超小金纳米团簇作为肿瘤放疗增敏剂和CT造影剂

AHM在临床放射治疗中,高能射线不可避免的对人体正常组织造成损伤。高效的放疗增敏剂可以有效的增强肿瘤组织的辐射剂量,从而降低对正常组织的损伤。传统的小分子放射增敏剂虽然具有快速排泄、低毒等优点,但是这些传统放射增敏剂在肿瘤组织中的摄取较低,不能有效增强放射治疗效果。新型的纳米金属材料具有较高的原子序数,可以有效增强光电吸收和二次电子的产率,从而可以有效提高放射治疗的效果。同时,纳米金属材料在表面修饰以后可以利用其中体内延长的血液滞留性来提高肿瘤的摄取,从而达到放射增敏的目的。然而,大尺寸的纳米颗粒,容易被内皮网状细胞吸收,从而经过肝脏代谢,导致了纳米材料长期在肝脏蓄积,呈现潜在的肝毒性。因此,找到一种具有肿瘤靶向、可被快速排泄的高效的放射增敏剂是使放疗增敏用于临床应用的前提。

中国医学科学院放射医学院放射医学研究所张晓东博士的研究小组,和新加坡国立大学化学和生物分子工程系谢建平教授领导的纳米生物小组(http://cheed.nus.edu.sg/stf/chexiej/index.html),联合国家纳米科学中心梁兴杰研究员(http://www.nanoctr.cn/liangxingjie/ketizu/)发现一种由18个谷胱甘肽配体保护的25个金原子组成的金纳米团簇放射增敏剂 (Adv. Healthcare Mater. 2014, 3, 133)。这种放射增敏剂可以高效的被肿瘤摄取,从而有效的实现增强放射治疗效果。同时,因为其尺寸为2 nm,可以有效的在体内被肾清除,并且没有明显的长期和短期毒性。在此基础上,进一步研究了一种由10–12个谷胱甘肽保护的10–12个金原子的分子结构。这种纳米分子,在血液中呈现典型的两相清除,在血液中具有较长的滞留时间。同时,这种纳米金属团簇分子在肿瘤中的摄取高达50% ID/g以上,并且在肿瘤中能够维持50小时而没有明显的衰减,可以实现高效的放射增敏。同时,这种金属团簇仍然能有效的在体内实现肾清除,在28天以后,这种团簇分子在各种脏器中几乎没任何分布。因此,这种纳米分子的肿瘤靶向、高效、低毒的特色使其具有较大的潜力作为新型的放射增敏剂。