赵祖金、娄筱叮、唐本忠AM：基于多功能近红外AIE分子的光热/光动力治疗用于影像介导的手术滴原始细胞——完全合成的人工生物学系统

癌症每年夺去数百万人的生命，严重威胁人类的生命健康。手术治疗是目前临床上治疗癌症的主要手段，但是一些微小的肿瘤残留在手术后经常被漏诊留下，导致残余病灶以及肿瘤复发。如今，多模态治疗策略越来越受到人们的重视，但通常需要将多种复杂成分结合在一个治疗系统中才能实现多种功能。因此，发展有效的癌症治疗策略至关重要。近期，华南理工大学唐本忠院士团队赵祖金教授与中国地质大学娄筱叮教授等合作通过合理的分子设计，调控激发态的辐射和非辐射路径，获得了集高效近红外(NIR)荧光、光热、光动力于一体的新型多功能聚集诱导发光分子（AIEgen），并利用该分子构建了高效多功能诊疗一体化平台，大大提高了患癌小鼠的疗效以及生存率。

赵祖金教授、娄筱叮教授、唐本忠院士等利用简便的方法，将所设计的新型AIE分子(DDTB)封装在两亲性聚合物中，所制备的纳米粒子不仅很好地保留了小分子优异的性能而且显示出良好的稳定性和生物相容性，且在EPR效应驱动下实现了在肿瘤组织的被动靶向富集。体外的细胞实验表明：所制备的纳米粒子（DDTB-DP NPs）具有较低的暗毒性，但在660 nm激光照射下，AIE纳米粒子产生活性氧的同时仍高效地将光能转化成热能，协同杀死癌细胞。通过静脉注射的AIE纳米粒子可以有效地聚集在肿瘤部位中，然后利用纳米粒子的近红外荧光提供术前成像诊断。在术中荧光导航下，大部分的肿瘤可以被切除，随后，可以借助光动力和光热治疗进一步消除一些残留的肿瘤组织，最大限度地提高肿瘤治疗效果。通过这种协同的荧光导航手术，光动力和光热疗法，小鼠的存活率可以高达90%以上。此外，该纳米颗粒介导的光热/光动力治疗在与程序性死亡-配体1抗体的联合治疗可以显著增强肿瘤免疫治疗的效果。

图1 分子结构，纳米材料制备和多功能手术和光治疗的应用示意图。(A）设计合理、具有多功能性的近红外DDTB分子结构；（B)光物理过程的示意图；（C）DDTB-DP NPs的制备步骤；（D，E）DDTB-DP在近红外荧光成像导航下的手术-PTT/PDT（D）和免疫治疗协同PTT/PDT肿瘤治疗（E）。

图2 在体内荧光成像引导下，DDTB-DP NPs通过全身给药对EGFP-Hela-荷瘤小鼠的协同治疗效果；（A）成像导航下的手术-PTT/PDT示意图；（B）监测小鼠肿瘤生长；（C,D）肿瘤生长曲线；（E）肿瘤复发率；（F）不同治疗组的小鼠生存曲线。

综上所述，以上研究结果证明了所提出的多功能近红外AIE分子设计的可行性，这种基于单一AIE分子制备的功能性纳米粒子的治疗策略显著提高了肿瘤小鼠的生存率，并取得了最大限度的治疗效果。该研究为设计近红外AIE分子提供了一种可行的策略，并为有效的癌症治疗提供了一种新思路。

华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室博士生江如明和华中科技大学同济医学院附属同济医院戴俊医生为论文共同第一作者，华南理工大学唐本忠院士、赵祖金教授和中国地质大学（武汉）娄筱叮教授为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金大力资助。

论文信息：

Improving Image-Guided Surgical and Immunological Tumor Treatment Efficacy by Photothermal and Photodynamic Therapies Based on a Multifunctional NIR AIEgen

Ruming Jiang, Jun Dai, Xiaoqi Dong, Quan Wang, Zijuan Meng, Jingjing Guo, Yongjiang Yu, Shixuan Wang, Fan Xia, Zujin Zhao*, Xiaoding Lou*, Ben Zhong Tang*

Advanced Materials

DOI: 10.1002/adma.202101158

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期刊简介

《先进材料》（Advanced Materials）是一本超过30年历史，由Wiley出版发行的材料科学类知名权威期刊。期刊聚焦功能材料在化学、物理、生物等各项领域及相关交叉学科的前沿进展，影响力广泛。最新影响因子为27.389，中科院2020年SCI期刊分区材料科学大类Q1区、工程技术大类Q1区。

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