■ 医卫前沿
文·游 剑
近年来,恶性肿瘤的发病率在我国呈现显著的增高趋势。作为恶性肿瘤的主要治疗手段,放疗和化疗目前仅仅起到了极低的治疗效果,却伴随有高的毒副作用,这使得癌症治癒率维持在一个极低的水平。突破现有思维,开发一种全新的治疗手段,进而极大提升恶性肿瘤治愈率,显得极有必要。
过高热用于肿瘤的治疗(即热疗)受到极大关注。很久以前人们就发现,高温能够使细胞死亡。当温度上升至42℃以上时,热能开始使细胞受损伤。热能对细胞损伤的程度取决于温度高低和暴露在热能下的时间,这一现象对于肿瘤细胞尤其明显。长期以来,医学界一直没有停止过尝试使用热能来治疗癌症的实验。现代的热疗是使用仪器,通过超声、微波、射频等方式,将人体某个部位或器官的温度升高到具有治疗作用的水平,达到杀死局部肿瘤的治疗方法。但这种方式存在极大的缺陷,即热传递的非专属性,这极易造成肿瘤周围正常的组织器官的损伤,因此实际应用中热疗的温度不能太高,这也制约了热疗的治疗功效。一项研究显示,仅13%位于表浅的肿瘤单用热疗有“完全反应”,即肿瘤完全消失,对于深部肿瘤的治疗效果则会更低。因此,目前癌症临床治疗中,热疗更多的是作为一种辅助治疗手段,与化放疗联合使用,可以使癌细胞对放化疗产生更高的敏感性,从而提升癌症治疗效果。
纳米技术的发展为专属性的热传递提供了可能。将具有近红外光热转换的纳米材料,选择性累积到肿瘤部位,然后仅对肿瘤局部实施近红外光照,肿瘤细胞间和细胞内的纳米材料吸收近红外光,高效地转化为热能,可使肿瘤产生局部超高温度,从而轻易将肿瘤细胞杀死。肿瘤周围正常组织纳米材料分布极少,在近红外照射下不会产生过高温度。因此,近红外光介导的热量肿瘤靶向传递,保证了治疗中不会对正常组织造成损伤,显著提高了热疗的安全与有效性。这种治疗模式即为肿瘤“光热治疗”,其最大特点是理论上实现了对所有实体肿瘤进行有效治疗,包括放化疗失败和产生耐药性肿瘤的有效治疗,同时不会产生放化疗伴随的毒副作用而导致的患者生存质量下降。
光热治疗的研发核心是具有超强光热转化效率的纳米材料的研发。在贵金属纳米材料中,如金纳米颗粒,由于对光具有很强的表面等离子共振吸收效应,是理想的光热转化材料。目前临床转化进展最快的,是美国的大学开发的一种金/硅壳核结构的金纳米粒子,该粒子具有显著的肿瘤光热治疗效果,2012年在美国进入2期临床实验,主要针对头颈及肺部的肿瘤治疗。值得注意的是,不同结构的金纳米材料中,金纳米空心球由于具有较小的尺寸和球状结构,以及很强的、并且半峰宽较窄的可调节的表面等离子共振效应,因此在光热治疗中表现出最佳的综合性质。
浙江大学药学院的研究课题组长期从事以中空金纳米粒为基础的肿瘤靶向光热治疗的研究工作,目前已经成功实现纳米材料的合成放大。小动物体内的药效学试验结果表明,呈现显著的肿瘤治疗效果,而这种效果与纳米颗粒在肿瘤部位的累积数量,肿瘤位置,光照参数以及光照模式相关。小动物的急性与长期毒性研究结果表明,在10倍于有效给药剂量的剂量下,中空金纳米粒并未产生明显的急性与长期毒性,并能缓慢从动物体内清除。目前的研究集中在大动物毒理实验,并正积极往临床研究推进。