综述：“绿色”气体生成策略联合癌症光疗显著增强疗效

这篇综述系统探讨了气体疗法（GT）联合光动力疗法（PDT）或光热疗法（PTT）在癌症治疗中的协同机制，重点分析了NO、O2、H2、CO、SO2和H2S等气体分子通过纳米载体靶向递送、缓解肿瘤缺氧、抑制HSP表达及调节氧化应激等途径增强光疗效果的策略，为开发低毒高效的联合疗法提供了创新视角。

　　

引言

癌症是全球重大健康挑战，传统疗法存在靶向性差和耐药性问题。光疗（含PDT和PTT）因其非侵入性和时空可控性成为研究热点，但肿瘤缺氧和热休克蛋白（HSP）上调限制了其疗效。气体疗法（GT）通过调控气体信号分子（如NO、O₂等）可特异性破坏癌细胞，且与光疗协同能克服单疗法的缺陷。

气体疗法的定义与机制

历史背景：
NO、CO等气体分子早在18世纪即被发现具有生理调节作用。例如，1975年Dole首次报道H₂抑制肿瘤生长，1992年NO被《科学》评为“年度分子”。

作用机制：
GT通过气体分子（如NO诱导DNA损伤、CO抑制线粒体呼吸）破坏肿瘤细胞。其优势在于无耐药性，但需精准控制浓度——例如高浓度NO（>1 μM）促凋亡，而低浓度促增殖。

气体生成策略与癌症治疗

NO疗法：
NO供体（如S-亚硝基硫醇）在GSH或光刺激下释放NO，可缓解缺氧并消耗GSH以增强PDT。例如，α-CD-Ce6-NO纳米颗粒通过NO抑制呼吸链，减少O₂消耗，延长¹O₂寿命。

O₂疗法：
纳米载体（如MnO₂）催化H₂O₂分解产O₂，改善PDT疗效。PLCNP纳米颗粒的CaO₂核心在酸性TME中释放O₂，显著抑制胶质瘤生长。

H₂疗法：
H₂的抗氧化特性可减轻PTT引发的炎症。AB@MSN纳米颗粒在酸性TME中释放H₂，抑制热休克反应，降低肿瘤复发风险。

CO疗法：
CO通过破坏细胞色素c氧化酶活性诱导凋亡。FeCO-MnO₂@MSN纳米颗粒在溶酶体中分解释放CO和ROS，靶向线粒体和细胞核，实现协同化学动力学治疗（CDT）与GT。

光疗与气体疗法的协同效应

PDT联合GT：
SO₂耗竭GSH并增强ROS，而H₂S激活的纳米探针可实现NIR荧光成像引导的PDT。例如，CyI-DNBS纳米颗粒在GSH作用下同步释放SO₂和¹O₂，加剧氧化应激。

PTT联合GT：
NO与PTT联用可降低治疗温度并抑制HSP。PEG-PAu@SiO₂-SNO纳米复合材料在42°C下释放NO，实现低温高效肿瘤消融。

光声成像（PAI）引导的气体疗法

PAI可实时监测气体释放与分布。例如，Au@Cu₂O纳米颗粒在H₂S作用下转化为Au@Cu₉S₈，增强PAI信号并提升PTT效果。

挑战与展望

尽管GT-光疗联合策略前景广阔，但仍面临靶向性不足、气体控释精度低及临床转化难等问题。未来需开发智能响应型纳米载体，并探索免疫微环境调控等新机制。

结论

气体疗法与光疗的协同作用为癌症治疗提供了“绿色”新范式，结合纳米技术与多模态成像，有望推动精准医学发展。