華人學者《ACSNano》：用光殺死深部腫瘤

　　最近，由馬薩諸塞大學醫學院（UMMS）Gang Han博士帶領的一個科學家小組，將一種新型納米粒子與FDA批準的光動力療法相結合，可在體內有效殺滅深部癌細胞，且對周圍組織的傷害最小，比化療具有更少的副作用。這種有前途的新療法，可以將當前使用的光動力療法擴展到更深部的惡性腫瘤。

　　本研究第一作者、UMMS生物化學和分子藥理學助理教授Gang Han，早年畢業于南京大學，在馬薩諸塞大學獲博士學位，勞倫斯伯克利實驗室博士后。他說：“我們非常興奮地發現，使用我們增強型紅光發射的納米粒子與 FDA批準的光動力學療法相結合，有望應用于臨床實踐，殺死更深部腫瘤中的惡性細胞。我們利用生物可相容的、低功率的、深組織滲透的980nm近紅外光，做到了這一點。”

　　在光動力學療法（也稱為PDT）中，患者被給予一種無毒的光敏藥物，其能夠給所有人體細胞所吸收，包括腫瘤細胞。然后，專門調整藥物分子的紅色激光器，在腫瘤區域被選擇性地打開。當紅光與光敏藥物相互作用時，它可產生一種高活性的氧（單線態氧），可殺死惡性腫瘤細胞，而使大部分鄰近細胞不受傷害。

　　然而，由于紅光穿透組織的能力有限，目前的光動力療法僅用于皮膚癌或很淺組織的病變。如果能夠到達更深處的癌細胞，就可以擴大光動力療法的使用。

　　相關研究結果發表在最近的美國化學學會雜志《ACS Nano》，在這項研究中，Han及其同事們描述了一種新的策略，利用一類新的上轉換納米粒子（upconverting nanoparticles，UCNPs），其大小為十億分之一米，可作為一種中繼站。這些UCNPs與光動力學藥物一起服用，將深穿透的近紅外光轉換成光動力療法所需的可見紅光，來激活抗癌藥物。

　　為了實現這一光轉換，Han及其同事們設計了一種UCNP，通過用氟化鈣覆蓋納米粒子，使其在光譜的紅色部分具有更好的排放，并利用鐿來增強納米粒子的涂覆。

　　在他們的實驗中，研究人員使用低成本的、FDA批準的光敏劑藥物——氨基乙酰丙酸，并將其與他們開發的、增廣的、紅光放射UCNPs相結合。然后，在腫瘤位置打開近紅外光。Han及其同事發現，UCNPs可將近紅外光成功地轉換為紅光，并在高于當前光動力療法所獲得的水平上，激活光動力藥物。通過在體外和動物模型中進行的實驗表明，這種聯合療法可利用較低的激光功率，更好地破壞腫瘤細胞。

　　新加坡國立大學特聘教授、上轉換納米粒子開發和應用帶頭人Yong Zhang，沒有參與這項研究，但是他說，該研究小組通過成功設計放大這些納米粒子中的紅光放射，利用FDA批準的藥物，制備了有史以來最深的光動力療法。

　　Zhang說：“這種療法，可作為深度超過1厘米惡性腫瘤（例如，乳腺癌、肺癌和結腸癌）的一種非侵入性殺手，具有很大的潛力，而且沒有化療的副作用。”

　　Han博士表示：“這種方法對癌癥治療是一個令人興奮的新發展，既有效又無毒，它也為增廣型紅光放射納米粒子在其他光激性和生物光子應用中的使用，開辟了新的機會。”