新型光動力療法:低X射線劑量下,高效消滅腫瘤
◎本報記者 金 鳳 通訊員 周 偉(wei)
癌症是全球範圍內(nei) 嚴(yan) 重危害人類健康的疾病,其發病率呈逐年上升趨勢,光動力療法成為(wei) 近年來癌症治療的研究熱點。
近期,中國科學院院士黃維、南京工業(ye) 大學安眾(zhong) 福教授所帶領的團隊與(yu) 廈門大學陳洪敏教授課題組合作,利用純有機磷光閃爍體(ti) ,實現了低X射線劑量下的高效光動力治療。相關(guan) 論文日前發表於(yu) 國際學術期刊《自然·通訊》。
傳(chuan) 統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(hui) 把能量傳(chuan) 遞給腫瘤組織周圍的基態氧分子,生成活性氧,繼而與(yu) 腫瘤細胞發生氧化反應,最終殺死腫瘤細胞或者病變組織的方法。”論文的共同通訊作者安眾(zhong) 福告訴科技日報記者。
“光動力療法可以通過激光靶向癌細胞進行治療,不易產(chan) 生耐藥性,毒副作用低,也可以避免對其他身體(ti) 組織的傷(shang) 害,近年來被廣泛用於(yu) 皮膚癌、食道癌等的治療。”安眾(zhong) 福說。
X射線誘導的光動力治療是利用具有優(you) 異穿透能力的X射線,照射機體(ti) 的深層腫瘤,使其產(chan) 生活性氧物質,從(cong) 而達到殺滅癌細胞的方法。這個(ge) 方法結合了光動力治療和放療的優(you) 點,具有較好的應用前景。
目前常用的X射線誘導的光動力治療技術多是將無機閃爍體(ti) 和有機光敏劑結合起來,前者將X射線轉換為(wei) 可見光發射,再通過後者產(chan) 生單線態氧,從(cong) 而實現對腫瘤的殺傷(shang) 。
“然而,傳(chuan) 統的X射線誘導的光動力治療技術需經過多重能量轉移過程,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(zhong) 福解釋。
有機磷光納米閃爍體(ti) 讓腫瘤治療事半功倍
針對這一難題,研究團隊創造性地將有機磷光閃爍體(ti) 和有機光敏劑合二為(wei) 一,開發了一種在X射線輻照下,能直接產(chan) 生單線態氧的有機磷光納米閃爍體(ti) 。
“常規的有機閃爍體(ti) 是由碳氫氮氧等元素組成的純有機分子,這些分子往往隻能發熒光,75%的激子會(hui) 被浪費,所以常規有機閃爍體(ti) 對X射線的吸收轉換較弱,殺滅癌細胞的效果較差。我們(men) 在一些芳香稠環分子上加入了重原子碘,這種結構可以減少激子耗散,大幅度提升激子利用率。”安眾(zhong) 福說,引入了重原子的閃爍體(ti) ,在X射線的照射下,會(hui) 在激發態和基態之間,實現係間竄躍,從(cong) 而發出磷光,而相對於(yu) 熒光,磷光的發光壽命更長。而閃爍體(ti) 的發光時間越長,就越能激發光敏劑與(yu) 氧氣相互作用,產(chan) 生更多單線態氧,以殺滅腫瘤。
在實驗中,研究團隊將有機磷光納米閃爍體(ti) 植入患有乳腺癌的小鼠體(ti) 內(nei) ,當該閃爍體(ti) 在腫瘤部位富集後,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(jin) 僅(jin) 照射一次,兩(liang) 周後觀察發現,小鼠乳腺腫瘤幾乎消失了。
“有機磷光閃爍體(ti) 既可以直接吸收X射線,又可以作為(wei) 光敏劑,這大大提高了X射線的能量轉化效率,從(cong) 而有效提升了X射線光動力治療效果。”安眾(zhong) 福介紹,傳(chuan) 統X射線光動力治療所需的劑量一般在1戈瑞以上,而他們(men) 在0.4戈瑞的低劑量輻照下,即可實現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(ti) 在深層腫瘤治療方麵的應用潛力,有望為(wei) 有機磷光閃爍體(ti) 在生物醫藥和納米技術等領域提供參考路徑。”但安眾(zhong) 福坦言,目前,這還隻是在小鼠體(ti) 內(nei) 進行的實驗,有機磷光閃爍體(ti) 進入人體(ti) 後是否能發揮同樣的功效,還需在大型動物體(ti) 內(nei) 進行實驗,並進行人體(ti) 多期臨(lin) 床試驗才能確定。
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