光动力疗法（PDT）作为一种新型的光介导活性氧（ROS）癌症疗法，与手术、放疗、化疗等传统癌症疗法相比，具有治疗效率高、无耐药性、创伤小等优点。
然而，氧依赖性PDT会进一步加剧肿瘤转移。
2023年12月25日，中国科学院化学研究所肖海华团队在
Advanced Materials
（IF=29）在线发表题为“
Localization of Cancer Cells for Subsequent Robust Photodynamic Therapy by Ros Responsive Polymeric Nanoparticles with Anti-metastasis Complexes Nami-A
”的研究论文。该研究
提出了一种规避肿瘤转移的策略，来提高PDT的治疗效果
。作者合成了一种近红外光活化光敏聚合物，并在侧链修饰抗转移性钌复合物NAMI-A，进一步组装成用于乳腺癌治疗的纳米颗粒（NP2）。
NP2可在808 nm辐射（NP2+L）下产生ROS杀死肿瘤细胞，降低癌细胞中基质金属蛋白酶（MMP2/9）的表达，降低癌细胞的侵袭和迁移能力，消灭癌细胞。进一步的动物实验表明，NP2+L能够抑制肿瘤生长，减少肝和肺转移。此外，NP2+L可以激活小鼠的免疫系统，避免肿瘤复发。
总之，该研究开发了一种既能预防肿瘤转移又能精确靶向原发性肿瘤的PDT，从而实现对高转移性癌症的有效治疗。
光动力疗法（PDT）是一种有效的治疗方法，通过精确波长的光敏剂活化作用来消除肿瘤细胞，最终产生细胞毒性活性氧（ROS）。
ROS能够破坏细胞结构并损害细胞功能，从而靶向和根除恶性肿瘤。然而，PDT的治疗效果严重依赖于激发光的波长。紫外-可见光的组织穿透力有限，主要适用于体外培养的细胞，严重阻碍其临床应用。相比之下，近红外（NIR）光能够穿透深层组织，组织散射和吸收较少，是PDT的最佳激发源。随着长波长激发光敏剂的发展，PDT已经成为一种临床批准的非侵入性肿瘤治疗方法，其能够选择性地杀死肿瘤组织。
PDT与手术、化疗和放疗等传统疗法相比优势明显：1）主要针对照射区域内的患病组织，最大限度地减少对周围健康组织的附带损害；2）PDT利用光纤、内窥镜和微创技术将激光传送到身体深处，避免了与胸部和腹部手术等侵入性手术相关的创伤；3）在48至72小时内快速产生治疗效果。
PDT的多功能性使其对不同癌症类型均具备治疗效果，其不诱导癌细胞的耐药性，能够重复应用或与放疗、化疗或手术等协同作用。
虽然PDT在照射区域内有效地靶向局部疾病，但其在防止癌细胞从原发肿瘤部位转移到远端位置方面仍存在局限性，可促进肿瘤复发。此外，部分研究表明光动力疗法甚至可以促进癌细胞转移。
这种悖论产生于PDT诱导的氧消耗，加剧肿瘤微环境缺氧，上调缺氧诱导因子（HIF-1），最终加速肿瘤生长、增强侵袭力，从而促进肿瘤转移。因此，肿瘤转移是PDT不可避免的问题。
NP2环切和根除原发性肿瘤示意图
（摘自
Advanced Materials
）
癌症转移是一个复杂和多方面的病理过程，是癌症治疗中的重大障碍，也是导致治疗效果差的主要原因。
肿瘤细胞依靠能够降解基质（ECM）和基底膜成分的酶来突破肿瘤周围的保护屏障。肿瘤细胞对ECM和基底膜的降解需要多种酶的参与，其中基质金属蛋白酶（MMPs）在肿瘤侵袭和转移中起着重要作用。
MMPs的失调破坏了肿瘤周围的组织屏障，使肿瘤细胞突破基底膜和细胞外基质，该过程通过直接的基质降解或通过释放基质或基质相关生长因子来促进肿瘤生长、侵袭和转移，从而促进癌细胞对邻近组织的侵袭和向远端部位的转移。
因此，迫切需要开发能够在精确靶向原发性肿瘤的同时阻止肿瘤转移的PDT策略，从而有效治疗高转移性癌症。
该研究设计并制备了一种ROS敏感的近红外光激活光动力抗转移纳米药物（NP2），能够实现肿瘤的原发性遏制并避免肿瘤转移，具有优异的抑瘤和抗转移效果。制备过程起始于对ROS敏感的NIR光动力疗法（PDT）聚合物（称为P1）的开发。随后，作者利用了一种抗转移钌配合物NAMI-A，其与位于P1侧链的羧基结合，产生了聚合物P2。这种聚合物自组装成纳米颗粒，称为NP2。值得注意的是，当体外经受808 nm激光照射时，NP2表现出产生大量活性氧（ROS）的显著能力，促进纳米颗粒降解并释放NAMI-A。
在细胞水平上，808 nm照射下由NP2产生的ROS促进癌细胞杀伤并在癌细胞中诱导免疫原性细胞死亡。同时，NAMI-A下调肿瘤细胞中基质金属蛋白酶（MMP2/MMP9）的表达，从而减弱癌细胞的侵袭和迁移。体内实验中，联合施用NP2和激光照射（NP2+L）有效阻止了原发性肿瘤生长，抑制了原发性肿瘤细胞转移，并减少肝和肺转移的形成。此外，该方案激活了小鼠的全身免疫反应，预防肿瘤复发。
总之，该发现强调了NAMI-A作为抑制肿瘤转移和预防原发性肿瘤复发的潜力，尤其是对于高转移性原发性恶性肿瘤。该研究开创了一种新的光动力疗法，能够限制原发性肿瘤并实现精确靶向，从而为高转移性癌症的治疗提供了一种有效方法。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310298
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