仿生伪装聚合物点通过同源靶向实现NIR-II引导的肿瘤诊疗一体化

本研究针对传统光热诊疗纳米制剂存在的免疫识别清除及肿瘤靶向效率低等瓶颈，开发了一种4T1癌细胞膜伪装的聚合物点（CCM-Pdots）。该仿生纳米平台在1064 nm波长下展现出优异的光热转换效率（η=39.7%）及同源靶向能力，可实现NIR-II窗口光声成像引导的精准光热治疗。体内实验表明CCM-Pdots能显著增强肿瘤富集，在小鼠模型中实现近乎完全的肿瘤消融，且系统生物安全性良好。该研究为克服传统光疗法的生物屏障提供了新策略，具有重要的临床转化潜力。

　　

癌症至今仍是全球主要致死原因之一，开发新型治疗策略始终是医学界的重要使命。光热治疗（PTT）作为一种非侵入性治疗方式，因其精确的光控性和高时空分辨率而备受关注。特别是在第二近红外窗口（NIR-II，1000-1700 nm）区域内，生物组织的光吸收和散射显著降低，具有更深的组织穿透深度，为实时肿瘤定位和治疗监测提供了理想窗口。然而，传统光热诊疗纳米制剂面临免疫系统识别、循环时间短、肿瘤蓄积量低等瓶颈，严重制约其临床转化。

针对这一挑战，中南大学湘雅三医院妇产科团队在《Materials Today Advances》发表研究，提出了一种创新的仿生纳米平台——癌细胞膜伪装聚合物点（CCM-Pdots）。该平台巧妙利用天然癌细胞膜作为纳米颗粒的“伪装外衣”，通过同源靶向机制实现肿瘤特异性富集，为NIR-II引导的精准诊疗一体化提供了新思路。

研究人员主要采用以下关键技术方法：通过Stille聚合合成NIR-II吸收半导体聚合物PBDT-DTBBT；通过纳米沉淀法与两亲性聚合物PS-PEG-COOH自组装制备Pdots；使用商业膜蛋白提取试剂盒从4T1乳腺癌细胞（样本来源）中提取癌细胞膜碎片；通过挤压法将癌细胞膜包覆于Pdots表面形成CCM-Pdots；借助透射电镜、动态光散射、紫外光谱等技术进行表征；通过体外细胞实验和小鼠4T1肿瘤模型评估靶向性、光声成像效果及治疗效果。

3.1. PBDT-DTBBT CCM-Pdots的合成与表征

研究人员成功合成了具有给体-受体交替结构的半导体聚合物PBDT-DTBBT，并通过纳米沉淀法构建了单分散的Pdots。透射电镜显示CCM-Pdots呈球形，动态光散射测得其水合直径为40 nm，略大于未包覆的Pdots（32 nm）。zeta电位从-27 mV（Pdots）变为-35 mV（CCM-Pdots），SDS-PAGE蛋白电泳证实癌细胞膜蛋白成功移植到Pdots表面。光学性质表征显示CCM-Pdots在750-1100 nm范围内保持与Pdots相似的吸收特性，在1064 nm处的质量消光系数达到12.7 L·g^-1·cm^-1。

3.2. PBDT-DTBBT CCM-Pdots的光热性能

在1064 nm激光照射下，CCM-Pdots表现出浓度依赖性和功率密度依赖性的光热效应。经过五个激光开关循环，CCM-Pdots仍保持稳定的光热性能，证明其良好的光稳定性。计算得到的光热转换效率高达39.7%，远高于许多已报道的光热材料。

3.3. 体外光热治疗效果

CCK-8实验表明CCM-Pdots在0-100 μg·mL^-1浓度范围内对4T1细胞无明显毒性，细胞存活率超过95%。在1064 nm激光照射下，CCM-Pdots表现出浓度依赖性的细胞杀伤效果，100 μg·mL^-1浓度时可杀死超过80%的癌细胞。活/死细胞染色实验进一步证实了CCM-Pdots优异的光热治疗效果。

3.4. 同源靶向机制和细胞摄取

通过构建双功能PBDT-DTBBT:PFBT Pdots，研究人员评估了癌细胞膜伪装对细胞摄取的影响。荧光显微镜观察显示，CCM-Pdots在4T1细胞中的摄取量显著高于未包覆的Pdots，证实了同源靶向机制的有效性。这种增强的细胞内化归因于癌细胞膜表面保留的粘附蛋白和抗原介导的受体特异性结合。

3.5. 体内光声成像评估

在4T1肿瘤小鼠模型中，静脉注射CCM-Pdots后，通过光声/超声融合成像技术监测肿瘤部位的纳米颗粒积累。结果显示，CCM-Pdots在肿瘤部位的信号强度峰值比未包覆Pdots高1.3倍，且在注射后4小时达到最大积累量。这种增强的肿瘤对比度为后续光热治疗提供了精确的引导。

3.6. 体内光热治疗效果

动物实验表明，CCM-Pdots联合1064 nm激光照射组在7分钟内肿瘤温度升至54°C，显著高于其他对照组。治疗14天后，该组小鼠肿瘤几乎完全消融，且无复发迹象。组织学分析显示治疗组肿瘤组织出现广泛坏死和凋亡，而主要器官未见明显损伤。

3.7. 系统生物安全性评估

组织病理学检查显示，CCM-Pdots处理组小鼠的心、肝、脾、肺、肾等主要器官均保持正常结构。血液学参数分析表明，所有指标均在生理参考范围内，证实了CCM-Pdots良好的生物相容性和系统安全性。

该研究成功开发了一种基于癌细胞膜伪装的仿生纳米平台，实现了NIR-II光声成像引导的精准光热治疗。CCM-Pdots不仅克服了传统纳米制剂面临的免疫识别和清除问题，还通过同源靶向机制显著提高了肿瘤特异性富集。39.7%的高光热转换效率确保了治疗效果，而全面的安全性评估为其临床转化提供了有力支持。这种“一体化”诊疗策略为肿瘤精准治疗提供了新范式，在克服传统光疗法生物屏障方面展现出重要应用前景。值得注意的是，该平台采用的有机半导体材料避免了量子点等无机纳米材料可能的重金属毒性问题，进一步增强了其临床应用的可行性。未来，这种仿生伪装策略有望扩展到其他类型的纳米载体，为多种疾病的诊疗一体化提供通用技术平台。