天津大学研究团队：光响应纳米材料在肿瘤治疗领域的应用 | Engineering

光疗法因时空可寻址性、微创性和临床相对安全性而受到了广泛关注。早在1903年，现代光疗法的创始人Niels Ryberg Finsen就因使用阳光和紫外线（UV）辐射治疗皮肤病（寻常狼疮）而获得诺贝尔奖。从那时起，光疗法在生物医学工程中不断发展，以对抗皮肤病（如湿疹、银屑病和皮肤瘙痒）以及情绪和睡眠障碍（如季节性情感障碍、非季节性抑郁症和昼夜节律睡眠障碍）。在光治疗剂如光敏剂和光热转换剂（PTCA）的帮助下，光疗法也被证明是消融肿瘤的有效方法。然而，光疗法的治疗效果往往受到光穿透深度有限和光疗剂靶向作用低的限制。

天津大学王生、常津研究团队在中国工程院院刊 Engineering 2022年6月刊发表了题目为《光响应纳米材料在肿瘤治疗领域的应用》的综述性文章，指出光响应纳米材料的出现为增强光疗效力提供了一种可能的方法。为此，文章总结了光响应纳米材料在癌症治疗中的生物医学应用[包括光热疗法（PTT）、光动力疗法（PDT）、光响应分子递送和光控联合疗法]进展，还讨论了未来的前景，旨在论证光响应纳米材料在癌症治疗中的重要性，并为扩大光疗法的应用提供策略。

值得注意的是，用于癌症光疗的光响应纳米材料包括PTCA、纳米光敏剂和含有光响应部分的纳米平台。PTCA是一种可以吸收光能并将其转化为热量以引发癌细胞死亡的物质。一般来说，PTCA可以分为有机材料和无机材料两大类。常见的有机PTCA材料包括有机染料分子[如吲哚菁绿（ICG）]和有机纳米颗粒（如半导体聚合物纳米颗粒）。无机PTCA材料包括贵金属材料[如金（Au）纳米材料]、过渡金属硫化物和氧化物[如硫化铜（CuS）NP]以及碳基材料（如氧化石墨烯）。

文章指出，PTT是一种很有前途的治疗方法，在癌症治疗中具有微创和高治疗效果。在外部光线的照射下，PTCA吸收光能并将其转化为热量，从而杀死癌细胞。PTCA通常需要具有高近红外线（NIR）吸收和高光热转换效率。PDT也是一种经临床批准的疗法，用于癌症（包括浅表皮肤病变、食管肿瘤和肺部肿瘤）治疗已有40多年。PDT包含三个基本要素：氧气、光敏剂和光。数百种光敏剂已在临床或临床前被应用于PDT，包括卟啉、二氢卟酚和酞菁衍生物。光响应分子递送和光控联合治疗也为增强光疗效力提供了一种可能的方法。然而，要实现精准的癌症光疗，加速临床转化，文章认为未来应考虑以下几个方面：①光穿透深度的限制；②潜在毒性风险；③临床转化。 此外，由于一些新开发的纳米材料的未知毒性机制，这些纳米材料的临床应用需要复杂的毒性评估程序。

引用信息：Xu Zhang, Sheng Wang, Guohui Cheng, Peng Yu, Jin Chang. Light-Responsive Nanomaterials for Cancer Therapy [J]. Engineering, 2022, 13(6): 18-30.