癌症仍然是全世界公共卫生的严重威胁。尽管有代表了现代肿瘤学突破和进展的靶向治疗、免疫治疗等手段的不断出现，使得癌症的死亡率和五年相对生存率有所改善，但大多数临床癌症疗法仍然难以完全治愈癌症并具有严重的副作用，因此仍然迫切需要探索快速、彻底、靶向和安全的癌症治疗新方法。
光疗方法以其能够精确地靶向肿瘤并最大程度地减少对正常细胞的损害为优势，已广泛用于于癌症的临床前和临床治疗。其中，光热治疗（PTT）是利用具有高光热转换效率的纳米材料，在外部光源的照射下将光能转化为局部热能来杀死癌细胞的一种治疗方式。PTT作为一种微创、精确可控和治疗效果良好的治疗模态，近年来得了可喜的成就。然而，作为光热治疗的基石和关键组成部分的光热剂（PTA），在代谢、稳定性、光热转化效率及合成策略等方面，仍然存在着不足和改善的空间。
另一种临床批准的光疗法是光动力疗法（PDT），它利用光活化光敏剂（PSs）和氧气产生的外源性活性氧（ROS）杀死癌细胞，不仅可以破坏多种癌细胞，且重复治疗没有耐药性。但由于ROS是化学反应性自由基或源自氧分子的非自由基分子，所以PDT是一种氧依赖性过程，这在肿瘤缺氧微环境中需要氧化性中间物质的参与，因此该疗法通常效率低下，需要重复治疗。
由光子能量驱动的光催化剂的催化作用可氧化或还原底物分子。光催化剂已经在与生命有关的抗菌和抗病毒领域得到了广泛的应用。研究人员对光催化剂应用于癌症治疗领域的潜在价值进行了深入的探索。清华大学朱永法等研究团队前期即报道建立了制备自组装四羧基苯基卟啉（SA-TCPP）的超分子光催化剂的方法，并证明其能够被420-750nm波长的光激发的氧化能力。基于卟啉的分子药物由于其出色的生物容量和单线态氧的释放而被广泛用于PDT，其中一些已经实现了临床应用。此外，渗透深度一直是光疗方法待于突破的难题之一；介于600nm和1200nm之间的红色/ NIR光区域称为组织的光学窗口，有利于深度穿透。综合考虑上述情况，研究团队建立了一种超分子光催化剂Nano-SA-TCPP。这种基于卟啉的光催化剂由于尺寸选择作用可以被癌细胞靶向地内化而不进入正常细胞。在600-700 nm波长下进行照射，Nano-SA-TCPP能够在肿瘤细胞上产生光生孔，进而导致胞膜断裂和胞质的丢失，从而实现对实体瘤的强氧化杀伤。
Nano-SA-TCPP治疗肿瘤
机制展示图
（Picture source: National Science Review ）
该疗法的动物实验结果显示，大小约100mm3的实体瘤可以在10分钟内被消除，光催化治疗后50天小鼠存活率从0％增加到100％。该疗法对正常细胞和生物体没有毒性和副作用，且对多种肿瘤细胞系有效。该疗法不需要热量和氧气，更适合于缺氧的肿瘤微环境。
Nano-SA-TCPP治疗肿瘤的
动物实验结果
（Picture source: National Science Review ）
光催化疗法由于其高效性，安全性和通用性，为人类攻克癌症提供了新的“柳叶刀”。
参考资料：
1. https://academic.oup.com/nsr/article/doi/10.1093/nsr/nwaa155/5866536
2. Zhang Z, Zhu Y and Chen X et al. A full-spectrum metal-free porphyrin supramolecular photocatalyst for dual functions of highly efficient hydrogen and oxygen evolution. Adv Mater, 2019, 31: 1806626.
联系客服
