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光疗剂的革新:高水溶性超分子酞菁共组装在癌症治疗中的应用

李传福
原创
湖南省科普作家协会会员,从事与化学相关科普活动。
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癌症,作为全球主要的健康问题之一,其治疗方式一直在不断地探索和发展中。光动力疗法(Photodynamic Therapy, PDT)和光热疗法(Photothermal Therapy, PTT)因其微创性和精准性,已成为癌症治疗的重要手段。然而,传统的光疗剂存在水溶性差、治疗效果受限等问题,限制了它们在生物医学领域的应用。

PDT与PTT的局限与联合治疗的潜力

PDT依赖于氧气产生细胞毒性活性氧物种(Reactive Oxygen Species, ROS),但在低氧的肿瘤微环境中,其效果大打折扣。而PTT虽然不依赖氧气,却可能受到癌细胞热休克反应的影响。因此,将PDT与PTT相结合,不仅能够互补彼此的不足,还可能实现相加和协同的治疗效果。

此外,光热效应产生的声波可通过光声成像(Photoacoustic Imaging, PAI)技术被探测并转化为成像信号,PAI具有成像深度大、分辨率和灵敏度高的优点,为癌症的诊断和治疗提供了新的视角。

高水溶性光疗剂的开发

为了解决现有光疗剂的局限性,福州大学的赵园园博士和团队在李兴淑教授及韩国梨花女子大学的Juyoung Yoon教授的指导下,合成了两种新型高水溶性锌酞菁:四取代阳离子季铵基“氧”桥锌酞菁(PcD)和四取代阴离子磺酸基“硫”桥锌酞菁(PcA)。这两种物质基于阴阳离子的吸附作用,能够在水溶液中自组装形成均匀稳定的纳米球(PcDA),显著提升了近红外光的吸光能力。

超分子酞菁共组装的优势

PcDA的自组装结构不仅增强了光疗剂的水溶性,还通过荧光能量共振转移(Förster Resonance Energy Transfer, FRET)效应,提高了光敏反应的效率,生成大量的ROS,并具有较高的光热转化效率。这些特性使得PcDA在PDT-PTT联合治疗中展现出极为出色的治疗效果。

更为重要的是,PcDA在PAI中的光声信号得到了显著增强,体内PAI显示PcDA具有突出的肿瘤富集能力,肿瘤/肝脏的富集量比高达11.9,为PDT-PTT联合治疗提供了精准的定位。

PcDA的治疗效果

在小鼠肿瘤模型中,当PcDA剂量为0.8 nmol g-1且光剂量为300 J cm-2时,其抑瘤率达到了惊人的95%。这一结果不仅证明了PcDA在PDT-PTT联合治疗中的高效性,也展示了其在未来肿瘤治疗中的巨大潜力。

这项研究在Aggregate期刊上发表,为我们提供了一种新的策略和思路,用于肿瘤的成像和治疗。高水溶性超分子酞菁共组装的PcDA,通过PAI引导的PDT-PTT联合治疗,不仅提高了治疗效果,还为癌症的早期诊断和治疗提供了新的可能性。随着研究的深入和技术的成熟,我们有理由相信,这种新型光疗剂将为癌症治疗带来革命性的变革,为患者带来更加光明的希望。

评论
飞马腾空
太师级
阅读理解
2024-08-11
内蒙古赵华
庶吉士级
癌症,作为全球主要的健康问题之一,其治疗方式一直在不断地探索和发展中。希望专家能早日攻克这一世界性难题,造福人类健康。
2024-08-10