目前，公認的降低癌癥死亡率的方法是早發(fā)現、早治療，在癌細胞擴散前對其進(jìn)行檢測、診斷并進(jìn)行有效治療。因此，發(fā)展一種既能夠早期發(fā)現癌癥，又能夠對癌癥進(jìn)行有效治療的方法顯得尤為迫切，從而將癌癥扼殺在萌芽階段，挽救更多患者的生命。

　　要實(shí)現對癌癥的早期發(fā)現，需要各種醫學(xué)造影劑；而要實(shí)現對其進(jìn)行治療，則需要各種治療試劑。目前臨床使用的各種造影劑中很少能夠同時(shí)提供治療的功能，這些不足之處大大限制了造影劑在臨床醫學(xué)診斷與治療中的應用。

　　最近，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)寧波材料所）吳愛(ài)國團隊在基于二氧化鈦（TiO2）納米材料的乳腺癌可視化診療納米探針研究中取得了階段性進(jìn)展。

　　零的突破

　　迄今為止，雖然已有多種造影劑投放市場(chǎng)，但已經(jīng)商業(yè)化的醫學(xué)造影劑主要為國外大公司開(kāi)發(fā)，中國完全沒(méi)有自主知識產(chǎn)權，每年需要花費大量的外匯購買(mǎi)，或相關(guān)制藥廠(chǎng)通過(guò)上繳專(zhuān)利使用費以獲得生產(chǎn)許可權，受制于人。此外，已經(jīng)商業(yè)化的造影劑功能單一，本身不具有治療功能。

　　目前國際上對于治療性造影劑的工作還處在探索階段。寧波材料所現在對其進(jìn)行研究與國際前沿保持同步，有望取得具有自主知識產(chǎn)權的核心成果。他們從美國西北大學(xué)醫學(xué)院引進(jìn)了吳愛(ài)國博士，組建了一支充滿(mǎn)朝氣與活力的研究團隊。研究目標是以功能性納米材料為基礎，構建多功能性醫學(xué)造影和治療試劑合二為一的研究平臺。

　　“針對上述情況，我們希望發(fā)展一種多功能性醫學(xué)造影劑，主要解決多功能性納米材料/共聚物體系的設計、制備、毒理學(xué)測試以及在動(dòng)物模型和臨床試驗中的一系列關(guān)鍵技術(shù)和難題，并以多功能性醫學(xué)造影試劑為平臺，利用納米技術(shù)，實(shí)現對惡性腫瘤等重大疾病的早期診斷和有效治療，為最終攻克癌癥和其他威脅人類(lèi)生命的重大疾病作出貢獻。”2009年吳愛(ài)國以“百人計劃”身份回國，目標就是多功能性醫學(xué)造影和治療試劑。

　　研究組將目光鎖定在二氧化鈦納米材料上。二氧化鈦納米材料是一種寬禁帶半導體材料，在電子學(xué)器件、太陽(yáng)能電池以及光催化領(lǐng)域具有重要的應用。此外，其作為無(wú)機光敏劑，在腫瘤光動(dòng)力治療（PDT）中也顯示出潛在的應用。與傳統的有機光敏劑相比，TiO2納米粒子具有生物相容性好、性能穩定（不易光漂白）和體內循環(huán)時(shí)間長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。因此，設計并制備二氧化鈦基納米探針對于實(shí)現腫瘤的可視化診療具有重要的意義和價(jià)值。

　　造影劑領(lǐng)域的中國之聲

　　2013年，該團隊副研究員曾樂(lè )勇報道了Janus結構Fe3O4-TiO2復合納米粒子的制備及對乳腺癌細胞的可視化磁共振成像（MRI）和光動(dòng)力治療研究。結果顯示，在紫外光輻照下，與納米粒子共孵育的MCF-7細胞存活率可降至38%左右。因紫外光具有較差的體內穿透深度，且紫外光輻照也會(huì )對正常的機體組織造成損傷；而近紅外（NIR）光處于人體的“光學(xué)窗口”（700nm~1100nm），具有較強的體內穿透深度，而且對人體無(wú)損傷。因此，發(fā)展NIR光激發(fā)的TiO2基納米探針是實(shí)現其對深層腫瘤可視化診療的關(guān)鍵。

　　為解決TiO2在PDT中的激發(fā)光問(wèn)題，曾樂(lè )勇指導碩士生張令娥設計了Gd基上轉換與TiO2納米粒子的復合材料，利用轉換材料在NIR光激發(fā)下發(fā)射紫外光的性質(zhì)，紫外光可進(jìn)一步激發(fā)TiO2納米粒子產(chǎn)生活性氧自由基，實(shí)現了NIR光激發(fā)下TiO2納米粒子的無(wú)機PDT功能；而且利用Gd基上轉換納米粒子的MRI功能，最終實(shí)現了對MCF-7乳腺癌裸鼠腫瘤的MRI引導下的無(wú)機PDT，具有安全和穿透性強等特點(diǎn)。

　　多藥耐藥性是導致乳腺癌腫瘤治療失敗的主要原因之一。團隊成員助理研究員任文智利用TiO2納米粒子搭載臨床使用的廣譜化療藥物——阿霉素（DOX）形成復合納米藥物遞送載體，將化療藥物DOX遞送到耐藥乳腺癌細胞MCF-7/ADM內，其體外治療效果比自由DOX提高了2.4倍。

　　近日，曾樂(lè )勇制備出上轉換與TiO2納米粒子的復合材料，并以此作為載體搭載DOX，構建出具有NIR激發(fā)的無(wú)機PDT和DOX化療雙重功能的復合藥物遞送系統。通過(guò)建立耐藥乳腺癌腫瘤模型（MCF-7/ADR），在NIR激發(fā)的PDT和增強的化療雙重作用下，其腫瘤抑制率高達96.74%，有效克服了乳腺癌的多藥耐藥性。該成果已獲中國發(fā)明專(zhuān)利授權。

　　然而，多功能造影劑真正應用于臨床，造福于廣大癌癥患者，還有很多工作需要開(kāi)展，這包括多功能造影材料在細胞級別的各種毒理、藥理、代謝以及基因表達研究，在不同動(dòng)物體內的各種影響行為以及臨床前的I、II、III期實(shí)驗。

　　“所有這些都需要大量的資金投入，尤其是希望風(fēng)險資本在前期對我們研究項目的介入。通過(guò)國家級研究機構與企業(yè)的合作，實(shí)現多功能造影劑材料的中試和規?；a(chǎn)，共同開(kāi)發(fā)這一具有我國自主知識產(chǎn)權的新型多功能造影劑，為在造影劑和醫藥市場(chǎng)有更強、更大的中國之聲共同努力。”這是吳愛(ài)國團隊的心聲。