日前，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員降雨強研究組與北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教授沙印林課題組合作，設(shè)計合成了一種新型納米發(fā)光材料，基于該類金納米簇的雙光子動力療法具有空間選擇性高，安全、高效，不需要避光期等優(yōu)點，在腫瘤治療尤其是腦膠質(zhì)瘤、實體瘤治療方面具有很好的臨床轉(zhuǎn)化前景。相關(guān)研究成果已申請發(fā)明專利2項，近日在線發(fā)表在國際納米科技期刊《美國化學(xué)學(xué)會納米》（ACS Nano）上。

降雨強和沙印林團隊通過長期合作，發(fā)展出一系列具有優(yōu)異雙光子光學(xué)性質(zhì)的納米材料，并探索其在雙光子光動力治療中的應(yīng)用價值。此次他們設(shè)計合成了一種以二氫硫辛酸為配體的金納米簇，在光照下具有很強的產(chǎn)生自由基的特性，對腫瘤細胞和組織具有非常好的殺傷作用，是一種性能優(yōu)異的光動力治療的光敏劑，其療效遠優(yōu)于臨床在用的艾拉光敏劑。

“光動力治療體系是人類對付腫瘤的新武器，就像哪吒對付妖怪一樣。”降雨強介紹，“其中，光敏劑性能是決定腫瘤光動力治療效果的關(guān)鍵。但目前臨床使用的光敏劑采用可見光激發(fā)，組織穿透深度小，難以用于實體瘤和深部腫瘤的治療；而且患者治療后需要數(shù)周的避光期，給生活帶來極大不便。”

此次科研人員合成的這種材料具有優(yōu)異的雙光子性質(zhì)，其雙光子吸收截面高，可采用近紅外激光激發(fā)，有效增加照射深度，可用于實體瘤的治療。更重要的是，該材料具有良好的生物相容性，治療過程不需要避光，使得臨床可操控性大大提高。

研究團隊對基于納米團簇光動力學(xué)治療的機理做了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)該類材料產(chǎn)生的自由基主要是超氧陰離子，光動力學(xué)機理屬于I型機制，區(qū)別于傳統(tǒng)的基于單線態(tài)氧的II型機制。此外，科研人員還在細胞、亞細胞和活體小動物水平上，系統(tǒng)研究了金納米簇生物相容性、細胞內(nèi)吞途徑、細胞內(nèi)分布規(guī)律及代謝動力學(xué)，以及光動力治療效果與生物作用機理等。動物腫瘤模型實驗結(jié)果表明，在800納米飛秒激光照射下，該類金納米簇可高效殺傷腫瘤，并且無系統(tǒng)毒副作用。

據(jù)了解，腫瘤光動力療法是利用靶向腫瘤的光敏劑，在激光照射下，生成大量活性氧自由基，以摧毀腫瘤組織。與放化療等腫瘤常規(guī)治療方法相比，光動力療法具有空間選擇性高、不易產(chǎn)生耐藥性、系統(tǒng)毒副作用低等特點，近年來被廣泛用于食道癌、膀胱癌、皮膚癌等多種癌癥的治療。近年來，采用長波激發(fā)的新一代雙光子光動力治療發(fā)展迅速。然而，目前缺乏與之配套的雙光子光敏劑，極大限制了臨床應(yīng)用。

DOI:10.1021/acsnano.9b05169