新型光動(dòng)力療法:低X射線劑量下,高效消滅腫瘤
◎本報(bào)記者 金 鳳 通訊員 周 偉
癌癥是全球范圍內(nèi)嚴(yán)重危害人類健康的疾病,其發(fā)病率呈逐年上升趨勢,光動(dòng)力療法成為近年來癌癥治療的研究熱點(diǎn)。
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(tuán)隊(duì)與廈門大學(xué)陳洪敏教授課題組合作,利用純有機(jī)磷光閃爍體,實(shí)現(xiàn)了低X射線劑量下的高效光動(dòng)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(dòng)力療法能量利用率較低
“光動(dòng)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(huì)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(xì)胞發(fā)生氧化反應(yīng),最終殺死腫瘤細(xì)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(bào)記者。
“光動(dòng)力療法可以通過激光靶向癌細(xì)胞進(jìn)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。”安眾福說。
X射線誘導(dǎo)的光動(dòng)力治療是利用具有優(yōu)異穿透能力的X射線,照射機(jī)體的深層腫瘤,使其產(chǎn)生活性氧物質(zhì),從而達(dá)到殺滅癌細(xì)胞的方法。這個(gè)方法結(jié)合了光動(dòng)力治療和放療的優(yōu)點(diǎn),具有較好的應(yīng)用前景。
目前常用的X射線誘導(dǎo)的光動(dòng)力治療技術(shù)多是將無機(jī)閃爍體和有機(jī)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(shí)現(xiàn)對腫瘤的殺傷。
“然而,傳統(tǒng)的X射線誘導(dǎo)的光動(dòng)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(jìn)行X射線光動(dòng)力治療時(shí),所需的X射線劑量較高。”安眾福解釋。
有機(jī)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(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地將有機(jī)磷光閃爍體和有機(jī)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(jī)磷光納米閃爍體。
“常規(guī)的有機(jī)閃爍體是由碳?xì)涞醯仍亟M成的純有機(jī)分子,這些分子往往只能發(fā)熒光,75%的激子會(huì)被浪費(fèi),所以常規(guī)有機(jī)閃爍體對X射線的吸收轉(zhuǎn)換較弱,殺滅癌細(xì)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(huì)在激發(fā)態(tài)和基態(tài)之間,實(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)將有機(jī)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(jī)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(dòng)力治療效果?!卑脖姼=榻B,傳統(tǒng)X射線光動(dòng)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(shí)現(xiàn)對小鼠乳腺癌的治療,且對正常組織和細(xì)胞幾乎無毒副作用。
“這一成果證明了有機(jī)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(jī)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。”但安眾福坦言,目前,這還只是在小鼠體內(nèi)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn),有機(jī)磷光閃爍體進(jìn)入人體后是否能發(fā)揮同樣的功效,還需在大型動(dòng)物體內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行人體多期臨床試驗(yàn)才能確定。
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