癌症治疗的新方法——纳米自发光光动力疗法

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1、第34卷第5期玉林师范学院学报(自然科学)Vo1．34No．52013年JOURNALOFYULINNORMALUNIVERSITY(NaturalScience)霸—■■目癌症治疗的新方法——纳米白发光光动力疗法一圜口陈伟(德州大学物理系，纳米生物及纳米联合安全研究中心)[摘要】光动力疗法(PDT)在20世纪80年代初就已经被称为“有前景的新型癌症治疗模式”．PDT的激活是靠光传递到光敏剂上．大部分光敏剂在紫外一蓝光范围有强的吸收，因此，PDT通常需要紫外一蓝光范围的光．然而，该范围的光在生物组织中的穿透能力非常差，并且很难应用在有机活体内．为解决这一问题并改善P

2、DT对深部肿瘤的治疗，研究设计了一种新的PDT~,统，在该系统中，光从纳米颗粒上发出来激活光敏剂而产生单态氧。当纳米颗粒一光敏剂复合体靶向肿瘤时，纳米颗粒的长余辉将激活光动力疗法的光敏剂。更重要的是，由于光源依附在光敏剂上，一起传送到肿瘤细胞，因而可以用来治疗像乳腺癌这样的深度肿瘤．这一模式被称为纳米颗粒自发光光动力疗法(NSLPDT)．这种方法还可以与放射疗法(Rad1otherapy)结合以降低放射线的剂量，从而大大地减少辐射的副作用，提高癌症治疗的效果．【关键词】光动力疗法；癌症；纳米颗粒；量子点；发光；长余辉；靶标；放射疗法；自发光；能量传递[中图分类号】R

3、730．5[文献标识码】A[文章编号】1004—4671(2013)05—0002—10症是以异常细胞不可控的生长和传播为特征的一类疾病，不经治疗则可能对患者的生活质量产生严重影响甚至会导致死亡．据美国国家癌症研究所‘(NCI)报道，自1990年以来已经有超过18000000的癌症病例．在2013年，预计大约将有1，660，290个新的癌症病例确诊，大约580，350名美国人死于癌症，平均每天超过1，600人．11早期诊断和有效治疗最有希望治愈癌症．目前，放射治疗是最常见的高效癌症治疗方法．在北美，超过一半的癌症患者在他们的治疗过程中接受了放射治疗．I2放射疗法之所

4、以有效是因为他对细胞有致命的杀伤．为了破坏癌细胞的DNA，辐射的能量要超过几十电子伏特．然而，辐射是有害的，可能会造成患者的危险甚至死亡．因此，为安全起见，要谨慎使用．放射疗法的底线是在获得足够杀死癌细胞的能量前提下用最低的剂量．光动力疗法(PhotodynamicTherapy，PDT)在20世纪80年代初就已经被称为“有前景的新型癌症治疗模式”[4-71．这可以部分归功于PDT这一有吸引力的概念——两种治疗制剂的结合：光敏药物和光．它们两者本身都是相对无害的，但是在有氧条件下两者结合就会产生单态氧(活性氧)并对肿瘤进行选择性破坏．PDT需要三个关键组分：氧、光敏

5、剂和光．普遍认为单态氧是PDT过程中产生的主要细胞毒素．[8-m]因而，PDT效率在很大程度上取决于单态氧的产生效率，而后者又是由光敏剂功效、光的特性(强度和波长)和氧浓度决定的．光必须被传输到光敏剂上来激活PDT．激活光源最常用的是激光，在某些情况下用弧光灯或荧光灯作为光源．光源应该位于近红外也就是7O0～1000nm的范围，因为在这一范围内大部分组织的色团，包括氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、黑色素、脂肪等色团的吸收很弱．11u尽管近红外光敏【收稿日期]2013～10—23[作者简介】陈伟，男，广西博白人，美国德州大学物理系终身教授，纳米生物及纳米联合安全研究中心主

6、任。研究方向：纳米药物和癌症纳米技术。DepartmentofPhysicsandtheSAVANTCenter，TheUniversityofTexasatArlington，Arlington，Texas76019-0059，USAO陈伟癌症治疗的新方法——纳米自发光光动力疗法剂目前处于广泛研究中，_5现有的高效光敏剂的吸收带波长仍然小于650nm．11事实上，所有卟啉衍生的PDT化合物，如光卟啉，在400nm附近有很强的吸收带，称为Soret带．_4，”'13]Soret带吸收~630nm的Q带强10倍以上．_1为了弄清楚在Soret带激活是否比更长波长更有效

7、，我们用一种叫做蒽二丙酸(ADPA)的化学猝灭剂来测量卟啉类化合物(比如：中性一四(4一羟基苯基)卟啉，Meso—tetra(4一carboxypheny1)porphyrin，MTCP)，所产生的单态氧．因为ADPA与单态氧的氧化反应产生非荧光物质，所以通过测量ADPA荧光强度的减少可以知道单态氧的含量．『1图1显示了MTCP典型的示例结果，f1如图所示在412nm处激发产生的单态氧大约是516nm处的7倍．_161这表明，在用卟啉衍生物时，紫外一蓝光带的激发对光动力疗法更有效．但是，紫外一蓝光穿透组织的能力非常差，通过Sorer带的吸收来激活卟啉不可行．因而