多功能纳米材料在肿瘤放疗增敏中的应用
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１中国科 学 院纳 米 生物 效 应 与 安 全性 重 点实 验 室， 中 国科 学 院 高 能 物理 研 究所 ，北 京 １０００４９ ２中国科 学院纳米科学卓越创新 中心，国家纳米科学 中心，北京 １００１９０
பைடு நூலகம்中国科 学 院 大学 ，北 京 １０００４９
摘要 ：放 射治疗是利 用放射线 治疗肿瘤 的一种局部 治疗方法 ，目前 己成为临床 上最常用 、最有 效的恶性肿瘤 治疗手段 之 一 。 但 放 射 治 疗 仍 存 在 辐 射 剂 量 高 、对 健 康 组 织 副 作 用 大 ，特 别 是 肿 瘤 细 胞 放 射 抵 抗 性 强等 缺 点 。随 着 纳 米 医 学 的 发 展 ， 多功能纳米放 疗增敏剂 为增强肿瘤 细胞放射 敏感性 、提高放疗 效果提供 了新机遇 。本文结合 纳米材料在放 疗增敏 中的优 势和 潜 能 ，概 括 了 纳 米 放 疗 增 敏 剂 的主 要 类 型 和 目前 己进 入 临 床 实 验 的一 些 实 例 ，简 述 了 多 功 能 纳 米 放 疗 增 敏 剂 在 肿 瘤 放射 治疗 中的应用 ，并归纳 了纳 米材料增 敏放疗 的主要途径和 影响因素 。最后总 结和展望 了多功能纳米 放疗增敏剂 面临 的挑 战 和 发 展 前 景 。
‘ＣＡＳ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｎａｎｏｓａｆｅｔｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＨｉｇｈ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ， ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ ｌ ０００４９，Ｒ Ｒ．Ｃｈｉｎａ． ＣＡＳ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅ ｉｎ Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆ ｏｒ Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｐ Ｒ．Ｃｈｉｎａ． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９，ＲＲ．Ｃｈｉｎａ．
［Ｒｅｖｉｅｗ］
物 理 化 学 学 报 Ａｃｔａ Ｊｐ ．一Ｃｈｉｍ．Ｓｉｎ．２０１８，３４（２），１４０—１６７
ｄｏｉ：１０．３８６６／ＰＫＵ．ＷＨＸＢ２０１７０７ｌ７４
ｗｗ ｗ ．ｗ ｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．Ｃｒｌ
多功能纳米材料在肿瘤放疗增敏 中的应用
龚林吉 ３，谢佳妮 ３，朱双 ’，谷战军 ’，３，，赵宇亮 １，２，３，
关 键 词 ： 放 射 治 疗 ； 纳 米 放 疗 增 敏 剂 ； 放 疗 增 敏 机 制 ； 纳 米 医 学 中图分类 号：０６４４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｎａｎｏｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｔｕｍ ｏｒ Ｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ
ＧＯＮＧ Ｌｉｎｊｉ’－一，ＸＩＥ Ｊｉａｎｉ’－一，ＺＨＵ Ｓｈｕａｎｇ’，ＧＵ Ｚｈａｎｊｕｎ’，。，，ＺＨＡＯ Ｙｕｌｉａｎｇ’， ，。，
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ：Ｍ ｜ ａｙ ２９，２Ｏｌ７；Ｒｅｖｉｓｅｄ：Ｊｕｎｅ ２８，２０１７；Ａｃｃｅｐｔｅｄ：Ｊｕｎｅ ３０，２０１７：Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｏｎｌｉｎｅ：Ｊｕｌｙ １７，２０１７．
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒｓ．Ｅｍａｉｌ：ｚｊｇｕ＠ｉｈｅｐ．ａｃ．ｃｎ；Ｔｅ１．：＋８６—１０－８８２３６７８６（Ｇ．Ｚ Ｊ．）Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｙｌ＠ｎａｎｏｃｔｒ．ｃｎ；Ｔｅ１．：＋８６—１０—８２５４５５７０（ｚ．Ｙ．Ｌ．）． Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔｗａｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｓ ｏｆＣｈｉｎａ（２０１６ＹＦＡ０２０１６００，２０ｌ６ＹＦＡ０２０２１０４，２０１ ５ＣＢ９３２１０４），ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌ ＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎａ（３１５７１０１５，１１６２ｌ ５０５，ｌ１４３５００２，２１３２０１０２００３）ａｎｄＹｏｕｔｈＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＰｒｏｍｏｔｉｏｎＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ （２０１３００７）． 国家 重点 基础研 究 发展计 ￣Ｊ（２０１６ＹＦＡ０２０１６００，２０１６ＹＦＡ０２０２１０４，２０１５ＣＢ９３２１０４），国家 自然科 学基 金（３１５７１０１５，１１６２１５０５，１１４３５００２，２１３２０１０２００３） 及 中国科 学院青 年创 新促 进会 基金（２０１３００７）资助
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ ｋｉｌｌｓ ｔｕｍｏｒ ｃｅｌｌｓ ｖｉａ ｆｏｃｕｓｅｄ ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍ ｏｎ ａｎｄ ｅｆｅｃｔｉｖｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｍａｌｉｇｎａｎｔ ｔｕｍｏｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅ ｌｉｍ ｉｔａｔｉｏｎｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔ ｉｔｓ ｃｌｉｎｉｃａＩ ｅｆｉｃａｃｙ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｄｏｓｅｓ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｓｉｄｅ ｅｆｅｃｔｓ ｄｕｅ ｔｏ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｏｆ ｈｅａｌｔｈｙ ｔｉｓｓｕｅ．ａｎｄ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｒａｄｉｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｕｍｏｒ ｃｅｌｌｓ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ．ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａＩ ｎａｎｏｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ ｏｆｅｒ ａ ｎｅｗ ｒｏｕｔｅ ｔｏ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ．１ｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．ｗｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｎａｎｏｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｏｓｅ ｔｈａｔ ｈａｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｅｎｔｅｒｅｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｉａｌｓ．Ｗ ｅ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｔｏ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ－ｂａｓｅｄ ｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ。ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｍ ｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａ Ｊ ｎａｎｏｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
பைடு நூலகம்中国科 学 院 大学 ，北 京 １０００４９
摘要 ：放 射治疗是利 用放射线 治疗肿瘤 的一种局部 治疗方法 ，目前 己成为临床 上最常用 、最有 效的恶性肿瘤 治疗手段 之 一 。 但 放 射 治 疗 仍 存 在 辐 射 剂 量 高 、对 健 康 组 织 副 作 用 大 ，特 别 是 肿 瘤 细 胞 放 射 抵 抗 性 强等 缺 点 。随 着 纳 米 医 学 的 发 展 ， 多功能纳米放 疗增敏剂 为增强肿瘤 细胞放射 敏感性 、提高放疗 效果提供 了新机遇 。本文结合 纳米材料在放 疗增敏 中的优 势和 潜 能 ，概 括 了 纳 米 放 疗 增 敏 剂 的主 要 类 型 和 目前 己进 入 临 床 实 验 的一 些 实 例 ，简 述 了 多 功 能 纳 米 放 疗 增 敏 剂 在 肿 瘤 放射 治疗 中的应用 ，并归纳 了纳 米材料增 敏放疗 的主要途径和 影响因素 。最后总 结和展望 了多功能纳米 放疗增敏剂 面临 的挑 战 和 发 展 前 景 。
‘ＣＡＳ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｆｏｒ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆＮａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｎａｎｏｓａｆｅｔｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＨｉｇｈ Ｅｎｅｒｇｙ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ， ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ ｌ ０００４９，Ｒ Ｒ．Ｃｈｉｎａ． ＣＡＳ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｅｘｃｅｌｌｅｎｃｅ ｉｎ Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ，Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆ ｏｒ Ｎａｎｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０，Ｐ Ｒ．Ｃｈｉｎａ． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９，ＲＲ．Ｃｈｉｎａ．
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物 理 化 学 学 报 Ａｃｔａ Ｊｐ ．一Ｃｈｉｍ．Ｓｉｎ．２０１８，３４（２），１４０—１６７
ｄｏｉ：１０．３８６６／ＰＫＵ．ＷＨＸＢ２０１７０７ｌ７４
ｗｗ ｗ ．ｗ ｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．Ｃｒｌ
多功能纳米材料在肿瘤放疗增敏 中的应用
龚林吉 ３，谢佳妮 ３，朱双 ’，谷战军 ’，３，，赵宇亮 １，２，３，
关 键 词 ： 放 射 治 疗 ； 纳 米 放 疗 增 敏 剂 ； 放 疗 增 敏 机 制 ； 纳 米 医 学 中图分类 号：０６４４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｎａｎｏｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｔｕｍ ｏｒ Ｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ
ＧＯＮＧ Ｌｉｎｊｉ’－一，ＸＩＥ Ｊｉａｎｉ’－一，ＺＨＵ Ｓｈｕａｎｇ’，ＧＵ Ｚｈａｎｊｕｎ’，。，，ＺＨＡＯ Ｙｕｌｉａｎｇ’， ，。，
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ：Ｍ ｜ ａｙ ２９，２Ｏｌ７；Ｒｅｖｉｓｅｄ：Ｊｕｎｅ ２８，２０１７；Ａｃｃｅｐｔｅｄ：Ｊｕｎｅ ３０，２０１７：Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｏｎｌｉｎｅ：Ｊｕｌｙ １７，２０１７．
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒｓ．Ｅｍａｉｌ：ｚｊｇｕ＠ｉｈｅｐ．ａｃ．ｃｎ；Ｔｅ１．：＋８６—１０－８８２３６７８６（Ｇ．Ｚ Ｊ．）Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｏｙｌ＠ｎａｎｏｃｔｒ．ｃｎ；Ｔｅ１．：＋８６—１０—８２５４５５７０（ｚ．Ｙ．Ｌ．）． Ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔｗａｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙｔｈｅＮａｔｉｏｎａｌＢａｓｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒａｍｓ ｏｆＣｈｉｎａ（２０１６ＹＦＡ０２０１６００，２０ｌ６ＹＦＡ０２０２１０４，２０１ ５ＣＢ９３２１０４），ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌ ＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎａ（３１５７１０１５，１１６２ｌ ５０５，ｌ１４３５００２，２１３２０１０２００３）ａｎｄＹｏｕｔｈＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＰｒｏｍｏｔｉｏｎＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ （２０１３００７）． 国家 重点 基础研 究 发展计 ￣Ｊ（２０１６ＹＦＡ０２０１６００，２０１６ＹＦＡ０２０２１０４，２０１５ＣＢ９３２１０４），国家 自然科 学基 金（３１５７１０１５，１１６２１５０５，１１４３５００２，２１３２０１０２００３） 及 中国科 学院青 年创 新促 进会 基金（２０１３００７）资助
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ ｋｉｌｌｓ ｔｕｍｏｒ ｃｅｌｌｓ ｖｉａ ｆｏｃｕｓｅｄ ｈｉｇｈ ｅｎｅｒｇｙ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍ ｏｎ ａｎｄ ｅｆｅｃｔｉｖｅ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｍａｌｉｇｎａｎｔ ｔｕｍｏｒｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｓｏｍｅ ｌｉｍ ｉｔａｔｉｏｎｓ ｒｅｓｔｒｉｃｔ ｉｔｓ ｃｌｉｎｉｃａＩ ｅｆｉｃａｃｙ．ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｅｌｅｖａｔｅｄ ｄｏｓｅｓ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ，ｓｉｄｅ ｅｆｅｃｔｓ ｄｕｅ ｔｏ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｏｆ ｈｅａｌｔｈｙ ｔｉｓｓｕｅ．ａｎｄ ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｒａｄｉｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｕｍｏｒ ｃｅｌｌｓ．Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｎａｎｏｍｅｄｉｃｉｎｅ．ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａＩ ｎａｎｏｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ ｏｆｅｒ ａ ｎｅｗ ｒｏｕｔｅ ｔｏ ｉｍ ｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ．１ｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．ｗｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｎａｎｏｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｈｅｒａｐｙ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｔｈｏｓｅ ｔｈａｔ ｈａｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｅｎｔｅｒｅｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｔｒｉａｌｓ．Ｗ ｅ ａｌｓｏ ｓｕｍｍａｒｉｚｅ ｔｈｅ ｍａｉｎ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ ｔｏ ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ－ｂａｓｅｄ ｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ。ｔｈｅ ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ａｎｄ ｐｒｏｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｍ ｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎａ Ｊ ｎａｎｏｒａｄｉｏｓｅｎｓｉｔｉｚｅｒｓ ａｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．