黃淮網(wǎng) 3月中旬，徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院皮膚科在生物醫(yī)學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊雜志《ACSNano》(IF:15.881)上在線發(fā)表題為“Smart PdH@MnO2Yolk-Shell Nanostructures for Spatiotemporally Synchronous Targeted Hydrogen Delivery and Oxygen-Elevated Phototherapy of Melanoma”的研究論文，皮膚科碩士研究生王婉冬為作者、皮膚科副主任蔣冠教授和徐州醫(yī)科大學(xué)高豐雷副教授為通訊作者，論文的實(shí)驗(yàn)、總結(jié)和成文均在徐州醫(yī)科大學(xué)完成，擁有獨(dú)立的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，充分體現(xiàn)了徐醫(yī)附院皮膚科的科研實(shí)力和水平，同時(shí)也擴(kuò)大了徐州醫(yī)科大學(xué)和徐醫(yī)附院相關(guān)學(xué)科在國(guó)內(nèi)外的影響力。

 黑素瘤是皮膚腫瘤中最具侵襲性和高度轉(zhuǎn)移性的惡性腫瘤。目前，手術(shù)聯(lián)合放療、化療是黑素瘤的主要治療方法。然而，由于現(xiàn)有治療手段的局限性，研究和探索黑素瘤的無創(chuàng)診斷和精確治療具有重要意義。考慮到協(xié)同氫氣/光熱/光動(dòng)力療法的巨大潛力，該研究設(shè)計(jì)并開發(fā)出一種診療一體化的多功能納米平臺(tái)PdH@MnO2/Ce6@HA (PHMCH)。在這項(xiàng)工作中，PdH四面體表現(xiàn)出良好的靶向氫氣遞送和近紅外光控制的氫氣釋放行為，同時(shí)鈀基材料具有良好的光熱轉(zhuǎn)化效率和光熱穩(wěn)定性，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)體瘤的光熱治療作用。此外，當(dāng)PHMCH納米平臺(tái)通過HA介導(dǎo)的主動(dòng)靶向在腫瘤部位積累時(shí)，MnO2殼層與腫瘤微環(huán)境反應(yīng)產(chǎn)生氧氣來減輕腫瘤缺氧以提高光動(dòng)力治療作用，與此同時(shí)，光敏劑Ce6與MnO2殼層共價(jià)連接形成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)延緩了光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合，實(shí)現(xiàn)了激光照射下時(shí)空同步產(chǎn)生氧氣與單線態(tài)氧，進(jìn)一步加強(qiáng)了光動(dòng)力治療的效果。該納米平臺(tái)具有PTI/FLI/MRI/USI多模態(tài)成像特性，為癌癥診斷以及治療結(jié)果的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供了良好的應(yīng)用前景。此納米平臺(tái)將執(zhí)行缺氧調(diào)節(jié)功能、靶向多模態(tài)成像與協(xié)同氫氣/光熱/光動(dòng)力治療抗癌于一體，為腫瘤治療提供了更多的可能。

 圖1. 基于智能PHMCH納米平臺(tái)的連續(xù)合成過程和協(xié)同H2/PTT/PDT治療機(jī)制示意圖。

 高濃度氫氣能有效地抑制腫瘤的生長(zhǎng)，為了研究氫氣在細(xì)胞內(nèi)的釋放水平，研究團(tuán)隊(duì)將亞甲基藍(lán)(MB)作為活性氫的氧化探針與MV3細(xì)胞(人黑素瘤細(xì)胞)共孵育。以MB可以被氫氣還原成無色為理論基礎(chǔ)，結(jié)果表明，PHMCH納米平臺(tái)在808 nm激光照射下，能釋放出大量氫氣，以此達(dá)到氫氣治療的目的。

 圖2. PHMCH納米平臺(tái)在模擬體液和MV3細(xì)胞中的還原氫釋放能力及細(xì)胞攝取。

 團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，由于PHMCH納米平臺(tái)在激光照射下不斷產(chǎn)生氫氣氣泡，這導(dǎo)致超聲波信號(hào)的連續(xù)放大，同時(shí)該平臺(tái)本身的蛋黃-殼納米結(jié)構(gòu)特性，進(jìn)一步增強(qiáng)了超聲成像的信號(hào)。另外，鈀基材料自身良好的光熱性能、Mn2+的核磁共振成像能力以及Ce6固有的熒光示蹤特性實(shí)現(xiàn)了高精度、高空間分辨率和高靈敏度的PTI/FLI/MRI/USI的多模態(tài)成像，這不僅增加了癌癥診斷的精確性，并達(dá)到了治療效果的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

 圖3. 在荷瘤小鼠體內(nèi)，PHMCH納米平臺(tái)的PTI/FLI/MRI/USI多模態(tài)成像能力的研究

 該團(tuán)隊(duì)以MV3荷瘤裸鼠為腫瘤模型，通過多模態(tài)成像跟蹤腫瘤的生長(zhǎng)情況，定量及定性分析表明，PHMCH納米平臺(tái)顯著抑制了腫瘤的生長(zhǎng)。生存曲線進(jìn)一步闡明，PHMCH在激光照射下的治療組中小鼠的生存周期明顯延長(zhǎng)。此研究工作實(shí)現(xiàn)了該納米平臺(tái)將缺氧調(diào)節(jié)功能、靶向多模態(tài)成像與協(xié)同氫氣/光熱/光動(dòng)力治療功能匯集于一體并在腫瘤動(dòng)物模型中的有效運(yùn)用。

 圖4. PHMCH納米平臺(tái)對(duì)MV3荷瘤小鼠的治療方案及協(xié)同治療效果。

 該多功能納米平臺(tái)以其獨(dú)特的“高效、靶向、多模態(tài)成像”優(yōu)勢(shì)，本研究中有效實(shí)現(xiàn)對(duì)黑素瘤的精準(zhǔn)治療和對(duì)正常組織的有效保護(hù)，研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。

 徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院皮膚科目前是江蘇省臨床重點(diǎn)專科、江蘇省皮膚性病質(zhì)控中心副主任單位、徐州市重點(diǎn)學(xué)科，在廣大人民群眾中已經(jīng)樹立較高的信譽(yù)，“看皮膚去徐醫(yī)附院皮膚科”已成為區(qū)域人民群眾的共識(shí)。

 “欲窮大地三千界，須上高峰八百盤”。在今后的工作中，徐醫(yī)附院皮膚科將繼續(xù)堅(jiān)持院黨委“1234”高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，進(jìn)一步提升學(xué)科建設(shè)水平，打造成為“高峰”學(xué)科，為淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)廣大患者的皮膚健康保駕護(hù)航。

文、圖/由徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院黨委宣傳部提供
撰稿/徐醫(yī)附院皮膚科