近日，中心陈洪敏教授团队联合南京工业大学柔性电子（未来技术）学院黄维院士、安众福教授团队在X射线光动力治疗领域取得突破。他们成功地实现了纯有机闪烁体在X射线激发下的光动力治疗，展现了该类材料在肿瘤治疗方面的巨大应用潜力。相关成果（“Organic phosphorescent nanoscintillator for low-dose X-ray-induced photodynamic therapy”）在线发表于Nature Communications（《自然•通讯》）上。

癌症是全球范围内严重危害人类健康的疾病，其发病率也呈逐年上升的趋势。现在临床上常用的肿瘤治疗方法主要包括手术切除、放射疗法和化学疗法。然而，这些治疗手段都存在一定的弊端，相对应地，光动力疗法（PDT）具有空间选择性高、不易产生耐药性、系统毒副作用低等特点，近年来被广泛用于皮肤癌等的治疗。光动力疗法主要通过特定波长的激光照射，使富集于肿瘤部位的光敏剂受到激发，处于激发态的光敏剂会把能量传递给周围的基态氧分子，生成活性氧（主要是单线态氧），产生细胞毒性，进而杀灭病变细胞与组织。然而，常见激发光源（可见光和近红外光）在组织中的穿透深度小于1厘米，所以，光动力疗法对实体瘤和深部肿瘤的疗效有限。因此，实现深层肿瘤的有效治疗是光动力肿瘤治疗领域的主要挑战之一。

针对这一挑战，南京工业大学黄维院士、安众福教授所带领的团队与厦门大学陈洪敏教授团队合作，设计制备了含重原子的有机闪烁体小分子并组装形成纳米粒（图1）。研究发现，纳米粒在X射线辐照下，磷光能够直接转换辐射能量产生单线态氧；重原子能够实现放射增敏（图1a,b）。利用该纯有机磷光闪烁体纳米粒，实现了低X射线剂量下的有效肿瘤治疗：在0.4 Gy的低剂量辐照下，即可实现对小鼠乳腺癌的治疗（图1c,d）。该项研究将闪烁体发光与光敏剂激发合二为一，提高了高能辐射的能量转化效率，进而大幅提升X射线诱导的光动力治疗效果。该创新性研究成果不仅为利用新型闪烁体材料进行深层肿瘤治疗提供了可能，亦有望为有机闪烁体在生物医药和纳米技术等领域开拓新的应用窗口。

图1. 纯有机闪烁体实现X射线诱导光动力治疗的工作机理与肿瘤低剂量放疗疗效评价

黄维院士、陈洪敏教授、安众福教授为论文的通讯作者，王晓博士、孙文静博士为论文的共同第一作者。该工作得到了新加坡国立大学陈小元教授和刘小钢教授、南京大学甄叙教授等团队的支持。这一工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家海外引进高层次人才青年项目、江苏省自然科学基金、福建省自然科学基金、国家博士后创新人才支持计划、厦门大学医学部培育项目、厦门大学南强拔尖人才计划等项目的支持。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-32054-0