手術(shù)切除是目前大多數(shù)惡性腫瘤的一線治療方案,但是,對腫瘤病灶進(jìn)行精準(zhǔn),徹底的切除,仍然是臨床治療的難點(diǎn)。特別是結(jié)腸癌和卵巢癌等多發(fā)性腹腔惡心腫瘤,具有較高的侵襲性和轉(zhuǎn)移性,并且會浸潤性遷移到周圍組織和關(guān)鍵器官等。為此,正電子發(fā)射斷層掃描(PET)和磁共振成像(MRI)等成像技術(shù)常用來對術(shù)前腫瘤位置的確定。然而,手術(shù)期間組織會發(fā)生移位,無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時觀察定位。因此,臨床上迫切需要更加精準(zhǔn)、實(shí)時的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)來指導(dǎo)術(shù)中腫瘤精準(zhǔn)切除以提高治療效果。
近年來,表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)技術(shù),由于其特殊的指紋圖譜(高特異性),高靈敏度的檢測限度(可以實(shí)現(xiàn)單分子水平),高穩(wěn)定性,高信噪比,以及操作簡便等優(yōu)勢被廣泛用于界面和表面科學(xué)、材料分析食品安全、環(huán)境監(jiān)測和國家安全等領(lǐng)域。其中基于金納米顆粒的SERS技術(shù),受到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重點(diǎn)關(guān)注,在細(xì)胞與活體組織,特別是腫瘤細(xì)胞與腫瘤組織的精準(zhǔn)識別具有廣闊的應(yīng)用前景。浙江大學(xué)周民研究員團(tuán)隊(duì)近年來在拉曼影像生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)開展工作,發(fā)表了一系列相關(guān)研究論文(Advanced Sciences 2021;Biomaterials 2020; Biomaterials 2021; WIREs Nanomedicine & Nanobiotechnology 2021; Acta Pharmaceutica Sinica B 2018)。前期研究研發(fā)了金納米拉曼探針的SERS技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對腹腔卵巢腫瘤/結(jié)直腸腫瘤的識別,精準(zhǔn)切除和術(shù)后清掃。周民團(tuán)隊(duì)前期也開展了基于銀納米材料SERS技術(shù)監(jiān)控下的耐藥菌感染傷口滅菌及促愈合研究。
近期,浙江大學(xué)周民研究員團(tuán)隊(duì)在生物材料領(lǐng)域期刊《Biomaterials》在線發(fā)表題為以“Bioinspired protein corona strategy enhanced biocompatibility of Ag-Hybrid hollow Au nanoshells for surface-enhanced Raman scattering imaging and on-demand activation tumor-phototherapy”的研究論文。該課題的主要研究內(nèi)容是通過仿生蛋白冠策略構(gòu)建銀雜化的中空金拉曼影像探針(hollow AgAu-DTTC-BSA)用于微小腫瘤病灶的精確檢測與介導(dǎo)的腫瘤局部光熱,光動力以及銀離子治療。
本研究引入仿生蛋白冠技術(shù)對hollow AgAu納米顆粒進(jìn)行表面保護(hù),構(gòu)建了一種SERS活性的可控光激活納米探針,用于腫瘤病灶的早期診斷和治療。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,設(shè)計(jì)的hollow AgAu-DTTC-BSA 的可以抑制銀離子的釋放,減少活性氧產(chǎn)生,從而減少對正常細(xì)胞和組織的毒性,提高藥物的生物安全性。通過尾靜脈注射入結(jié)直腸癌CT26荷瘤小鼠后,可以通過拉曼影像對腫瘤病灶以及轉(zhuǎn)移的肝表面微小病灶進(jìn)行檢測。其中,最小識別腫瘤微小病灶尺度可以小至0.18毫米。隨后,在拉曼影像引導(dǎo)下,通過聯(lián)合近紅外激光對腫瘤病灶進(jìn)行局部輻照,實(shí)現(xiàn)腫瘤組織的局部熱療。同時,該方法還可以在腫瘤組織內(nèi)部激活產(chǎn)生高強(qiáng)度的活性氧并有效局部釋放具有腫瘤細(xì)胞毒性的銀離子,實(shí)現(xiàn)了協(xié)同治療效果,有效抑制腫瘤的生長。以上結(jié)果說明,該納米探針是一種集實(shí)體腫瘤早期精準(zhǔn)檢測與協(xié)同治療于一體的納米藥物制劑,為腫瘤高效診療提供了一種新技術(shù)和策略。
浙江大學(xué)博士生何健,交叉學(xué)科博士生魏巧琳(時任杭州師范大學(xué)醫(yī)學(xué)部特聘副教授)為本文的第一作者與共同第一作者,周民研究員為論文通訊作者。該研究工作得到了浙江大學(xué)附屬第二醫(yī)院眼科中心、浙江大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院、浙江大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等的大力支持。該研究也得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120734
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