陈根：碘纳米粒子，让肿瘤放射治疗更高效

文/陈根

放射治疗作为临床肿瘤治疗常用的一种治疗策略，包括将放射性核素注射或植入体内的核素内放疗以及利用外界的射线(如X射线)对肿瘤部位进行照射的外照射放疗两大类。大约70%的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗。

放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。然而，由于实体肿瘤内普遍存在乏氧的肿瘤微环境，而氧分子在电离辐射杀伤肿瘤细胞的过程中发挥重要作用，导致临床中放疗对乏氧状态下的肿瘤杀伤效率受到一定局限。

近年来，纳米技术与生物材料的发展，为肿瘤乏氧调控带来了一系列创新的工具。基于纳米材料的肿瘤局部升温治疗或基于纳米药物的肿瘤血管正常化都可以导致肿瘤内血供增加，从而改善肿瘤乏氧并提升肿瘤对放疗的响应。

现在，来自京都大学综合细胞材料科学研究所的研究人员称，他们发现了一种使用新型碘纳米粒子来加强放射治疗的方法。当X射线照射到含有携带碘的纳米粒子的肿瘤组织上时，三天内就会引发癌细胞死亡。碘会释放出电子，打破肿瘤的DNA，导致细胞死亡。

如上所述，X射线照射需要氧气，以便在射线击中细胞内的分子时产生破坏DNA的活性氧。因此，研究人员们一直试图通过寻找更直接的方法来破坏癌症DNA来克服这一问题。在早期的工作中，他们表明，当用50.25千电子伏特的同步加速器产生的X射线照射时，加载钆的纳米粒子可以杀死癌细胞。

在此次研究中，他们设计了多孔的、携带碘的有机硅纳米粒子。碘比钆便宜，并在较低的能量水平上释放电子。研究人员将他们的纳米颗粒分散在肿瘤球状体中，这是一种包含多个癌细胞的三维组织。

随后，在研究人员用33.2KeV的X射线照射球状体30分钟后，它们在三天内被完全摧毁。通过系统地改变能量水平，他们能够证明，33.2KeV的X射线会产生破坏肿瘤的最佳效果。

进一步的分析表明，纳米粒子被肿瘤细胞吸收，就在其细胞核外定位。将恰到好处的X射线能量照射到组织上，促使碘释放电子，然后导致核DNA的双链断裂，引发细胞死亡。

当然，此次策略和技术的研究依然还停留在实验室的阶段，未来的临床转化和应用还需要临床工作者、制药企业以及基础研究团队的共同努力。如果能够通过对肿瘤乏氧的调控增强放疗疗效，则有望在不引起额外不良反应的前提下提升目前临床上放疗的有效性，这将具有重要的临床价值。