(資料圖)
近日，哈爾濱工程大學材化學院蓋世麗教授及所在無機功能材料應用基礎研究團隊提出了一種癌癥光熱療法療效提升新策略，在該治療方案指導下的小白鼠實驗中，異種移植了4T1腫瘤的小白鼠處在808nm激光照射下，腫瘤抑制率高達97.45%，為納米材料在醫學領域內的應用提供了重要的理論基礎。相關成果以“‘ETC’策略增強的光熱與缺陷工程促進的多酶活性協同個性化抑制腫瘤生長”為題發表在化學領域頂級期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society, JACS）上，并被選為封面文章。
傳統惡性腫瘤治療方法包括放療、化療和手術切除等，往往伴隨著不良預后和不可避免的毒副作用，光熱療法作為一種新型癌癥治療手段，將具有較高光熱轉換效率的材料注射入人體內部，利用靶向性識別技術聚集在腫瘤組織附近，在外部光源的照射下將光能轉化為熱能，以最小的侵入性和高精確性殺死癌細胞，已成為癌癥診斷和治療的潛在對策。
但在臨床應用中，傳統光能轉化材料存在熱擴散引起健康組織熱損傷、熱休克反應加劇腫瘤細胞熱耐性、非特異性光熱引起生物安全問題、單一療法效率不足等風險。為了解決這些問題，蓋世麗及所在團隊結合抗癌治療新武器“納米酶”，引入一種“電子傳輸鏈干擾和協同輔助治療”的策略。
“納米酶”能在溫和的生理條件下高效催化酶的底物，用于增強腫瘤催化治療。蓋世麗及所在團隊設計出具有三種不同酶活性鐵摻雜的中空鈰基納米酶，它可以響應不同底物分子，如超氧陰離子、過氧化氫等，在腫瘤微環境中各司其職。在正常的生理環境下，該納米酶就像是合上的“鎖”，只有在響應腫瘤微環境過氧化氫和弱酸性兩把“鑰匙”的驅動下，納米酶的光熱和成像功能會被特異性地激活，大大減少了對正常細胞的傷害，有效避免副作用。同時通過表面功能化三苯基膦分子，為納米酶裝上“導航”，使其精準定位到腫瘤細胞的線粒體，通過“電子傳輸鏈”策略，下調腫瘤細胞中的熱休克蛋白，進而緩解腫瘤細胞耐熱性。
這一研究克服了傳統光熱治療的多種局限，實現了有效的腫瘤特異性的協同溫和光熱及納米催化治療。相關研究成果對實現具有多類酶催化性質的納米生物材料的設計制備、腫瘤光熱治療療效提升等醫學領域內的應用具有重要的指導意義，有力支撐學校材料學及“醫工”交叉學科的快速發展，有望為腫瘤的治療提供新方法，促進我國相關生物醫用材料發展水平。
哈工程材化學院博士生董書明為論文第一作者，董禹杉為共同第一作者，蓋世麗教授為第一通訊作者，楊飄萍教授、黑龍江大學謝穎教授為共同通訊作者，哈爾濱工程大學為第一單位。蓋世麗教授的研究方向為惡性腫瘤光學診療體系的構建及診斷器件開發，在國際上首次將上轉換稀土熒光材料引入化學藥物緩釋治療。
李穎超 哈爾濱日報記者 王鐵軍 王越
