华东交大胡晓明/美国国立卫生院杨震/南京邮电大学范曲立Small：纯有机纳米诊疗剂实现磁共振/NIR-II成像指导肿瘤光热治疗

癌症是严重危害人类生命健康的重大疾病之一，癌症的精确诊断与治疗对于改善患者的生活质量至关重要。分子影像对于早期疾病诊断、及时的癌症和疾病治疗以及基础医学和生物学研究具有重要意义，两种或多种成像技术的融合可以在癌症诊断中提供补充信息并实现协同优势。光学成像和磁共振成像（MRI）性能结合的纳米材料的开发已经成为过去几十年癌症研究的热点之一，这主要是由于它们对于相对准确的肿瘤诊断具有明显的互补优势。与传统的光学成像相比，新开发的近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）荧光成像具有更深的组织穿透和更好的空间分辨率，可为生物的生理学和病理学可视化提供更为广阔的前景。因此，设计构建高性能MR/NIR-II荧光纳米平台对于精准癌症诊疗具有显著的优势。

迄今为止，超顺磁氧化铁纳米颗粒和基于钆锰等重金属纳米复合物被广泛作为MR造影剂用于提高组织造影效果及成像清晰度。尽管现有报道已证明这些金属基造影剂在短时间内是无毒的，但对于需要长期或反复使用此类造影剂的患者，其慢性毒性问题仍然需要考虑。例如，2007年报道的一项研究表明钆基造影剂复合物可能与肾源性系统纤维化有关，因而这些造影剂被禁止在肾功能不全的患者中使用。鉴于安全性问题，临床上通常需要这些金属基纳米造影剂在体内循环时间短和清除快，以降低它们在正常组织和器官中的积累。受到以上一些问题的启发，作者开发了一种无金属纯有机MR造影剂，以极大地降低造影剂在体内长期循环的毒性困扰。

有报道表明，磁性氮氧自由基可作为潜在的磁共振造影剂，然而限制它进一步发展用于活体成像，存在以下两个致命性的缺点：①低造影效率：每个氮氧自由基只有一对孤电子(Mn2+: 5； Gd3+: 7)；②稳定性差：在生理条件下会快速还原成无MRI活性的反磁性羟胺。基于此考虑，本研究论文首次将氮氧自由基引入到水溶性聚合物-聚马来酸酐上，可获得高密度氮氧自由基、磁造影效率高及稳定性好的MRI造影剂。将其与半导体NIR-II荧光半导体小分子进行有机自组装，可制备获得一种新颖多功能型MR/NIR-II荧光纳米诊疗剂。该纳米组装体可进一步提高磁性氮氧自由基的稳定性，所制备的纳米材料具有良好的活体MRI及NIR-II荧光造影成像效果，同时可作为光热剂用于癌症的有效治疗。这个工作为临床攻克癌症难题提供了一种新思路。

该研究成果近日以论文形式发表在国际纳米材料领域权威期刊Small上，华东交通大学青年教师胡晓明博士为第一作者，陈泽晶博士为该论文的共同第一作者，美国国立卫生院杨震博士和南京邮电大学范曲立教授为该论文的共同通讯作者。

Xiaoming Hu et al. Rational Design of All‐Organic Nanoplatform forHighly Efficient MR/NIR‐II Imaging‐Guided Cancer Phototheranostics. Small, 2021, DOI: 10.1002/smll.202007566.

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202007566