肿瘤微环境激活的近红外光热策略用于精准可控地消融实体瘤

近红外的光热消融法已成为一种新兴的治疗癌症的手段,它能进一步提高术后及化学治疗肿瘤的效率。作为一种非侵入性的治疗方法,近红外光拥有着诸如穿透组织衰减弱和对组织损伤小等优点。此外,近红外光还能实现时空可控地对肿瘤区域照射,达到最大限度地减少副作用的效果。近十年来,大量地基于纳米粒子的智能光热试剂被报道,它们集热疗,化疗及成像为一体,并成功用于动物模型的早期癌症的诊断及成像引导的癌症治疗。然而,传统的光热试剂不管在肿瘤部位还是在正常组织都会有光热效果,由于注射的光热试剂会不可控地分布于血管、肝及脾部位,因而近红外光在沿着激光路径上会不可避免地对富集光热试剂的正常组织造成损伤。此外,将光精确地仅仅定位于癌细胞在操作技术上仍面临着极大的困难。针对这些难题,中国科学院长春应化所曲晓刚、任劲松研究员及其团队提出了肿瘤微环境激活的光热策略,并用于精准可控地消融实体瘤。借助于纳米粒子pH依赖的光热转换性质以及肿瘤特有的酸性微环境,光热效果仅在肿瘤部位被激活。利用近红外光的照射可以选择性地杀死癌细胞,由此可以解决操作技术上的将光精确定位于癌细胞的难题,相关研究成果发表在Advanced Functional Materials (DOI:10.1002/adfm.201403885)

    该团队利用聚苯胺的翠绿亚胺盐形式在808 nm处有极强的吸收,而其翠绿亚胺碱形式在808 nm处吸收极大减弱的性质,并通过金纳米粒子的电子传递作用将聚苯胺的转变pH上调,设计合成了纳米金/聚苯胺的核壳结构。研究表明,在纳米金向聚苯胺的电子传递作用以及质子掺杂作用下,聚苯按的带隙会降低并伴随着其吸收峰向近红外区域发生红移。在近红外光的照射下,该纳米粒子的光热效果在pH 6.5的环境下能使溶液温度上升到50 ºC,而在pH 7.4时不超过40 ºC。当纳米粒子在血液中循环或滞留在正常组织中时,近红外光照射不会对其造成损伤。而当纳米粒子进入到肿瘤酸性微环境中时,它的光热效果能使局部温度超过细胞的耐热温度,从而能将癌细胞有效地杀死。考虑到肿瘤微环境与正常组织还存在着诸如缺氧、基质金属蛋白酶活性等差异,这种激活的光热策略有望拓展出更多智能的抗癌药剂来实现高选择性、高效地治疗实体瘤。Untitled