恶性肿瘤严重威胁人类生命健康，放疗作为治疗恶性肿瘤的有效手段，已广泛应用于临床治疗中。然而，实体肿瘤的乏氧特性阻碍了足够的氧自由基的生成，使得放疗疗效受限。如甲硝唑、替拉扎明（TPZ）等电子亲和化合物或缺氧激活细胞毒性药物已被证实可作为不依赖氧气的放射增敏物质增强乏氧肿瘤的放疗疗效。但是由于肿瘤的异质性，瘤内氧气分布不均匀且主要位于远离血管部位，常见乏氧激活药物难以企及。因此，受限于药物递送效率，目前乏氧肿瘤放疗增敏仍面临巨大挑战。

鉴于以上问题，近日，来自北京化工大学甘志华教授团队的喻青松副教授和柳朝永副教授提出了一种肿瘤乏氧微环被动重塑新策略。相关成果以标题为“A Multimodal Therapeutic Nanoplatform Overcoming Tumor Hypoxia Heterogeneity for Improved Tumor Chemoradiotherapy”发表在《Advanced Functional Materials》。北京化工大学生命科学与技术学院的博士研究生张澜琼和北京妇产医院的杜霄勐为论文第一作者。该研究得到了国家自然科学基金(51973014, 21774008, 52033001)和中央高校基本科研业务费(XK1701, XK1802-8, and BUCTRC201912)的支持。

该研究团队设计了一种同时具有声动力治疗（SDT）诱导耗氧、乏氧响应药物释放和乏氧放射增敏特性的多功能纳米囊泡，通过具有乏氧响应和放射敏化的能力的多功能载体递送药物，利用可深部组织穿透的耗氧声动力治疗杀灭肿瘤外周细胞，同时均一化肿瘤的乏氧异质性，进而有效驱动平台内部的药物释放和激活。在乏氧条件下，顺铂（CDDP）和甲硝唑（MNZ）可与囊泡内包封的替拉扎明（TPZ）协同增强放疗敏感性，从而显著降低造成肿瘤细胞大量损伤所需的辐射剂量。这种多模态纳米治疗平台除明显抑制肿瘤生长和转移外，其乏氧导向性也赋予了其极佳的安全性，为多模式的协同应用以及肿瘤的临床放疗提供了新的思路。

图1 A) VCT囊泡的制备过程及声动力治疗诱导氧耗竭、药物释放和药物活化的机制。B)本文所设计的多模式纳米治疗性平台在动物模型中的作用机制。

图2  VCT囊泡的理化性质表征。

图3  体外放疗增敏能力评估。 

图4  VCT囊泡的体内生物分布以及SDT对肿瘤乏氧微环境的重塑。 

图5 VCT囊泡的对皮下肿瘤的抑制效果。

图6 VCT囊泡对原位乳腺肿瘤的生长及转移的抑制效果。

北京化工大学喻青松副教授：中国科学院化学研究所博士，北京化工大学博士后，近年来主要从事新型药物载体高分子材料合成方法学、智能高分子抗肿瘤纳米药物设计、高分子纳米药物纳米特性与递送过程生理屏障相关性研究。以第一/通讯作者在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.，ACS Nano，Biomaterials, J. Controlled Release, Biomacromolecules等国际期刊上发表SCI论文20余篇。申请中国发明专利12项，授权7项。获得国家自然科学基金青年、面上项目，教育部ZBYY联合基金等资助。

北京化工大学甘志华教授团队近年来主要围绕聚合物结构设计与可控合成、结构与性能关系、抗肿瘤纳米载药体系的制备与性能、表界面性质对细胞生长的影响规律、高性能化与加工制备研究开展研究。在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater.，ACS Nano，Biomaterials，J. Controlled Release，ACS AMI等国际期刊上发表SCI论文110余篇，授权发明专利10余项。团队负责人先后获国家杰出青年基金、国家自然科学基金重大项目、重点项目、科技部重点研发计划等项目资助。课题组有教师5人，其中教授1人、副教授4人，实验室长期招收具有生物、材料与化工和高分子材料等相关专业背景的优秀硕士生和博士生。如有意愿请联系喻老师：yuqs@mail.buct.edu.cn。