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稀土功能材料用于乏氧肿瘤准确影像

来源:中国科学院上海硅酸盐研究所 日期:2017-05-15 加入收藏

  近日,中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员、刘佳男副研究员和华东师范大学步文博教授,在美国化学会权威综述性学术期刊《Chemical Reviews》在线发表了综述文章:“Chemical Design and Synthesis of Functionalized Probes for Imaging and Treating Tumor Hypoxia” (Chem. Rev., 2017, 117, 6160-6224)。 

  随着全球生态坏境的恶化及人类社会的老龄化,癌症发病率及死亡率都呈现逐年上升趋势。乏氧是实体肿瘤的重要特征,它的存在常成为肿瘤局部复发和远处转移的根源,并最终导致治疗失败。因此,乏氧肿瘤的高效诊疗是国际医学界公认的实现肿瘤彻底治愈必须克服的首要难题。 

  乏氧肿瘤精准影像诊断领域中,研制可有效响应乏氧环境的新型诊断探针,是近年来生物医学材料研究的前沿热点,有望实现乏氧肿瘤准确影像。该综述论文首先从荧光成像、磁共振成像(MRI)、正电子发射型计算机断层显像(PET)和光声成像的角度,系统总结了可探测乏氧区域甚至感应乏氧程度的各种成像探针,并分析了各种成像手段在乏氧肿瘤精确检测中的优缺点。 

  乏氧肿瘤精确诊断的最终目的是实施及时有效的治疗,该综述论文又全面总结了针对乏氧肿瘤的最新治疗策略。除了手术侵入性的治疗手段之外,临床上化疗和放疗是治疗恶性乏氧肿瘤的两大主要手段。对于乏氧肿瘤而言,在常规药物或放射剂量治疗时,乏氧细胞不能被有效杀死,只能通过增加药物或照射剂量以提高治疗效果。近年来,得益于纳米生物医学的快速发展,科研人员已发展出全新的治疗策略,包括克服乏氧环境以及利用乏氧环境等。为了克服乏氧微环境对治疗的不利影响,研究人员已开发了可在乏氧肿瘤区域释放氧气或能产生强大协同治疗效果的纳米诊疗探针。更令人欣慰的是,近年来快速发展的响应性纳米探针可感应乏氧肿瘤微环境,从而产生理想的治疗效果。 

  本篇综述是国际上首篇系统阐述乏氧肿瘤精确诊断和高效治疗策略的综合性论文,不仅全面总结了国内外最新研究成果,更提出了作者在该领域中的观点看法,揭示了该研究领域的发展方向。这一工作将有望拓展乏氧肿瘤诊疗的研究思路,对未来化学、材料、生物和医学领域的研究具有重要的指导意义。 

  该小组前期研究工作中,已在稀土功能材料(聚焦于上转换材料)用于乏氧肿瘤的高效影像诊断和协同治疗中取得系列重要进展,相关研究成果已发表于:Nat. Nanotech., 2017, 12, 378-386; J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 13041-13048; J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 9701-9709; J. Am. Chem. Soc., 2016, 138, 8156–8164; Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 1770-1774;Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 8105-8109;Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 14026-14030; Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 2101-2106; Adv. Mater., 2015, 27, 4155-4161; Adv. Mater., 2016, 28, 3987-4011。 

  该论文得到了国家自然科学基金项目、上海市优秀学术带头人计划、中科院青年创新促进会以及上海市青年科技英才扬帆计划的支持。 
 

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