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新型声敏剂为无创精准治疗肿瘤“铺路”

1014    2019-03-04


一直以来,科学家都在渴求一种无创深层精准治疗肿瘤的方法。直到肿瘤声动力疗法在临床上得以应用,临床医生以及患者才切身感受到新技术带来的神奇效果。

所谓的肿瘤声动力疗法(SDT),是指通过超声波激发声敏剂,使其产生具有细胞毒性的活性氧物种来杀伤肿瘤的策略。其中,高强度聚焦超声治疗已经在临床上用于多种肿瘤的治疗,包括对脑胶质瘤、鼻咽癌、肝癌、胰腺癌和卵巢癌等的治疗。

目前,临床上常用的声敏剂为血卟啉、光卟啉等光敏剂,但这些光敏剂化学性质不稳定,易产生光毒副作用,靶向性差,严重影响声动力疗法的效果及临床应用。

因此,开发性质稳定、光毒副作用小及特异性强的声敏剂一直是声动力疗法领域的重要研究方向。

可喜的是,前不久,中国科学院深圳先进技术研究院蔡林涛团队合成了系列新型金属卟啉配合物,并利用白蛋白重组技术构建了纳米配合物声敏剂,为实现声动力无创精准治疗深层肿瘤提供了可能。相关论文发表在国际学术期刊Small上。

“我们以卟啉分子为配体,分别合成了以Mn(锰)、Zn(锌)、Ti(钛)为中心原子的金属卟啉配合物,并用白蛋白包裹,制备成纳米声敏剂,以增加其生物相容性和靶向性。”蔡林涛告诉《中国科学报》,这类新型声敏剂在厚达10厘米以上的模拟肌肉组织中仍具有声能激发响应特性。尾静脉给药荷瘤鼠后,低功率超声波穿透荷瘤鼠身体,能够有效激发肿瘤内富集的声敏剂产生单线态氧,进而抑制表层及深层肿瘤生长,同时并未对正常组织和器官造成损伤。

那么,如何检测这种新型声敏剂在低强度超声激发下的深度响应效果,以及深层肿瘤治疗效果呢?

面对《中国科学报》的提问,课题组成员、中国科学院深圳先进技术研究院博士马爱青和郑明彬表示,他们首先在模拟肌肉组织中预埋了填充声敏剂的孔道,进而检测新型声敏剂随超声波穿透深度的增加而被激发产生单线态氧含量的变化;同时,还通过检测新型声敏剂在单侧超声作用下对臀部双侧荷瘤老鼠的肿瘤抑制情况,来证实新型声敏剂的深层肿瘤治疗效果。

坦白地说,金属配合物(如铂类配合物等)虽然已经被广泛应用于抗癌药物的研究中,但在肿瘤声动力治疗领域还欠缺系统研究。业内人士表示,此项研究工作通过对系列配合物的超声深度响应和深层肿瘤治疗效果的检测,探讨了不同金属中心的配合物产生声动力性能的差异及其机理,这对新型声敏剂的研发和肿瘤声动力疗法的临床应用具有重要借鉴意义。

需要强调的是,该研究仍处于实验室阶段。“我们将尝试纳米制剂量产,同时加强与临床医生的交流合作,对现有超声治疗仪进行适当改造升级,以减少癌症病人痛苦和延长生存时间。”蔡林涛告诉《中国科学报》,实验过程中,他们还发现了不同金属中心的配合物在相同超声激发下的声动力效果差异较大,这也为后续新型声敏剂的研发提供了思路及实验依据。

“未来,我们的研究重点将聚焦在获得高效低毒的声敏剂,即降低其毒副作用和提高超声响应性能。同时,在现有医疗设备的基础上引入多模影像引导技术,提高临床声动力治疗仪的性能,最终实现肿瘤的精准治疗。”蔡林涛说。

相关论文信息:https://doi.org/10.1002/small.201804028

来源:中国科学报