构建光控释药脂质体实现光学成像引导的光动力治疗研究

Fluorescence imaging (FI) guided photodynamic therapy (PDT) is a promising treatment modality for integrate theranostics, possessing advantages of real-time, precise therapy and low side effect. Photosensitizer (PS) is an ideal drug which can serve as both FI agent and PDT agent in integrate theranostics. Besides of important advantages, PS has several drawbacks, such as the free PS is easy to degrade and the FI of clinical PSs only can get superficial tissue information. It limits the utilization of PS. This proposal will use a tumor targeting antibody modified nanoliposome as a delivery vehicle to entrap Benzoporphyrin derivative monoacid ring A (BPD) in the lipid bilayer for enhancing the stablity of BPD. Meanwhile, BPD can be actived by special wavelength irradiation, which will destroy the lipid biayer and release the drug from liposome to realize the photoactivable drug release. A fluorescence dye Indocyanine green (ICG) will also be encapsulated in the interior core of the liposome, which serve as a photoacoustic imaging (PAI) contrast regents to get the deep tissue information. Both BPD and ICG have the function of FI and PDT. Coencapsulating the two regents to tumor targeting nanoliposome will realize the FI and PAI dual-modal image-guided photoactivable drug release and PDT. It offers new prospects for the precise integrate theranostics and promote the development of precision therapy.

荧光成像(FI)引导的光动力治疗(PDT)是实现诊断和治疗一体化的有效方法，具有实效强、精度高和副作用小等优点。兼具FI和PDT功能的光敏剂(PS)是实现上述治疗手段的理想药物。但大多数PS在体内易降解且PS荧光成像仅能获得肿瘤浅表信息，这降低了PS的应用价值。本研究利用具有肿瘤靶向功能的免疫脂质体做为载体，通过将光敏剂BPD嵌入脂质体的磷脂双分子层中来提高其稳定性。由于BPD在特定波长光照下产生的光敏作用可破坏脂质体膜使内部包载药物外泄，这使得该脂质体还具备了光控释药的功能。同时，研究中将在该脂质体内加入荧光物质吲哚箐绿(ICG)做为光声成像(PAI)对比剂，来获得肿瘤组织深层成像信息。BPD和ICG还都兼具FI和PDT的双重作用，将其共同包载到免疫脂质体内可实现FI和PAI双模成像引导下具有光控释药功能的精准光动力治疗。这将为诊疗一体化技术的应用提供新的手段，并促进肿瘤精准治疗的发展。

成像引导治疗的诊疗一体化方法具有实效性强、诊断直观和治疗精准等优点。兼具荧光成像(FI)和光动力治疗(PDT)功能的光敏剂(PS)是实现诊疗一体化的理想药物。但是，大多数PS的荧光成像仅能获得肿瘤浅表信息且PS在体内易降解，降低了其应用价值。本研究利用能够靶向肿瘤的纳米脂质体做为载体，通过将光敏剂BPD嵌入脂质体膜的磷脂层中来提高其稳定性。同时，特定波长光照下BPD产生的光敏作用可造成脂质体膜破坏，使脂质体内包载药物外泄，基于此实现了对脂质体内药物的光控释放。研究中还通过在脂质体内部加入光敏物质吲哚箐绿(ICG)做为光声成像(PAI)对比剂，获得肿瘤组织深层成像信息。BPD和ICG还都兼具FI和PDT的双重作用，将其共同包载到脂质体内可实现FI和PAI双模成像引导下具有光控释药功能的精准光动力治疗。但是，研究发现水溶性光敏物质在单独包载到纳米脂质体内部后易于从纳米脂质体内泄露，降低了纳米脂质体的稳定性。同时，存在于内部的光敏物质还会在纳米脂质体的水溶性内核里发生聚集，降低其成像和治疗效果。因此，我们引入了含碘CT造影剂，将其与光敏物质同时包载到纳米脂质体内。这不仅增强了纳米脂质体的稳定性，还减少了光敏物质在纳米脂质体内部的聚集。并由此实现了光声、荧光和CT多模成像，进一步拓展了纳米脂质体的成像作用。我们的研究也表明由于光敏物质和含碘CT造影剂同时处于纳米尺度的脂质体内，利用碘的重原子效应可进一步提高光敏物质的光动力作用效果。同时，研究中我们创新性的利用空间光调制器实现了对照射光源的光照强度和光照区域更加精准快速的调制。我们也设计了相应的图像处理软件能够快速和精准的制定拟照射区域实现精准光动力治疗。这些研究使得我们的研究成果要远远高于我们的预期目标，在实现原定目标的同时，获得了稳定性更好的纳米脂质体，实现了更好的成像效果，获取了更丰富的成像信息以及更高的光动力作用效果。