苏州大学最新ACS Nano：光活化气体生成纳米造影剂在超声成像引导下长期联合治疗肿瘤

迄今为止，引导穿刺活检的长期和连续超声成像仍然是一个挑战。为了解决这个问题，苏州大学董凤林主任医师、王后禹研究员和何耀教授等人开发了一种多模态成像和治疗方法，以促进长期超声和荧光成像指导下的肿瘤精确诊断和联合治疗。在此，作者设计和制造了光活化气体生成纳米造影剂（PGNA），其能够表现出超声和荧光成像能力以及光热和声动力学功能。然后作者利用这些制备的PGNA在体内实现了长期超声成像引导的高效肿瘤治疗。特别是，所制备的多功能PGNA在临床上可成功应用于通过穿刺活检收集的患者肿瘤样本的荧光测定，并且与临床使用的SonoVue造影剂相比，观察到了更加优越的性能。相关工作以“Photoactivated Gas-Generating Nanocontrast Agents for Long-Term Ultrasonic Imaging-Guided Combined Therapy of Tumors”为题发表在ACS Nano。

【文章要点】

如图1所示，PGNA包含了四种组分——纳米颗粒NP、聚多巴胺（PDA）、氢碳酸铵（ABC）和Ce6。其中，Ce6分子用作声增敏剂，并且首先通过静电吸附被吸附到NP的表面上以形成负载Ce6的NP（Ce6-NP）。然后，将气体发生剂ABC加载到周围的PDA外壳上，通过多巴胺（DA）在碱性环境（pH 8.4）中的氧化自聚合，形成PGNA。PDA在808nm激光照射下表现出明显的光热效应。当局部温度高于37°C时，负载的ABC分子分解为CO₂气体，展现超声成像的能力。在该系统中，近红外辐射下PGNA溶液的温度升高触发了ABC的分解，从而控制了PGNA按需产生的CO₂气体。CO₂可进一步形成气泡，产生反向散射的超声信号，从而调节CEUS成像的对比度。Ce6分子还具有适用于荧光成像的良好荧光性质和活性氧产生能力，因此， PGNA可以同时用作多模式成像的超声造影剂和荧光探针，以及肿瘤治疗制剂。

图1 PGNA

因此，PGNA在近红外（NIR）激光照射下产生增强且稳定的超声信号，从而能够对体内肿瘤进行长期实时成像。此外，PGNA可用于辅助联合治疗方法，通过同时应用光热和声动力疗法来促进高效癌症治疗。此外，研究表明，通过利用PGNA独特荧光的优势，可以快速地初步区分患者样本，这比用于相同目的的耗时的组织学检查有所改进（图2）。

图2 PGNA的多模式诊疗

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c01041