上海微系统所合作发展新型肿瘤可视化靶向治疗方案

中国科学院上海微系统与信息技术研究所超导卓越创新中心丁古巧课题组与上海交通大学医学院附属第九人民医院范先群、周慧芳课题组，苏州大学康振辉课题组合作，以新型碳基二维半导体材料C₃N 量子点为基础，共同开发了一种新型肿瘤可视化靶向治疗方案，相关研究成果以Emancipating Target-Functionalized Carbon Dots from Autophagy Vesicles for a Novel Visualized Tumor Therapy 为题于5月28日在国际学术刊物《先进功能材料》在线发表（Jipeng Li, Siwei Yang, et al., Adv. Funct. Mater. 2018, 1800881）。

课题组博士后杨思维等对具有高量子产率的C₃N 量子点（量子产率0.95）进行修饰，制备了高靶向能力的修饰C₃N 量子点FN-CDs。该量子点可在肿瘤细胞中实现靶向富集，其肿瘤识别率达95%以上。上海交大医学院附属第九人民医院进行了FN-CDs 的细胞、动物活体实验评估。结果表明，FN-CDs 可实现细胞和动物活体水平下肿瘤细胞7-14天的实时荧光监控。随后，在针对FN-CDs 引入后肿瘤细胞代谢过程的研究发现，FN-CDs 触发了肿瘤细胞的自噬保护机制，该机制可能为肿瘤耐药性的产生原因。鉴于此，通过FN-CDs 和自噬抑制药物联用，实现了肿瘤细胞的靶向高效杀灭。上海交大医学院附属第九人民医院进行了裸鼠皮下肿瘤模型实验，结果表明，上述治疗方案在15天中使肿瘤体积显著减小（肿瘤包块缩小75%），相比传统化疗药物其效率提升3-4倍。与此同时，由于高效的靶向能力，治疗过程中毒副作用显著下降。在动物模型中未发现明显全身毒性和器官损伤。

该项研究为当前肿瘤治疗技术中遇到的实时监控、高靶向率治疗、抗耐药性三大难点提供了新的思路和有效的解决方案。此项目得到了国家自然科学基金面上项目（11774368）、博士后创新人才支持计划（BX201700271）等项目的支持。该项目中，上海微系统所课题组承担量子点结构设计与制备工作，上海交大医学院附属第九人民医院课题组承担量子点肿瘤靶向评估及肿瘤治疗方案评估，苏州大学课题组承担治疗过程机理研究。

该项研究提出的肿瘤可视化靶向治疗方案流程 

图a 该治疗方案对不同肿瘤细胞株（26种）的高效杀灭能力；图b 针对小鼠肿瘤模型的原位可视化治疗过程以及小鼠肿瘤模型中肿瘤体积；图c 存活率；图d 在治疗过程中的变化。