基于诊疗一体化智能纳米探针的影像导航的肿瘤光热治疗研究

Early diagnosis and treatment of cancer for long time has been a medicine problem, and the diagnosis and treatment of tumor are two relatively independent process in the present, which is difficult to meet the requirements of clinical early diagnosis and treatment of cancer. Nanotechnology provides a platform for tumor early diagnosis, real-time monitoring, diagnosis and personalized intervention treatment. However, a single imaging mode based on nanomaterial can not meet the demand. Therefore, it is very important to develop novel multifunctional nano-theranostics. In this project, we will design a kind of non-toxic, multifunctional smart nano-probe for tumor multimodal imaging and imaging-guided photothermal therapy. Utilizing the intrinsic high near-infrared absorbance and magnetic properties of nano-probe, in vivo dual modal photoacoustic and magnetic resonance imaging are carried out, significant improving the tumor imaging penetration depth, spatial resolution and sensitivity. The intelligent nano-probe can also be used as a thermal agent for tumor thermal imaging and photothermal therapy, realizing the diagnosis and treatment of tumor in one single system. We expect to develop novel multifunctional nano-theranostics, and provide a new technology for cancer treatment.

癌症的早期诊断和治疗长期以来一直是医学领域试图攻克的难题，而目前肿瘤的诊断和治疗是相对独立的两过过程，难以满足临床癌症的早期诊断和治疗的要求。纳米技术的介入为其提供了一个集早期诊断、实时监测、定位诊断与个性化干预于一体的治疗系统。然而基于纳米材料的单一成像模式已经不能满足对肿瘤进行准确定位诊断。因此，研发新型多功能纳米诊疗制剂具有重要的意义。本项目将设计一种安全的、多功能的智能纳米探针用于肿瘤多模式成像以及成像导航下的肿瘤光热治疗，利用该纳米材料的强近红外吸收和磁学性质可进行光声-磁共振双模式成像，有效的提高肿瘤成像的穿透深度、空间分辨率和灵敏度，对肿瘤进行准确定位诊断。该智能化纳米探针还可以作为光热试剂进行肿瘤的热成像和光热治疗，从而实现肿瘤的诊断与治疗一体的治疗方法，有望开发一种新型的多功能纳米诊疗剂，为恶性肿瘤治疗这一重大难题提供新的技术。

针对目前肿瘤诊疗方面存在的不足，申请人主要以硫化铜纳米颗粒为载体，通过不同元素掺杂获得多功能纳米载体，将成像功能与治疗相结合，实现肿瘤的诊疗一体化。在本项目中，我们首先将铁元素掺杂入硫化铜纳米颗粒中，利用铁元素可以进行磁共振成像，同时利用硫化铜纳米颗粒的强近红外吸收进行光声成像，实现磁共振/光声成像指导下的肿瘤近红外II区的光热治疗。与此同时，我们将放射性核素碘-131掺杂入硫化铜纳米颗粒中，同样利用硫化铜纳米颗粒的强近红外吸收以及放射性核素碘-131释放的射线，在动物模型上开展肿瘤多模式成像指导下的肿瘤光热治疗和内放射治疗协同治疗，为恶性肿瘤的治疗这一难题提供一种新的可能手段。经过三年的研究，在包括硫化铜纳米颗粒在内的无机纳米材料以及有机纳米载体在多模式成像指导下的肿瘤放疗与联合治疗方面取得了一系列的研究成果，达到了项目的预期目标，保质保量的完成本项目。此外，申请人也积极开展其他功能纳米材料在肿瘤成像以及肿瘤放疗与联合治疗方面的研究。最近，我们发展了一种生物纳米载体的肿瘤放疗免疫联合疗法，成功的抑制原位瘤和转移瘤的生长，大大延长小鼠的生存时间。共发表高水平SCI论文23篇，申请发明专利3项，授权1项。 在项目执行期间，2018年获得国家自然科学基金委的优秀青年科学基金以及江苏省优秀青年科学基金的资助，先后获得江苏省优秀博士论文；苏州大学东吴学者；苏州市高层次紧缺人才。 2015年获得教育部自然科学二等奖（第三完成人）。2016年获得江苏省科技技术奖一等奖（第二完成）。