基于有机小分子的光热癌症治疗试剂

癌症是21世纪威胁人类健康的几种重大恶性疾病之一。到目前为止,人们已经投入大量的人力、物力、财力到癌症的预防和治疗中,但所取得的进展依然十分有限。现有的主流癌症治疗手段包括手术、化疗和放疗都具有各自的局限性,必须要开发新的治疗机制来提高癌症的治疗效果。光热治疗主要是利用激光照射在有光吸收的材料表面,将光转化成热能来杀死肿瘤细胞,因此这种治疗方法具有很好的治疗效果和极低的组织创伤,引起了纳米生物医学专家的广泛研究兴趣。理想的光热治疗试剂需要在近红外区(700~1000 nm)有很好的光学吸收,许多近红外区有很好的光学吸收的纳米材料已经被成功用于光热治疗,如金纳米结构材料、碳纳米材料、以及其他一些无机纳米材料等等,然而这些纳米材料的长期毒性和生物可降解性一直限制其在生物医学中的应用包括肿瘤的光学治疗。因此,需要发展和设计一种生物安全性的光热治疗试剂。

最近,苏州大学功能纳米与软物质研究院刘庄教授领导的团队发展了基于有机小分子的光热治疗试剂成功用于肿瘤的光学治疗。这种有机小分子(IR825)具有和吲哚青绿(ICG)类似的分子结构,在近红外区处具有很强的光学吸收,同时不发荧光,因此可将吸收的光能高效率地转化成热能。包裹这种有机小分子的纳米胶束具有非常好的稳定性和生物相容性,通过尾静脉注射到小鼠体内后表现出很长的血液循环时间,同时能通过肿瘤的高渗透性与滞留效应(EPR效应)在肿瘤部位富集。在808纳米激光的照射下,所有的肿瘤将完全消灭,并且长期一段时间(45天)没有观察到肿瘤复发和转移的现象,达到完全治愈的目的,系统的毒理学研究也表明这一包裹染料的纳米胶束对实验动物无明显的毒副作用。相关工作得到国家自然科学基金和国家科技部973计划等基金的资助。

该工作发展的有机纳米胶束与不可降解无机光热纳米材料相比在安全性方面的顾虑相对更少,未来的研究还将实现光热治疗和其他的治疗机制的结合,实现针对肿瘤的联合治疗以期实现高效低毒的肿瘤杀灭,并希望最终将光热治疗这一新型治疗模式推向临床。