，可能需要更复杂的策略，例如释放免疫佐剂或利用肿瘤靶向的放射性药物诱导药物释放。这也说明，该领域未来的研究和药物研发需要多学科专家的共同努力。

这项工作得到了国家自然科学基金、中华人民共和国科学技术部、北京市自然科学基金、昌平实验室、中央地方科技发展项目引导基金和李革赵宁生命科学青年研究基金的资助。刘志博是文章通讯作者，北京大学博雅博士后傅群峰博士和博士研究生申思涌为共同第一作者。