中国科学家合成新型纳米发光材料有望用于肿瘤光动力治疗

几天前，中国科学院遗传与发育生物学研究所的降雨强度研究小组和北京大学基础医学院的教授沙音林研究小组设计并合成了一种新型纳米发光材料。基于这种金纳米团簇的双光子动态疗法具有空间选择性高、安全、高效、无需避光等优点。在肿瘤治疗，尤其是胶质瘤和实体肿瘤治疗中具有良好的临床转化前景。相关的研究成果已经申请了两项发明专利，并于最近在国际纳米技术杂志《纳米化学》上发表。

通过长期合作，降雨强度和沙音林团队开发了一系列具有优异双光子光学性质的纳米材料，并探索了其在双光子光动力疗法中的应用价值。这次他们设计并合成了一种以二氢硫辛酸为配体的金纳米团簇，该团簇在光照下具有很强的*基生成特性，对肿瘤细胞和组织有很好的杀伤作用，是一种光动力治疗性能优异的光敏剂，其疗效远远优于临床使用的ella光敏剂。

“光动力治疗系统是人类对付肿瘤的新武器，就像对付怪物一样。”雨强介绍，“其中，光敏剂的性能是决定肿瘤光动力治疗效果的关键。然而，目前临床上使用的光敏剂受可见光激发，组织穿透深度小，难以用于实体瘤和深部肿瘤的治疗。此外，患者在接受治疗后需要几周的黑暗期，这给生活带来了极大的不便。”

研究人员这次合成的材料具有优异的双光子特性。它的双光子吸收截面很高。它可被近红外激光激发，有效增加照射深度，可用于治疗实体肿瘤。更重要的是，该材料具有良好的生物相容性，在治疗过程中不需要避光，大大提高了临床可控性。

研究小组对基于纳米团簇的光动力疗法的机理进行了系统研究，发现这类材料产生的*基主要是超氧阴离子。光动力机制属于第一类机制，不同于传统的基于单线态氧的第二类机制。此外，研究人员还系统地研究了金纳米团簇的生物相容性、内吞途径、细胞内分布和代谢动力学，以及细胞、亚细胞和活体小动物水平上的光动力治疗效应和生物作用机制。动物肿瘤模型实验结果表明，在800 nm飞秒激光照射下，金纳米团簇能够高效杀伤肿瘤，且无全身毒副作用。

据了解，肿瘤光动力疗法使用靶向肿瘤的光敏剂在激光照射下产生大量活性氧*基来破坏肿瘤组织。与传统的放疗、化疗等肿瘤治疗方法相比，光动力疗法具有空间选择性高、不易产生耐药性、全身毒副作用低等特点，近年来已广泛用于治疗食管癌、膀胱癌、皮肤癌等多种癌症。近年来，利用长波激发的新一代双光子光动力疗法发展迅速。然而，缺乏匹配的双光子光敏剂极大地限制了其临床应用。

DOI:10.1021/acsnano.9b05169