SMALL綜述│金屬納米顆粒：肺癌診斷和治療的新型制劑

肺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，其在癌癥相關死亡率位居首位。肺癌的臨床癥狀大多是隱匿的，因此大多數患者發現時已為晚期或轉移性肺癌，預后不良。因此，迫切地需要具有高靈敏度和準確性的診斷方法，并開發療效強、副作用少的治療策略。近年來，納米技術在多學科應用中都展示出各種令人滿意的效果，也出現了很多專注于肺癌診療的研究。它們通常通過不同的表面改性和形態變化來顯示出其優越性。此外，也通過捕獲癌癥生物標志物，作為高效造影劑，增強治療分子的藥物特性等方式起了關鍵作用。作為研究最廣泛的納米結構之一，金屬納米顆粒（Metal Nanoparticles）在與肺癌相關的生物醫學應用中獲得了較高的滿意度。

近日，浙江大學醫學院第四附屬醫院王凱教授、陳煒鈺教授在納米材料領域期刊SMALL在線發表了題為Metal Nanoparticles?as Novel Agents for Lung Cancer Diagnosis and Therapy的綜述論文。該文系統、全面論述了近年來在肺癌診斷和治療中應用的金屬納米顆粒，并還討論了金屬納米顆粒的獨有特性，也針對臨床上肺癌診療的主要策略突顯出了其優勢，最后探討了基于金屬的納米醫學的未來展望，希望激發更多的研究興趣，促進金屬納米粒子在肺癌中的發展。

1.用于肺癌診斷和治療的金屬納米平臺

由于金屬納米顆粒在磁性、光學、熱學、電化學等方面獨特的物化性質，其仍然是肺癌最活躍的研究領域之一。金屬納米顆粒的現有形式大致分為純金屬、氧化物和硫族化物。作者將研究前沿的金屬納米顆粒以表格形式詳細列出。通常，金屬納米顆粒可以通過靜脈（主動或被動靶向）遞送到腫瘤區域。此外，由于肺是呼吸器官，吸入遞送會是一種方便且有吸引力的技術，可以最大限度地提高治療效果并避免非特異性攝取或降解。值得注意的是，與其他納米材料相比，金屬納米顆粒（例如iron-based NPs）可以在磁力的驅動下積聚于腫瘤，為診斷和治療提供了更多的選擇。同時，研究者傾向于利用各種綠色天然物質來合成，這從生物相容性、可持續性和成本效益方面來看均是首選。“綠色”的生物合成模式也能介導抑癌相關的生物活性（例如觸發p53上調）。

2.金屬納米材料介導的肺癌檢測手段

目前，影像學和組織病理學檢查是肺癌診斷的主要途徑。傳統的成像策略在某種程度上是昂貴且低效的。癌癥生物標志物的檢測可以改善篩查，但特異性和敏感性仍不滿足。而具有多功能的金屬納米材料增強了幾乎所有主要的成像策略，包括胸部X線檢查（CXR）、胸部計算機斷層掃描（CT）和磁共振成像（MRI）。同時，與非金屬相比，金屬納米材料具有增強發射強度和延長光穩定性的優點，可以作為實時光學成像的造影劑。除成像外，研究者利用金屬納米顆粒創造性地開發了某些新的檢測技術，包括液體活檢、腫瘤標志物免疫傳感器和氣體分子分析。其中，呼氣的無創無痛分析在肺癌篩查中引起了相當大的關注，基于金屬納米顆粒的快速響應傳感器能顯示出高靈敏度。

3.金屬納米材料介導的肺癌治療手段

當前臨床需求是開發療效強的治療策略并解決治療期間的副作用和耐藥性。金屬納米材料不僅本身就可以作為一種化療藥劑，并且因其強穩定性、高負載能力、特異靶向性和觸發釋放等特性也可作為藥物載體發揮著至關重要的作用。金屬納米顆粒也可以遞送RNAi分子等從而輔助基因治療。同時，將金屬納米材料靶向定位到腫瘤，可以便于進一步促進放射敏感性以及重塑免疫微環境，比如將促腫瘤M2巨噬細胞逆轉成抗腫瘤M1巨噬細胞。目前認為光動力和光熱兩種光激活療法對腫瘤消融是安全有效的。作為良好的光敏試劑且具有優異的光熱轉換效率，金屬納米顆粒可以有效介導癌細胞的殺傷，實現治療深度和精度的飛躍。

4.金屬納米材料介導的肺癌診療一體化

治療診斷學（Theranostics）可以將診斷與治療同步，有助于開發精確和個性化的藥物。使用“all-in-one”的金屬納米顆粒可以開發從癌癥成像到引導治療的模式。目前肺癌的研究相對集中在磁介導和光介導的策略上。憑借磁驅動特性，金屬納米顆粒可以作為可視化腫瘤的成像劑，同時通過增強化療藥物輸送和致敏放療來實現靶向和持續的治療。而光驅動的金屬納米顆粒以光聲、熒光成像形式實時反饋體內腫瘤狀態，增強精準治療的療效。

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5.總結和展望

肺癌是對人類健康和生命威脅最大的惡性腫瘤之一，因此迫切需要更強有力的診斷和治療方法。金屬納米顆粒以其獨特的性質，顯示出解決傳統醫學缺陷的潛力。同時，金屬納米材料可以通過制備混合金屬納米顆粒，組合多種成像方法和（或）治療手段，實現多模式診治。

令人興奮的是，部分金屬納米顆粒已經進入臨床階段，甚至已經成功在臨床應用，通過了美國食品和藥物管理局（FDA）批準。然而，大多數金屬NPs仍處于臨床前階段。因此，研究如何改善藥代動力學、克服潛在毒性至關重要。

總體而言，金屬納米在肺癌診治中的應用已經取得了可觀的進步，顯示出了巨大潛力。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202206624

本文由作者供稿

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