IT之家 5 月 7 日消息，中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院的周欣研究員團(tuán)隊利用腫瘤微環(huán)境與正常組織的差異，開發(fā)出了一種可智能識別腫瘤的模塊化自組裝納米粒子 GQD NT。
這是一種能夠?qū)崿F(xiàn)癌癥精準(zhǔn)檢測與治療的納米粒子，可顯著降低癌癥檢測治療過量使用藥物帶來的副作用。IT之家注，相關(guān)研究成果近日已發(fā)表于國際知名學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》（DOI：10.1002/adma.202211337）。
這種納米粒子通過在腫瘤中不斷變形，延長了粒子內(nèi)的藥物在腫瘤中的駐留時間、增強(qiáng)了藥物在腫瘤中的穿透性，以極低的藥物劑量實現(xiàn)了癌癥光動力療法的長時磁共振成像檢測與高效治療。
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簡單來說，藥物過量是造成癌癥檢測與治療副作用大的主要原因。這是因為現(xiàn)有藥物對病灶的靶向不足，難以富集于腫瘤區(qū)域，且在病灶部位停留時間短，需要進(jìn)行大劑量注射以達(dá)到預(yù)期成像檢測與治療效果。
這里提到的光動力療法（PDT）是一種新興的治療癌癥的療法，因為所使用的光敏劑（PSs）只有在受光照射時才具有活性和毒性，并且具有高度的時空選擇性。為了最大化其療效，通常需要反復(fù)應(yīng)用 PDT 來消融各種腫瘤。然而，由于不斷的 PSs 注入導(dǎo)致總劑量過高，會引起嚴(yán)重的副作用。因此，研究人員研發(fā)出了一種基于酸度激活的石墨烯量子點納米轉(zhuǎn)化器 (GQD NT) 作為載體，用于實現(xiàn)長時間腫瘤成像和重復(fù) PDT。
在 Arg-Gly-Asp 肽的指導(dǎo)下，GQD NT 可主動靶向腫瘤組織，進(jìn)而在腫瘤酸性中松弛、增大，從而有望在腫瘤中滯留較長時間。然后，GQD NT 會分解成小塊，以更好的方式滲透進(jìn)腫瘤中。
在激光照射下，GQD NT 會產(chǎn)生溫和的高溫?zé)岑熜?yīng)，從而提高細(xì)胞膜滲透性，并促進(jìn) PSs 的攝取。最具突破性的是，制備好的 GQD NT 不僅“打開”了熒光 / 磁共振信號，而且實現(xiàn)了高效的重復(fù) PDT。
總的來說，這項研究開發(fā)了一種智能載體，通過編程變形增強(qiáng)了 PSs 在腫瘤內(nèi)積累、保留和釋放，從而克服了重復(fù) PDT 中過度注射的障礙。
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據(jù)稱，GQD NT 可以使用十分簡易的步驟將藥物分子封裝于其中，通過腫瘤微環(huán)境促發(fā) GQD NT 變形，逐步提高藥物在病灶部位的富集濃度。小鼠實驗發(fā)現(xiàn)，GQD NT 在癌癥檢測中的造影劑使用量僅為現(xiàn)有臨床技術(shù)的 6% 至 22%。在注射后 4 至 36 小時內(nèi)，腫瘤部位的造影劑與正常組織對比度高，邊界明顯，極大延長了磁共振成像時間。
團(tuán)隊基于 GQD NT 設(shè)計的光動力學(xué)治療方法，單次光動力學(xué)治療后，腫瘤體積下降 82%，兩次光動力學(xué)治療后，腫瘤被完全消融。
在實驗中，光敏藥物的總劑量降至 1.76 至 3.50 微摩爾 / 千克的極低水平，與文獻(xiàn)報道相比降低了 90%（單次治療）至 95%（兩次治療），且所用的低劑量激光不會造成皮膚損傷，有望克服光動力學(xué)治療中光敏藥物過量的問題。