光敏剂吡咯并吡咯二酮衍生物纳米粒促发宫颈癌细胞Hela凋亡的实验研究文献综述
2020-06-11 22:44:38
肿瘤严重威胁着人类的健康甚至生命,到目前为止,人们已经投入了大量的人力、物力、财力来预防和治疗癌症疾病,但所取得的进展依然是十分有限的,效果并不显著。据2014年世界卫生组织发布的癌症统计报告显示,近20年恶性肿瘤的患病人数以及死亡人数在不断增加,但死亡率却呈下降趋势,1991年至2010年,恶性肿瘤的死亡风险率下降了20%,很大一部分归功于肿瘤疾病治疗方面的技术的不断进步[1]。
传统治疗肿瘤的方法主要包括放射疗法和化学疗法。但放射治疗和化学治疗通常都不具备肿瘤细胞特异性,因而会对机体产生较为严重的毒副作用,会破坏机体的免疫系统等多种生命维持系统,不仅不能有效的治疗癌症,还会加重患者的病情,甚至危害到患者的生命安全 [2],不能达到很好的治疗效果,因而没有得到广泛使用。近年来,随着技术的发展,出现了几种备受关注的新型肿瘤治疗方式, 如基因治疗和光热治疗,有望实现既能有效杀死肿瘤细胞、又不伤害人体正常组织的目的,从而改善治疗效果、降低毒副作用[3],这种新型肿瘤治疗方法近年来越来越受到研究者的关注。
光热治疗法(photothermal therapy)是一种治疗肿瘤方面疾病的新方法,是指将具有较高的光热转换效率的某种材料注射入人体内部,并利用靶向性识别技术将其聚集在肿瘤组织附近,将光辐射转为热能,利用肿瘤组织和正常组织对温度耐受力的差异,既能达到杀灭肿瘤细胞,又不损伤正常组织的一种治疗方法[4]。在光热治疗过程中,在定点利用近红外激光进行照射的作用下,富集在肿瘤部位附近的光热转换剂将光能转换为热能,从而实现对肿瘤细胞的定点消融[5]。基于纳米材料的光热治疗法能够发挥多种抗肿瘤的作用,包括热消融作用、抑制肿瘤转移作用和克服化疗耐药作用等[6],科学家们认为这种疗法具有很大的发展潜力。
纳米技术是一个涉及到生物医学、材料科学和物理化学等多个学科的交叉研究领域[7, 8]。光热治疗法的核心是光热转换剂,光热转换剂能够将近红外激光转化为热量,进而通过高温杀死肿瘤细胞。理想的光热治疗转换剂需要在近红外区(700~1000 nm)有良好的光学吸收性质,近年来,许多在近红外区有较好的光学吸收的纳米材料已被成功运用于光热治疗上,如金纳米材料、碳纳米材料和一些其他的无机纳米材料等等,然而这些纳米材料的长期毒性和生物不稳定性一直限制着其在光热治疗中的实际应用[9-12]。
传统的光热治疗所用的转换剂材料主要是金纳米材料和碳纳米材料,这些纳米材料在作为光热治疗的材料时存在着很多不可忽略的问题,如金属纳米离子在体内的生物代谢差、长期毒性,碳纳米材料也可能诱发各种毒性反应[13-17],材料本身制备工艺复杂、成本较高、肿瘤靶向性和光热稳定性较差、生物安全性得不到保证等,因此碳纳米材料和金纳米材料在光热治疗的实际应用中受到了一定的限制 [18-20]。鉴于这些原因,有机光热试剂则显得更受欢迎,因其良好的光学稳定性、生物相容性、较高的光热转化效率逐渐成为实用性更高的新型光热试剂。所以研究光热转换剂的毒副作用是光热疗法中必不可少的实验工作,要使这钟基于各种纳米材料的光热治疗技术最终在临床中得到较为普遍的应用,还需要来自医学、化学和材料学等多个学科的相关科研工作者们未来的共同努力。所以,开发具有制备程序简单、成本较低、结构性质稳定、具有一定肿瘤靶向性、生物安全性可靠的新型光热转换剂材料已成为国很多内外学者的研究热点。
本课题主要针对光敏剂对宫颈癌细胞Hela凋亡的相关实验研究,采用的主要是光热疗法,通过光敏化反应来达到杀伤肿瘤细胞的目的,利用对肿瘤细胞的组织特异性和高度选择性,在杀伤肿瘤细胞的同时对健康组织产生最小的损伤。
最近有研究表明,温和的光热升温可以有效提高细胞对化疗药物或者光动力试剂的摄取,从而提高对肿瘤疾病的治疗效果[21]。联合治疗正是基于这个理论,将光热疗法与光动力疗法或者化疗相结合,利用多种治疗手段的优势,达到对肿瘤疾病更加明显的治疗效果,同时可以将对正常组织的伤害达到最低,因此将不同功能的材料复合形成一种具有多功能性的纳米复合物也是光热疗法在未来发展中的重要方向。
尽管光热疗法已经作为肿瘤治疗的有效手段,在临床应用方面也取得了良好的进展。但与手术、化疗和放疗相比,热疗基本上还处于次要和辅助地位,仍有许多问题限制着热疗在临床中的多种应用和全面开展,如缺乏完善的测温技术,治疗过程中加热的温度在人体内受热传导热扩散因素的影响,使温度难以维持恒定,特别是深部肿瘤加热的温度更加难以控制,最佳的热疗温度和适宜的持续时间难以把握。对一些高风险病例或某些复杂病例,单纯的光热疗法可能还达不到预期效果,为了提高治疗效率,则需综合考虑多种疗法的优缺点,在治疗前仔细研究病人的病症、身体状况,认真做好治疗计划,从而提高疗效、,减少不良反应[22]。
虽然目前临床上通过光热疗法治疗肿瘤疾病的相关报道还不是很多,但是相信随着科技的发展和世界各国科研人员的共同努力,对癌症的研究也会日益深入,光热疗法等新兴的癌症治疗方法将会越来越普遍,相关技术也将日益成熟,光热疗法的应用范围也将更加广泛。