Small Structures：富含表面缺陷的铜掺杂水滑石纳米颗粒用于肿瘤光热-光动力-化学动力协同治疗

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近年来，光热疗法（PTT）和光动力疗法（PDT）因其微创、可控、特异性强等特点得到了广泛的研究。在特定波长的光照下，光热转换提升肿瘤局部温度而引起肿瘤消融（PTT）；光敏剂ICG同时可以产生大量的活性氧自由基（ROS）以杀伤肿瘤细胞（PDT）。然而，仅仅光学治疗（PTT和PDT）还存在一些缺陷，制约其进一步的临床应用。第一，在肿瘤局部温度较升高时附近的正常组织和细胞也会受到一定程度的损伤。第二，活性氧的产生依赖于组织周围的氧气，而肿瘤微环境低氧的特点严重制约光动力治疗的效果。如果在温和条件下能将多种治疗模式有机联合起来，抗肿瘤效果可能会得到极大的提高。

基于这样的考虑，昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所许志平教授团队通过对铜掺杂水滑石纳米颗粒（Cu-LDH）人工构造大量表面缺陷（d-Cu-LDH）来提高其光热转化效率，并联合层间光敏剂ICG（d-Cu-LDH/ICG）来实现低强度808 nm激光照射下有效协同光热、光动力以及化学动力的肿瘤治疗。在该工作中，研究小组通过简单有效的酸刻蚀方法处理Cu-LDH得到大量表面铜缺陷。富含表面铜缺陷的Cu-LDH在近红外区具有更强的吸收，并在808 nm激光照射下表现出较高的光热转换效率（0.5 W cm^-2，43.6%）；结合层间的ICG进一步提高颗粒的光热转换效率至88.7%，并且在升温环境中诱导生成更多的单线态氧（¹O₂）。与此同时，升温导致溶解释放更多配位缺陷的一价铜离子，通过芬顿反应消耗瘤内过表达的过氧化氢（H₂O₂）并生成高毒性的羟基自由基（·OH），从而引起化学动力治疗。此外，d-Cu-LDH里二价铜离子有效消耗肿瘤细胞内过表达的谷胱甘肽（GSH），在一定程度上调节肿瘤微环境。在老鼠模型的抗肿瘤实验中，0.23 W cm^-2的808 nm激光照射5分钟后，d-Cu-LDH/ICG纳米颗粒就显著抑制了4T1肿瘤的生长。这些结果充分证实了d-Cu-LDH/ICG纳米颗粒高效的光热-光动力-化学动力协同治疗效果。

研究者相信，此项工作将会为肿瘤高效治疗提供一个更为安全的不使用化疗药物的新思路。相关论文发表在Small Structures（DOI: 10.1002/sstr.202000112）上，文章的第一作者是昆士兰大学博士生孙璐瑶。

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