谷战军课题组

Advanced Science: 可实现有效肾清除的超小BiOI量子点用于增强肿瘤放射治疗效果

2020-03-04 12:22来源:MaterialsviewsChina网址:https://www.materialsviewschina.com/2020/01/42500/浏览数:153 


由于具有较强的X射线衰减能力,含有高原子序数元素的纳米放疗增敏剂受到越来越广泛的关注。然而,在追求高效性的同时,纳米放疗增敏剂的生物安全性也是人们关心的重要问题,而大部分纳米放疗增敏剂在生物体中的长期滞留会造成潜在的毒性,限制了其进一步应用。因此,开发尺寸超小的、具有高效肾清除特性的纳米材料成为实现放疗增敏剂从体内快速代谢出去的方法之一。除了可以通过有效的肾脏代谢降低纳米材料在生物体内的长期蓄积,超小尺寸的纳米材料还具有更强的肿瘤渗透能力,实现放射增敏剂在实体瘤内更均匀的分布。此外,纳米放疗增敏剂的注射方式对放疗增敏剂的生物分布和治疗效果的潜在影响是另一个重要但被忽视的问题。

近日,中国科学院高能物理研究所谷战军课题组设计合成了具有超小尺寸的碘氧铋(BiOI)量子点作为放疗增敏剂,并对瘤内注射和静脉注射这两种常见给药方式进行了评价。生物分布实验结果显示,BiOI量子点在分别经过两种注射方式后均主要通过肾脏代谢,而肝脾等部位的含量较低,这说明BiOI量子点能够通过肾脏从体内快速清除出去。而在肿瘤部位的含量显示两种注射方式造成了显著的差异,其中瘤内注射后肿瘤内材料的含量远远高于静脉注射组,这表明瘤内注射能最大限度地提高放疗增敏剂在肿瘤内的含量同时避免在正常组织蓄积,进而增强肿瘤放疗增敏效果降低毒副作用。另外,值得一提的是,该工作在瘤内注射组研究了有无X射线对材料在瘤内含量的影响,结果显示X射线照射能够明显地加速纳米材料的代谢清除,这可能是由于放疗增敏剂在X射线照射下实现了有效地增敏,严重破坏了肿瘤间质,加速了放疗增敏剂的清除。这种通过瘤内注射提高放疗增敏剂的瘤内聚集和治疗效果并在放射治疗结束后实现纳米放疗增敏剂的快速有效清除的策略为发展更有效更安全的放疗增敏剂提供了新思路。因此,结合超小尺寸的放疗增敏剂和局部瘤内注射方式能够提高纳米材料介导的放射治疗的安全性和有效性,为促进纳米放疗增敏剂的临床转化开辟新道路。 相关研究成果发表在Advanced Science(DOI: 10.1002/advs.201902561)上,论文第一作者为中国科学院高能物理研究所博士生王馨,共同第一作者为博士生郭兆,通讯作者为谷战军研究员。

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参考文献:

Wang Xin#, Guo Zhao#, Zhang Chenyang, Zhu Shuang, Li Lele, Gu Zhanjun*, Zhao Yuliang. Ultrasmall BiOI Quantum Dots with Efficient Renal Clearance for Enhanced Radiotherapy of Cancer. Advanced Science. 2020;0:1902561. DOI: 10.1002/advs.201902561