综述:基于气体的癌症综合治疗:最新进展与多疗法创新

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Coordination Chemistry Reviews 20.3

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  本文综述了一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、硫化氢(H?S)和二氧化硫(SO?)这四种气体疗法的抗癌机制、优缺点,探讨其与光动力疗法(PDT)等联合治疗的协同效应,分析临床应用挑战,展望未来发展,为癌症治疗提供新思路。

  

引言


近年来,中国恶性肿瘤的发病率和死亡率持续上升,每年癌症相关医疗支出约 2200 亿元人民币。2020 年,中国新增癌症病例 457 万例,占全球癌症发病率的 23.7% ,常见恶性肿瘤有肺癌、肝癌等。

肿瘤细胞与正常细胞相比,关键代谢途径有显著改变,肿瘤微环境(TME)呈现缺氧、酸性 pH、特定酶过表达、血管结构异常、谷胱甘肽(GSH)和过氧化氢(H?O?)水平升高等特征。

目前肿瘤的主要临床治疗方法包括手术切除、化疗和放疗。但传统疗法存在诸多问题,手术可能导致后遗症和转移复发,化疗药物副作用大,且易产生耐药性,比如紫杉醇(PTX)就面临癌细胞耐药的困境。

气体疗法因其安全、高效、耐药性低,还能增强癌细胞对传统药物的敏感性而备受关注。像 CO 可通过诱导自噬、凋亡和坏死等方式发挥抗癌作用,此外气体疗法还有抗生物膜形成、抗炎、抗氧化、促进伤口愈合和改善血管疾病等优势。不过,气体疗法面临精确递送和控释难题,剂量控制、靶向递送和精确释放难以调节,限制了其临床转化。光动力疗法(PDT)、光热疗法(PTT)、声动力疗法(SDT)和化学动力疗法(CDT)等新兴疗法具有高效、微创、组织穿透深、副作用小的特点,常被用于辅助气体分子的可控递送,增强抗肿瘤效果。目前关于气体疗法与辅助疗法联合治疗肿瘤的综合综述较少,本文旨在深入探讨气体疗法的抗肿瘤机制、优缺点,以及与辅助疗法联合应用的潜力。

癌症治疗中的气体疗法策略


一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、硫化氢(H?S)和二氧化硫(SO?)等气体分子,曾被视为代谢副产物或环境毒素,如今已被重新定义为具有重要生理和治疗潜力的内源性调节剂。这些气体递质(GTMs)具有扩散性、能快速进行细胞间信号传递,在调节体内平衡和病理过程中发挥作用,在癌症治疗方面前景广阔。它们可以通过影响氧化还原平衡、凋亡途径和炎症反应等发挥抗癌作用。

下一代气体疗法:癌症管理的综合方法


随着下一代基于气体的疗法出现,癌症治疗取得了新进展。这些综合方法将治疗气体的生化反应性与 PDT、PTT、SDT 和 CDT 等先进疗法相结合,利用肿瘤缺氧、氧化应激升高的特性,产生协同效应,克服了传统治疗的局限性。

基于气体的癌症疗法


气体递质(GTMs)已从基础机制研究迈向创新治疗应用阶段,为癌症治疗开辟了新途径。由于其独特的物理化学性质和生物活性,治疗气体能提高肿瘤治疗的特异性和疗效。本部分讨论了气体疗法的转化潜力,特别是其在多模式治疗中的整合应用。

挑战与局限:基于气体的癌症疗法的临床转化


基于气体的疗法在癌症治疗领域前景光明,具有调节肿瘤微环境、诱导免疫原性细胞死亡(ICD)、增强辅助疗法效果等优势。然而,其临床转化仍面临诸多挑战,包括递送系统设计的局限、肿瘤微环境中复杂的生物相互作用,以及更广泛的因素等,这些都阻碍了气体疗法从实验室走向临床的进程。

未来方向


基于气体的癌症疗法处于创新与临床应用的关键节点,有望重新定义精准肿瘤学。但要充分发挥其治疗潜力,需通过生物工程、分子医学和计算建模等跨学科领域的进步来克服重大障碍,重点在于改进递送平台、完善诊断整合和阐明分子机制,推动该领域的进一步发展。

结论


本综述总结了 CO、NO、H?S 和 SO?这四种气体分别与 PDT、PTT、SDT 和 CDT 四种疗法,以及协同多种疗法在肿瘤治疗中的最新研究进展。气体疗法借助这些疗法的互补机制,如深层组织穿透、精准靶向和氧化应激放大等,有望克服传统治疗的局限性。气体疗法与其他疗法的整合在癌症治疗中具有巨大潜力,为未来癌症治疗提供了新的方向和希望。

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