综述:探索癌症的金色洞察:从基因到人体的双金属金/银纳米结构递送系统

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Discover Oncology 2.8

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  这篇综述系统阐述了双金属金/银(Au/Ag)纳米结构在癌症诊疗中的革命性应用,重点探讨了其独特的光热(PTT)、光动力(PDT)治疗机制、靶向递药系统及基因编辑(CRISPR)潜力。通过表面等离子共振(SPR)增强的实时成像和生物标志物检测,这些纳米结构为个体化医疗提供了多功能平台,同时分析了规模化生产与临床转化的挑战。

  

引言

癌症作为全球主要死因,传统疗法存在毒性大、特异性差等局限。纳米技术通过精准诊疗在肿瘤领域崭露头角,其中双金属Au/Ag纳米结构因兼具金的高生物相容性与银的强光学活性成为研究热点。其独特的物理化学性质支持多功能集成,从分子遗传干预到系统级治疗,开辟了癌症诊疗新范式。

合成方法

化学还原法:通过HAuCl4和AgNO3在还原剂(如NaBH4)作用下制备,尺寸形貌可通过pH、温度精确调控。
电化学合成:利用电流控制金属沉积,适用于形状特异性纳米结构(如纳米棒),在生物传感器中表现优异。
光化学法:光能驱动金属盐还原,绿色高效,可定制等离子体特性以优化PTT/PDT效率。
种子诱导生长:通过调控成核动力学制备多孔或中空结构,增强药物负载能力。

作用机制

表面等离子共振(SPR):Au/Ag纳米颗粒在550 nm激发下产生局域电磁场增强,使拉曼信号(SERS)提升106倍,实现单分子级肿瘤标志物检测。
热消融疗法:近红外(NIR)光激发下,纳米结构通过LSPR效应将光能转化为热能,使肿瘤局部升温至50-60°C,诱导蛋白变性凋亡。
药物控释:pH/温度响应型连接臂(如聚乙二醇PEG)实现肿瘤微环境触发释药,阿霉素负载量达15 wt%,靶向效率提升3倍。
基因免疫调控:CRISPR-Cas9/siRNA通过硫醇键偶联,沉默VEGF基因并激活caspase-3,对癌症干细胞(CSCs)清除率达82%。

遗传相互作用

DNA损伤修复:纳米结构产生的ROS引起DNA链断裂,抑制Bcl-2通路并上调p53,使放疗敏感性提高40%。
表观遗传调控:Au/Ag-组蛋白去乙酰化酶抑制剂复合物可逆转肿瘤甲基化模式,恢复抑癌基因表达。

临床转化挑战

生物分布:5-8 nm颗粒可通过肾清除,但肝脾富集仍达24%。PEG化使循环半衰期延长至72小时。
免疫原性:反复给药可能诱发抗PEG抗体,新型两性离子涂层可将补体激活降低60%。
规模化瓶颈:微流控技术使批次差异<5%,但贵金属成本限制产能。

未来方向

杂化材料:金-石墨烯复合物将PTT效率提升至68%,同时实现CT/MRI多模态成像。
个体化医疗:基于患者PD-L1表达水平定制抗体修饰方案,临床试验显示客观缓解率(ORR)提高35%。
联合疗法:与PD-1抑制剂联用,肿瘤浸润CD8+ T细胞增加4倍,完全缓解(CR)率达28%。

结论

Au/Ag纳米结构通过"诊疗一体化"设计正重塑癌症治疗格局。尽管临床转化面临标准化挑战,其在多靶点干预、实时监测和协同治疗中的表现,预示着肿瘤纳米医学的黄金时代即将到来。

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