上海硅酸盐所在稀土上转换材料用于乏氧肿瘤的高效精准治疗中取得系列重要进展众所周知,恶性肿瘤严重危害人类生命健康,其中,实体肿瘤占临床恶性肿瘤 85% 以上,而乏氧是实体肿瘤的重要特征之一。由于肿瘤乏氧区的存在,降低了肿瘤对放疗、化疗的敏感性,导致肿瘤新生血管及乏氧诱导因子的形成,诱发肿瘤细胞的复发、侵袭和转移,成为肿瘤难以治愈的根本原因。因此,针对乏氧肿瘤的高效治疗是国际医学界公认的实现肿瘤彻底治愈必须克服的重要难题。 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员、步文博研究员带领的研究团队,在稍早期的研究工作中已成功实现了高灵敏氧感应探针实时监控乏氧肿瘤区氧合状态,在此基础上,最近他们借助于稀土化学组分调控和微结构功能化设计,提出了“克服乏氧”、“利用乏氧”和“规避乏氧”三种全新的乏氧肿瘤治疗策略,在新型多功能稀土纳米诊疗剂用于乏氧肿瘤的高效精准治疗中取得了系列重要创新进展。 首先,基于“克服乏氧”的治疗策略,他们设计了一种新型的复合结构稀土纳米诊疗剂,即利用负载上转换纳米诊疗剂(UCSs)的 MnO2 纳米片层(UCSMs),可以同时实现乏氧响应型上转换发光(UCL)成像和氧增强型光动力学治疗(PDT)/ 放疗协同治疗。 其次,基于“利用乏氧”的治疗策略,他们设计了一种基于上转换发光探针、光敏剂分子和生物还原性药物共担载的新型多功能纳米诊疗体系,实现了动力学治疗(PDT)/ 化疗(即生物还原性治疗)高效协同治疗。活体动物实验证实,基于光动力学治疗和生物还原性药物的协同治疗的效果,明显优于任何一种单一治疗模式或两种治疗模式简单加和的效果,体现了协同治疗在高效治疗乏氧实体肿瘤中的显著优势。最后,基于“规避乏氧”的治疗策略,他们设计了两种新型多功能稀土诊疗剂,分别利用肿瘤微环境中的水分子和原位控释的 NO 分子,实现了基于乏氧肿瘤的“X射线诱导 X-PDT/ 放疗”和“X 射线诱导 NO 控释 / 放疗”两类高效双模式协同治疗:(1)X 射线诱导 X-PDT/ 放疗;(2)X 射线诱导 NO 控释 / 放疗。 该系列研究得到了国家自然科学基金委员会、上海市科学技术委员会等相关基金资助,将有望在未来针对恶性乏氧实体瘤的诊治过程中发挥重要作用,同时也为拓展临床某些重大疾病的多模态影像介导下的高效原位治疗等新型医疗技术提供借鉴性研究思路。(中科院上海硅酸盐所)