光動力療法(PDT)，一種侵入性較小的臨床癌症治療策略，在腫瘤治療方麵顯示出巨大的潛力。一般來說，PDT中有三種關鍵成分：光，氧和光敏劑。也就是說，在三重態光敏劑的幫助下，細胞毒性活性氧，在大多數情況下，單線態氧(1O2)，是在適當的照射下生成。通過這種方式，惡性細胞發生凋亡或壞死。然而，由於可見光和紫外線對組織的穿透深度有限(<1厘米)，PDT在治療深部腫瘤方麵失去了有效性。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。

        近日，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在《Nature Communications》上發表論文“Organic phosphorescent nanoscintillator for low-dose X-ray-induced photodynamic therapy”，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。

        研究背景

        X射線誘導的光動力療法利用穿透X射線激活深部組織中的活性氧進行癌症治療，結合了光動力療法和放療的優點。常規治療通常需要含重金屬的無機閃爍體和有機光敏劑來產生單線態氧。在研究過程中，研究人員報告了一種更方便的X射線誘導光動力療法策略，該策略基於一類有機磷光納米閃爍體，其作為閃爍體和光敏劑具有雙重作用。由此產生的0.4 Gy的低劑量和可忽略不計的不良反應表明治療深部腫瘤的巨大潛力。

        研究進展

        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係間竄躍，進而促進三線態激子的產生，製備出可直接利用X射線的光敏劑，將閃爍體與光敏劑合二為一。

        “與以X射線激發閃爍體為能量媒介、依賴閃爍體與光敏劑之間能量傳遞的傳統策略不同，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。兩個功能合二為一，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，有效消除深層腫瘤，且對正常組織和細胞幾乎無毒副作用。

        研究意義

        在這項工作中，研究人員闡明了有機閃爍體納米顆粒的X-PDT機製。該策略顯示了有效的能量轉移過程，使磷光納米閃爍體能夠在X射線照射下產生大量的單線態氧。得益於單線態氧觸發的PDT和X射線的組織穿透能力，成功地完成了在低劑量X射線照射(0.4 Gy)下對深部組織腫瘤進行放射動力學聯合治療的X射線觸發動態治療。

        這一發現證明了有機磷光納米助熔劑X-PDT在生物電子學中的巨大潛力。也就是說，這一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。

        參考資料：

        https://www.cas.cn/kj/202209/t20220927_4848917.shtml

        https://www.nature.com/articles/s41467-022-32054-0

        注：本文旨在介紹醫學研究進展，不能作為治療方案參考。如需獲得健康指導，請至正規醫院就診。