科學家開發出利用納米粒子和光殺死腫瘤細胞的新方法

近日，弗吉尼亞大學的醫學物理學家開發出了一種利用納米粒子和光殺死腫瘤細胞的新方法。由弗吉尼亞大學的放射腫瘤學講師Wensha Yang及其同事Ke Sheng、Paul W. Read、 James M. Larner和Brian P. Helmke設計的這種方法利用了量子點。量子點是半導體納米結構，直徑為250億分之一米，它可以在三個維度上約束電子，而且當接觸到紫外線的時候會發光。

圖片說明：量子點在細胞內的分布，偶聯物被細胞非特異吸收->在黑暗中培養2天后的顯微圖像

圖片說明：示意圖展示了能量如何從X光轉移到殺死腫瘤細胞的基團，即單線態氧基團

Yang和她的同事發現當量子點接觸到兆伏級X光（例如癌癥放射性療法使用的X光）的時候也會發光。這組科學家意識到，這種屬性讓量子點成為了利用光活化化合物治療癌癥療法的一種理想的介質。
 
一種稱為Photofrin的化合物是目前被FDA批準的唯一一種光敏劑。Photofrin被癌細胞吸收，接觸光之后會活化，然后殺死癌細胞。目前它被用于治療特定類型的位置較淺的腫瘤，但是Yang和她的同事發現把Photofrin和量子點結合起來可以創造出一種甚至可以殺死深處癌細胞的有效方法。在被高劑量的輻射照射后，這些量子點具有了熒光性質，然后發出了光。這種光觸發了Photofrin殺死癌細胞的活動。迄今為止，這個過程只在培養的癌癥細胞中進行了研究，在理論上它也可能在外部光源照射下在人體深處的腫瘤中運作。
 
為了防止正常組織受到該治療的影響，這種量子點-Photofrin偶聯物的毒性只有在施加輻射的時候才會被激活。此外，待治療的區域是用適形輻射的方法加以瞄準，輻射被精確地釋放到了腫瘤的三維輪廓之內，只有最少量的輻射溢出到了周圍的健康組織。Yang說，結果在腫瘤邊界之外的“輻射劑量更低的區域，這種藥物的毒性也非常低”。在針對人類肺癌細胞的試驗中，與僅僅進行輻射相比，這個過程讓腫瘤細胞的存活數量降低到了前者的1/2到1/6。但是它對附近細胞只有最低限度的毒性。
 
Yang于2008年7月29日在第50屆美國醫學物理學家協會（AAPM）年會上描述了這種技術，她的演講題為“通過半導體納米粒子實現從兆伏級輻射到腫瘤細胞致死單線態氧的增強能量轉移”。AAPM是全世界最大的醫學物理學協會。該會議于7月27日至7月31日在美國德克薩斯州的休斯頓召開。