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作者：Sophia
导读：光动力疗法（PDT），一种侵入性较小的临床癌症治疗策略，在肿瘤治疗方面显示出巨大的潜力。一般来说，PDT中有三种关键成分：光，氧和光敏剂。也就是说，在三重态光敏剂的帮助下，细胞毒性活性氧，在大多数情况下，单线态氧（1O2)，是在适当的照射下生成。通过这种方式，恶性细胞发生凋亡或坏死。然而，由于可见光和紫外线对组织的穿透深度有限（<1厘米），PDT在治疗深部肿瘤方面失去了有效性。实现深层肿瘤的有效治疗是肿瘤光动力治疗领域的主要挑战之一。
近日，中国科学院院士黄维、南京工业大学教授安众福所带领的团队与厦门大学教授陈洪敏课题组合作在《Nature Communications》上发表论文“Organic phosphorescent nanoscintillator for low-dose X-ray-induced photodynamic therapy”，利用纯有机磷光闪烁体，实现了低X射线剂量下的高效光动力治疗。
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32054-0
研究背景
01
X射线诱导的光动力疗法利用穿透X射线激活深部组织中的活性氧进行癌症治疗，结合了光动力疗法和放疗的优点。常规治疗通常需要含重金属的无机闪烁体和有机光敏剂来产生单线态氧。在研究过程中，研究人员报告了一种更方便的X射线诱导光动力疗法策略，该策略基于一类有机磷光纳米闪烁体，其作为闪烁体和光敏剂具有双重作用。由此产生的0.4 Gy的低剂量和可忽略不计的不良反应表明治疗深部肿瘤的巨大潜力。
研究进展
02
研究团队通过引入重原子实现放射增敏，利用重原子和含孤对电子的氮、氧等元素促进单线态和三线态之间的系间窜跃，进而促进三线态激子的产生，制备出可直接利用X射线的光敏剂，将闪烁体与光敏剂合二为一。
“与以X射线激发闪烁体为能量媒介、依赖闪烁体与光敏剂之间能量传递的传统策略不同，我们的纯有机磷光闪烁体材料既可以直接吸收X射线，又可以作为光敏剂。两个功能合二为一，大大提高了X射线的能量转化效率，从而有效提升了X射线光动力治疗效果。”安众福介绍，传统X射线光动力治疗所需剂量一般在1戈瑞以上，而他们在0.4戈瑞的低剂量辐照下，即可实现对小鼠乳腺癌的治疗，有效消除深层肿瘤，且对正常组织和细胞几乎无毒副作用。
基于有机磷光纳米闪烁体的X-PDT示意图
研究意义
03
在这项工作中，研究人员阐明了有机闪烁体纳米颗粒的X-PDT机制。该策略显示了有效的能量转移过程，使磷光纳米闪烁体能够在X射线照射下产生大量的单线态氧。得益于单线态氧触发的PDT和X射线的组织穿透能力，成功地完成了在低剂量X射线照射（0.4 Gy）下对深部组织肿瘤进行放射动力学联合治疗的X射线触发动态治疗。
这一发现证明了有机磷光纳米助熔剂X-PDT在生物电子学中的巨大潜力。也就是说，这一研究成果不仅为利用新型闪烁体材料进行深层肿瘤治疗提供了可能，也为有机闪烁体在生物医药和纳米技术等领域开拓新的应用窗口。
参考资料：
https://www.cas.cn/kj/202209/t20220927_4848917.shtml
https://www.nature.com/articles/s41467-022-32054-0
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
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