SMALL综述│金属纳米颗粒：肺癌诊断和治疗的新型制剂

肺癌是全球最常见的恶性肿瘤之一，其在癌症相关死亡率位居首位。肺癌的临床症状大多是隐匿的，因此大多数患者发现时已为晚期或转移性肺癌，预后不良。因此，迫切地需要具有高灵敏度和准确性的诊断方法，并开发疗效强、副作用少的治疗策略。近年来，纳米技术在多学科应用中都展示出各种令人满意的效果，也出现了很多专注于肺癌诊疗的研究。它们通常通过不同的表面改性和形态变化来显示出其优越性。此外，也通过捕获癌症生物标志物，作为高效造影剂，增强治疗分子的药物特性等方式起了关键作用。作为研究最广泛的纳米结构之一，金属纳米颗粒（Metal Nanoparticles）在与肺癌相关的生物医学应用中获得了较高的满意度。

近日，浙江大学医学院第四附属医院王凯教授、陈炜钰教授在纳米材料领域期刊SMALL在线发表了题为Metal Nanoparticles as Novel Agents for Lung Cancer Diagnosis and Therapy的综述论文。该文系统、全面论述了近年来在肺癌诊断和治疗中应用的金属纳米颗粒，并还讨论了金属纳米颗粒的独有特性，也针对临床上肺癌诊疗的主要策略突显出了其优势，最后探讨了基于金属的纳米医学的未来展望，希望激发更多的研究兴趣，促进金属纳米粒子在肺癌中的发展。

1.用于肺癌诊断和治疗的金属纳米平台

由于金属纳米颗粒在磁性、光学、热学、电化学等方面独特的物化性质，其仍然是肺癌最活跃的研究领域之一。金属纳米颗粒的现有形式大致分为纯金属、氧化物和硫族化物。作者将研究前沿的金属纳米颗粒以表格形式详细列出。通常，金属纳米颗粒可以通过静脉（主动或被动靶向）递送到肿瘤区域。此外，由于肺是呼吸器官，吸入递送会是一种方便且有吸引力的技术，可以最大限度地提高治疗效果并避免非特异性摄取或降解。值得注意的是，与其他纳米材料相比，金属纳米颗粒（例如iron-based NPs）可以在磁力的驱动下积聚于肿瘤，为诊断和治疗提供了更多的选择。同时，研究者倾向于利用各种绿色天然物质来合成，这从生物相容性、可持续性和成本效益方面来看均是首选。“绿色”的生物合成模式也能介导抑癌相关的生物活性（例如触发p53上调）。

2.金属纳米材料介导的肺癌检测手段

目前，影像学和组织病理学检查是肺癌诊断的主要途径。传统的成像策略在某种程度上是昂贵且低效的。癌症生物标志物的检测可以改善筛查，但特异性和敏感性仍不满足。而具有多功能的金属纳米材料增强了几乎所有主要的成像策略，包括胸部X线检查（CXR）、胸部计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）。同时，与非金属相比，金属纳米材料具有增强发射强度和延长光稳定性的优点，可以作为实时光学成像的造影剂。除成像外，研究者利用金属纳米颗粒创造性地开发了某些新的检测技术，包括液体活检、肿瘤标志物免疫传感器和气体分子分析。其中，呼气的无创无痛分析在肺癌筛查中引起了相当大的关注，基于金属纳米颗粒的快速响应传感器能显示出高灵敏度。

3.金属纳米材料介导的肺癌治疗手段

当前临床需求是开发疗效强的治疗策略并解决治疗期间的副作用和耐药性。金属纳米材料不仅本身就可以作为一种化疗药剂，并且因其强稳定性、高负载能力、特异靶向性和触发释放等特性也可作为药物载体发挥着至关重要的作用。金属纳米颗粒也可以递送RNAi分子等从而辅助基因治疗。同时，将金属纳米材料靶向定位到肿瘤，可以便于进一步促进放射敏感性以及重塑免疫微环境，比如将促肿瘤M2巨噬细胞逆转成抗肿瘤M1巨噬细胞。目前认为光动力和光热两种光激活疗法对肿瘤消融是安全有效的。作为良好的光敏试剂且具有优异的光热转换效率，金属纳米颗粒可以有效介导癌细胞的杀伤，实现治疗深度和精度的飞跃。

4.金属纳米材料介导的肺癌诊疗一体化

治疗诊断学（Theranostics）可以将诊断与治疗同步，有助于开发精确和个性化的药物。使用“all-in-one”的金属纳米颗粒可以开发从癌症成像到引导治疗的模式。目前肺癌的研究相对集中在磁介导和光介导的策略上。凭借磁驱动特性，金属纳米颗粒可以作为可视化肿瘤的成像剂，同时通过增强化疗药物输送和致敏放疗来实现靶向和持续的治疗。而光驱动的金属纳米颗粒以光声、荧光成像形式实时反馈体内肿瘤状态，增强精准治疗的疗效。

5.总结和展望

肺癌是对人类健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一，因此迫切需要更强有力的诊断和治疗方法。金属纳米颗粒以其独特的性质，显示出解决传统医学缺陷的潜力。同时，金属纳米材料可以通过制备混合金属纳米颗粒，组合多种成像方法和（或）治疗手段，实现多模式诊治。

令人兴奋的是，部分金属纳米颗粒已经进入临床阶段，甚至已经成功在临床应用，通过了美国食品和药物管理局（FDA）批准。然而，大多数金属NPs仍处于临床前阶段。因此，研究如何改善药代动力学、克服潜在毒性至关重要。

总体而言，金属纳米在肺癌诊治中的应用已经取得了可观的进步，显示出了巨大潜力。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202206624

本文由作者供稿

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