温和光热疗法在肿瘤治疗中的研究进展
发布时间：2021-08-11 07:11
癌症是目前世界上发病率和死亡率最高的疾病之一.光热疗法（photothermal therapy, PTT）是一种无创的癌症治疗新策略,即把具有较高光热转化效率的材料（photothermal agent, PTA）注入人体内部,利用靶向性聚集在肿瘤组织附近,再在近红外（near-infrared, NIR）等外部光源的照射下,将光能转化为热能来杀死癌细胞.然而,光热治疗所需要达到的高温可能对正常组织损伤较大,因此,相对低温的温和光热疗法（mild photothermal therapy, MPTT）备受关注.温和光热疗法本身的抗肿瘤作用有限,通常需与其他疗法联合以构建协同治疗体系,达到治疗肿瘤的目的.近期,本团队合成了一种二维锗量子点光热转换材料,突破了既往无法得到二维材料以及传统材料光热转换效率低的重大难题.本文从温和光热疗法常用光热转换剂的类型及特点、主要障碍及其解决策略、抗肿瘤作用机制、与其他疗法联合的效果等方面对温和光热疗法在肿瘤治疗中的研究现状进行系统性总结,并对未来的发展方向进行展望和讨论,旨在为肿瘤治疗提供一种新思路和新方法.
【文章来源】：科学通报. 2020,65(32)北大核心EICSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
(网络版彩色)理想的光热转换剂的工作模式
ICG是两亲性花菁染料,具有既亲水又亲油的特性,1954年被美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准应用于临床诊断[43].ICG具有较强的NIR吸收性,可将吸收的光能大部分转化为热能,从而对癌细胞产生杀伤作用;同时,ICG吸收NIR后可进一步产生活性氧(reactive oxygen species,ROS),可以氧化肿瘤组织周围的生物高分子,破坏肿瘤组织结构[44].但ICG也具有一定局限性,如浓度依赖性、稳定性差、易与蛋白质非特异性结合、缺乏靶向性等,因而限制了其应用[45].为克服此类问题,通常将ICG搭载在载体上,以提高其稳定性,延长血液循环半衰期,提高肿瘤蓄积率,进一步增加MPTT的疗效.例如,Yang等人[17]利用ICG与金属离子之间的配位作用,将金属离子、ICG与聚-1-组氨酸-PEG(pHis-PEG)混合,合成一系列PEG化的纳米配位聚合物.他们的研究显示,此聚合物在小鼠体内表现出相对较长的血液循环半衰期和较高的肿瘤蓄积率.Wu等人[18]将ICG搭载在中空介孔的有机二氧化硅纳米粒子上,并利用吉西他滨分子封闭端口,将ICG封闭起来,明显提高了其稳定性,并且在酸性条件下表现出优异的细胞摄取和细胞内药物释放能力.与ICG分子类似,IR825和IR820在近红外区也具有较强的吸收性,但光漂白性则明显降低,近来开始应用于MPTT.例如,Li等人[19]构建了多西他赛、IR820和Lyp-1共载的纳米胶束系统,实验证实该胶束系统中IR820具有良好的稳定性,而装载的Lyp-1则介导了良好的肿瘤靶向性.Huang课题组[20]则将IR820和抗PD-L1抗体(aPD-L1)加载到具有热可逆凝胶-溶胶相变特性的脂质凝胶(lipid gel,LG)中,通过控制NIR照射改变LG形态来控制aPD-L1的释放,可增加“冷”肿瘤周围浸润淋巴细胞的募集,增强T细胞的抗肿瘤活性和免疫治疗的疗效.Gao等人[21]合成的人血清白蛋白/dc-IR825/藤黄酸纳米粒子在温和的温度(<45°C)下可降低肿瘤细胞的耐热性,促进协同MPTT和化疗.1.1.2 高分子聚合物
温和光热疗法通过光热效应本身可间接增强抗癌疗效.例如,近红外激光照射使肿瘤组织产生局部高温增加了血管和细胞膜的通透性,从而导致肿瘤组织中细胞对光热纳米粒子的吸收显著增加[65],有利于纳米粒子在靶细胞中的积累,同时降低了治疗所需剂量.而且,高温环境(40.5～43.0°C)可增强许多化疗药物的细胞毒性[66](图3).基于此,研究者们将MPTT与化疗药物联合,将药物搭载在不同的纳米载体上,利用光热效应以实现药物的按需释放.同时,光热剂产生的热量亦增加了肿瘤细胞对药物的摄取,显著提高了抗癌疗效,且具有良好的靶向性[18,19,22,23,26,27].这一机制可以弥补单一MPTT抗癌疗效有限的缺点,同时也解决了抗癌药物在肿瘤组织有效浓度不高、肿瘤靶向性差等临床难题.3.3 诱导免疫功能激活
【参考文献】：
期刊论文
[1]Gold nanorods together with HSP inhibitor-VER-155008 micelles for colon cancer mild-temperature photothermal therapy[J]. Xichuan Tang,Liwei Tan,Kun Shi,Jinrong Peng,Yao Xiao,Wenting Li,Lijuan Chen,Qian Yang,Zhiyong Qian. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2018(04)
本文编号：3335717
【文章来源】：科学通报. 2020,65(32)北大核心EICSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
(网络版彩色)理想的光热转换剂的工作模式
ICG是两亲性花菁染料,具有既亲水又亲油的特性,1954年被美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批准应用于临床诊断[43].ICG具有较强的NIR吸收性,可将吸收的光能大部分转化为热能,从而对癌细胞产生杀伤作用;同时,ICG吸收NIR后可进一步产生活性氧(reactive oxygen species,ROS),可以氧化肿瘤组织周围的生物高分子,破坏肿瘤组织结构[44].但ICG也具有一定局限性,如浓度依赖性、稳定性差、易与蛋白质非特异性结合、缺乏靶向性等,因而限制了其应用[45].为克服此类问题,通常将ICG搭载在载体上,以提高其稳定性,延长血液循环半衰期,提高肿瘤蓄积率,进一步增加MPTT的疗效.例如,Yang等人[17]利用ICG与金属离子之间的配位作用,将金属离子、ICG与聚-1-组氨酸-PEG(pHis-PEG)混合,合成一系列PEG化的纳米配位聚合物.他们的研究显示,此聚合物在小鼠体内表现出相对较长的血液循环半衰期和较高的肿瘤蓄积率.Wu等人[18]将ICG搭载在中空介孔的有机二氧化硅纳米粒子上,并利用吉西他滨分子封闭端口,将ICG封闭起来,明显提高了其稳定性,并且在酸性条件下表现出优异的细胞摄取和细胞内药物释放能力.与ICG分子类似,IR825和IR820在近红外区也具有较强的吸收性,但光漂白性则明显降低,近来开始应用于MPTT.例如,Li等人[19]构建了多西他赛、IR820和Lyp-1共载的纳米胶束系统,实验证实该胶束系统中IR820具有良好的稳定性,而装载的Lyp-1则介导了良好的肿瘤靶向性.Huang课题组[20]则将IR820和抗PD-L1抗体(aPD-L1)加载到具有热可逆凝胶-溶胶相变特性的脂质凝胶(lipid gel,LG)中,通过控制NIR照射改变LG形态来控制aPD-L1的释放,可增加“冷”肿瘤周围浸润淋巴细胞的募集,增强T细胞的抗肿瘤活性和免疫治疗的疗效.Gao等人[21]合成的人血清白蛋白/dc-IR825/藤黄酸纳米粒子在温和的温度(<45°C)下可降低肿瘤细胞的耐热性,促进协同MPTT和化疗.1.1.2 高分子聚合物
温和光热疗法通过光热效应本身可间接增强抗癌疗效.例如,近红外激光照射使肿瘤组织产生局部高温增加了血管和细胞膜的通透性,从而导致肿瘤组织中细胞对光热纳米粒子的吸收显著增加[65],有利于纳米粒子在靶细胞中的积累,同时降低了治疗所需剂量.而且,高温环境(40.5～43.0°C)可增强许多化疗药物的细胞毒性[66](图3).基于此,研究者们将MPTT与化疗药物联合,将药物搭载在不同的纳米载体上,利用光热效应以实现药物的按需释放.同时,光热剂产生的热量亦增加了肿瘤细胞对药物的摄取,显著提高了抗癌疗效,且具有良好的靶向性[18,19,22,23,26,27].这一机制可以弥补单一MPTT抗癌疗效有限的缺点,同时也解决了抗癌药物在肿瘤组织有效浓度不高、肿瘤靶向性差等临床难题.3.3 诱导免疫功能激活
【参考文献】：
期刊论文
[1]Gold nanorods together with HSP inhibitor-VER-155008 micelles for colon cancer mild-temperature photothermal therapy[J]. Xichuan Tang,Liwei Tan,Kun Shi,Jinrong Peng,Yao Xiao,Wenting Li,Lijuan Chen,Qian Yang,Zhiyong Qian. Acta Pharmaceutica Sinica B. 2018(04)
本文编号：3335717
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