Small:I型光敏剂让肿瘤光动力治疗焕发活力

癌症(即恶性肿瘤),是全世界范围内严重影响人类生命安全的主要疾病之一。由于肿瘤产生机理复杂、组织结构多样、易转移和复发等原因,传统治疗方法存在着二次创伤大、毒副作用高、术后肿瘤易复发等局限性。为提高患者整体生存率,寻找高效低毒的特异靶向性药物、探索新型精准治疗方法,是实现肿瘤早期诊断与高效治疗的有效途径。

光动力治疗是一种新兴的肿瘤治疗方法,相较于传统治疗手段,其具有低毒性、高选择性、低侵入性以及可协同治疗等优点。根据产生活性氧物种的不同,光动力疗法可以分为I型和II型疗法,(a)I型途径:通过电子转移生成超氧阴离子自由基(O2●-)、羟基自由基(OH)以及过氧化氢(H2O2)等具有细胞毒性的物种;(b)II型机制,通过能量传递产生单线态氧(1O2),从而促进细胞坏死和凋亡。其中,II型机制是目前广泛研究的光动力疗法,该疗法主要依赖于1O2的产生对病变组织进行治疗。1O2是一种具有高反应活性、高氧化性的活性物种,具有较强的亲电性,能够高效氧化不饱和脂肪酸、核酸、蛋白质及线粒体膜等,从而杀死肿瘤细胞。然而,II型光动力疗法受到氧气浓度的调控,当氧气浓度较低时,无法产生大量的1O2。尤其是在肿瘤内部,随着II型光动力疗法过程中氧气的快速消耗,常会出现乏氧情况,难以实现理想的治疗效果。相较于II型疗法,I型光动力疗法氧气依赖度较低,由于歧化反应及Harber-Weiss/Fenton反应的作用,即使在严重乏氧(2% O2)情况下仍可以高效产生超氧阴离子自由基、羟基自由基等活性氧物种,有效杀死肿瘤细胞。

至今,已有数种无机或有机光敏剂被开发出来用于肿瘤治疗,包括二氧化钛、氧化锌、二维MOF及尼罗红衍生物等,这些光敏剂的出现极大推动了肿瘤光动力治疗的发展。

近期,南京工业大学董晓臣团队对肿瘤光动力治疗领域中目前已报道的多种I型光敏剂进行了梳理、总结与分析。在本文中,研究者首先对I型光动力基本原理及ROS特性进行了介绍,并对I型光敏剂的发展及其种类进行了详细的归纳;之后,根据I型光敏剂材料属性、分子结构、化学组分等特征,重点探讨了各种I型光敏剂的理化特性及抗乏氧肿瘤效果,并对I型光敏剂发展及临床转化过程中的挑战进行了展望。研究者相信,该综述为光动力治疗领域研究人员带来了I型光敏剂设计方面的系统性归纳与总结,并为乏氧肿瘤的光动力治疗相关方面的研究拓宽了思路。

论文通讯作者为南京工业大学先进材料研究院董晓臣教授和邵进军教授,南京工业大学博士生陈大鹏为该论文第一作者。

论文信息:

Type I Photosensitizers Revitalizing Photodynamic Oncotherapy

Dapeng Chen, Qian Xu, Wenjun Wang, Jinjun Shao*, Wei Huang, Xiaochen Dong*

Small, 2021, 2006742.

DOI: 10.1002/smll.202006742

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202006742

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