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新型光動力療法:低X射線劑量下,高效消滅腫瘤

金 鳳

2022年10月12日07:56 來源:科技日報

  癌癥是全球范圍內(nèi)嚴重危害人類健康的疾病,其發(fā)病率呈逐年上升趨勢,光動力療法成為近年來癌癥治療的研究熱點。

  近期,中國科學(xué)院院士黃維、南京工業(yè)大學(xué)安眾福教授所帶領(lǐng)的團隊與廈門大學(xué)陳洪敏教授課題組合作,利用純有機磷光閃爍體,實現(xiàn)了低X射線劑量下的高效光動力治療。相關(guān)論文日前發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》。

  傳統(tǒng)光動力療法能量利用率較低

  “光動力療法是一種利用特定波長的光,照射腫瘤部位的光敏劑,在光的作用下,光敏劑會把能量傳遞給腫瘤組織周圍的基態(tài)氧分子,生成活性氧,繼而與腫瘤細胞發(fā)生氧化反應(yīng),最終殺死腫瘤細胞或者病變組織的方法!闭撐牡墓餐ㄓ嵶髡甙脖姼8嬖V科技日報記者。

  “光動力療法可以通過激光靶向癌細胞進行治療,不易產(chǎn)生耐藥性,毒副作用低,也可以避免對其他身體組織的傷害,近年來被廣泛用于皮膚癌、食道癌等的治療!卑脖姼Uf。

  X射線誘導(dǎo)的光動力治療是利用具有優(yōu)異穿透能力的X射線,照射機體的深層腫瘤,使其產(chǎn)生活性氧物質(zhì),從而達到殺滅癌細胞的方法。這個方法結(jié)合了光動力治療和放療的優(yōu)點,具有較好的應(yīng)用前景。

  目前常用的X射線誘導(dǎo)的光動力治療技術(shù)多是將無機閃爍體和有機光敏劑結(jié)合起來,前者將X射線轉(zhuǎn)換為可見光發(fā)射,再通過后者產(chǎn)生單線態(tài)氧,從而實現(xiàn)對腫瘤的殺傷。

  “然而,傳統(tǒng)的X射線誘導(dǎo)的光動力治療技術(shù)需經(jīng)過多重能量轉(zhuǎn)移過程,能量利用率較低,使得在進行X射線光動力治療時,所需的X射線劑量較高。”安眾福解釋。

  有機磷光納米閃爍體讓腫瘤治療事半功倍

  針對這一難題,研究團隊創(chuàng)造性地將有機磷光閃爍體和有機光敏劑合二為一,開發(fā)了一種在X射線輻照下,能直接產(chǎn)生單線態(tài)氧的有機磷光納米閃爍體。

  “常規(guī)的有機閃爍體是由碳氫氮氧等元素組成的純有機分子,這些分子往往只能發(fā)熒光,75%的激子會被浪費,所以常規(guī)有機閃爍體對X射線的吸收轉(zhuǎn)換較弱,殺滅癌細胞的效果較差。我們在一些芳香稠環(huán)分子上加入了重原子碘,這種結(jié)構(gòu)可以減少激子耗散,大幅度提升激子利用率!卑脖姼Uf,引入了重原子的閃爍體,在X射線的照射下,會在激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間,實現(xiàn)系間竄躍,從而發(fā)出磷光,而相對于熒光,磷光的發(fā)光壽命更長。而閃爍體的發(fā)光時間越長,就越能激發(fā)光敏劑與氧氣相互作用,產(chǎn)生更多單線態(tài)氧,以殺滅腫瘤。

  在實驗中,研究團隊將有機磷光納米閃爍體植入患有乳腺癌的小鼠體內(nèi),當(dāng)該閃爍體在腫瘤部位富集后,研究人員用X射線照射小鼠的腫瘤部位。用0.4戈瑞的X射線劑量僅僅照射一次,兩周后觀察發(fā)現(xiàn),小鼠乳腺腫瘤幾乎消失了。

  “有機磷光閃爍體既可以直接吸收X射線,又可以作為光敏劑,這大大提高了X射線的能量轉(zhuǎn)化效率,從而有效提升了X射線光動力治療效果!卑脖姼=榻B,傳統(tǒng)X射線光動力治療所需的劑量一般在1戈瑞以上,而他們在0.4戈瑞的低劑量輻照下,即可實現(xiàn)對小鼠乳腺癌的治療,且對正常組織和細胞幾乎無毒副作用。

  “這一成果證明了有機磷光閃爍體在深層腫瘤治療方面的應(yīng)用潛力,有望為有機磷光閃爍體在生物醫(yī)藥和納米技術(shù)等領(lǐng)域提供參考路徑!钡脖姼L寡,目前,這還只是在小鼠體內(nèi)進行的實驗,有機磷光閃爍體進入人體后是否能發(fā)揮同樣的功效,還需在大型動物體內(nèi)進行實驗,并進行人體多期臨床試驗才能確定。

(責(zé)編:孫紅麗、楊迪)


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