磷光閃爍體讓光動力治療腫瘤更高效

有機納米閃爍體實現高效光動力治療。  課題組供圖

中國科學院院士黃維、南京工業大學教授安眾福所帶領的團隊與廈門大學教授陳洪敏課題組合作，利用純有機磷光閃爍體，實現了低X射線劑量下的高效光動力治療。近日，該成果發表在《自然—通訊》。

與目前臨床上常用的腫瘤治療方法如手術切除、放射療法和化學療法等相比，光動力療法具有空間選擇性高、不易產生耐藥性、系統毒副作用低等特點，近年來被廣泛用于皮膚癌等的治療。光動力療法主要通過特定波長的激光照射，使富集于腫瘤部位的光敏劑受到激發，處于激發態的光敏劑會把能量傳遞給周圍的基態氧分子，生成活性氧，其中主要是單線態氧，產生細胞毒性，進而殺滅病變細胞與組織。然而，常見激發光源如可見光和近紅外光，在組織中的穿透深度通常小于1厘米，光動力療法對實體瘤和深部腫瘤的療效有限。因此，實現深層腫瘤的有效治療是腫瘤光動力治療領域的主要挑戰之一。

針對這一科學難題，該研究團隊通過引入重原子實現放射增敏，利用重原子和含孤對電子的氮、氧等元素促進單線態和三線態之間的系間竄躍，進而促進三線態激子的產生，制備出可直接利用X射線的光敏劑，將閃爍體與光敏劑合二為一。“這與傳統的以X射線激發閃爍體作為能量媒介，依賴閃爍體與光敏劑之間能量傳遞的策略不同，我們的純有機磷光閃爍體材料，既可以直接吸收X射線，又可以作為光敏劑，將兩個功能合二為一，這樣就大大提高了X射線的能量轉化效率，從而有效提升了X射線光動力治療效果。” 安眾福介紹，傳統X射線光動力治療所需的劑量一般在1戈瑞以上，而他們在0.4戈瑞的低劑量輻照下，即可實現對小鼠乳腺癌的治療，深層腫瘤被有效消除，且對正常組織和細胞幾乎無毒副作用。

純有機磷光閃爍體是該團隊長期以來一直在研究的材料。如今，他們又成功地實現了純有機閃爍體在X射線激發下的光動力治療，展現了該類材料在深層腫瘤治療方面的巨大應用潛力。這一創新性研究成果，不僅為利用新型閃爍體材料進行深層腫瘤治療提供了可能，也有望為有機閃爍體在生物醫藥和納米技術等領域開拓新的應用窗口。