張玉權(quán)，郭帥，翁郁華，楊勇飛，黃淵余

（北京理工大學(xué)生命學(xué)院，前沿交叉科學(xué)研究院，醫(yī)工融合研究院，分子醫(yī)學(xué)與生物診療重點(diǎn)實驗室，北京100081）

引 言

隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，納米藥物載體在人類疾病治療領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。納米藥物遞送 系 統(tǒng)(nanotechnology?based drug delivery system,NDDS)是將藥物裝載于納米顆粒內(nèi)部或者修飾在其表面，再通過靶向分子與靶細(xì)胞表面受體特異結(jié)合富集到靶組織、靶細(xì)胞，實現(xiàn)安全有效的藥物遞送。目前，納米藥物遞送系統(tǒng)主要有脂質(zhì)體、聚合物納米顆粒、膠束、無機(jī)納米顆粒（介孔二氧化硅等）、細(xì)胞外囊泡或外泌體等。與傳統(tǒng)藥物(劑量大、水溶性差、療效小、毒副作用高)相比，納米藥物載體因具有能夠增加生物質(zhì)膜的通透性、保持藥物濃度的穩(wěn)定、選擇性的釋放藥物、自發(fā)的進(jìn)行降解等優(yōu)勢[1?2]，表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

癌癥是一種嚴(yán)重危害人類健康的疾病[3?4]，2017年，由癌癥造成的死亡人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過人類免疫缺陷病毒/獲得性免疫缺陷綜合癥、結(jié)核病或瘧疾等傳染病造成的死亡人數(shù)[5]。2018 年，據(jù)GLOBOCAN 估計，全球有1810萬人患有癌癥，960萬人死于癌癥[6]。癌癥治療是一項對全社會影響很大的全球性難題。在這一過程中，癌癥的診斷顯得尤為重要。到目前為止，已經(jīng)開發(fā)出各種用于癌癥診斷的成像技術(shù)，包括熒光成像、光聲成像(photoacoustic imaging,PAI)、計算機(jī)斷層掃描(computer tomography,CT)、磁共振成像(magnetic resonance,MRI)和正電子發(fā)射斷層掃描(polyethylene terephthalate,PET)[7?11]。

熒光成像技術(shù)因具有靈敏度高、選擇性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[12]。在藥物遞送過程中，為能更好地監(jiān)測與控制藥物在時間和空間上的釋放，常引進(jìn)具有高靈敏度、高時空分辨率的外源造影劑。有機(jī)熒光材料是生物研究中最常用的熒光納米材料之一。與其他熒光材料相比，有機(jī)材料具有高亮度、良好的生物相容性、生物降解性等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于生物成像。然而，由于剛性平面發(fā)色團(tuán)的π?π 堆積，傳統(tǒng)的有機(jī)熒光材料在聚集態(tài)或高濃度下會發(fā)生熒光淬滅，這種現(xiàn)象被稱為聚集導(dǎo)致淬滅(aggregation caused quenching,ACQ)[13?14]。ACQ 效應(yīng)的存在，嚴(yán)重限制了有機(jī)熒光材料在成像中的應(yīng)用。特別是疏水性的有機(jī)熒光材料在細(xì)胞微環(huán)境中會自發(fā)形成聚集體，產(chǎn)生明顯的自淬滅現(xiàn)象，而在較低濃度下使用時，又會發(fā)生光漂白、靈敏性差等問題[15?16]。

2001 年，Luo 等[17]發(fā)現(xiàn)了一種特殊的熒光素，在稀溶液狀態(tài)下顯示微弱熒光甚至不發(fā)光，但是在形成聚集體后顯示出明亮的熒光，這種現(xiàn)象稱之為聚集 誘 導(dǎo) 發(fā) 光(aggregation?induced emission, AIE)現(xiàn)象。具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的熒光素為克服ACQ效應(yīng)提供了一種合適的選擇。與傳統(tǒng)的ACQ 熒光團(tuán)相比，聚集誘導(dǎo)發(fā)光熒光素(AIEgen)具有聚集態(tài)發(fā)射效率高、斯托克斯位移大、光穩(wěn)定性好、背景噪聲低和生物可視化能力強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)勢[18?20]。目前關(guān)于聚集誘導(dǎo)發(fā)光機(jī)理中研究最全面、適用范圍最廣的是分子內(nèi)運(yùn)動受限機(jī)理[21?22]。在溶液中，AIEgen分子中芳香族取代基等運(yùn)動單元的自由旋轉(zhuǎn)或振動消耗了激發(fā)態(tài)能量，導(dǎo)致非輻射衰變，從而導(dǎo)致熒光微弱甚至消失；相反，在聚集狀態(tài)下，由于空間的限制，分子間進(jìn)行緊密堆積，分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)受到阻礙，這使得非輻射衰變渠道被抑制，從而使AIEgen分子發(fā)出明亮熒光。

本文總結(jié)了近年來基于AIEgen 的藥物遞送系統(tǒng)在可視化藥物遞送方面取得的進(jìn)展，介紹了抗癌藥物及基因藥物的遞送。同時還介紹了AIEgen 在可視化光動力和光熱治療方面的應(yīng)用。

1 基于AIEgen的藥物遞送系統(tǒng)

由于AIEgen 具有低背景、高亮度、高光穩(wěn)定性的特點(diǎn)，將AIEgen 和藥物遞送系統(tǒng)相結(jié)合，賦予了納米藥物載體自身可發(fā)光能力，有利于藥物遞送過程的監(jiān)測[23?25]。本文主要從AIEgen 和不同納米藥物載體結(jié)合方面對藥物遞送系統(tǒng)進(jìn)行綜述。

1.1 小分子AIEgen藥物遞送系統(tǒng)

AIEgen 分子本身為疏水型，可通過與疏水藥物之間的相互作用來遞送藥物。Xue 等[26]報道了具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的四苯乙烯(tetraphenylethylene,TPE)納米顆粒通過靜電作用負(fù)載抗癌藥物阿霉素(doxorubicin, DOX)，組成自發(fā)光藥物輸送系統(tǒng)。由于該納米顆粒及其成分具有不同的顏色，通過監(jiān)測這些顏色的轉(zhuǎn)變，可以確定觀察藥物的釋放過程。除此之外，AIEgen 可與藥物通過化學(xué)鍵連接構(gòu)成響應(yīng)性藥物輸送系統(tǒng)。Gao 等[27]報道了一種對H2O2響應(yīng)的藥物輸送系統(tǒng)(ABD)。該系統(tǒng)由TPE、BBE(benzyl?boronic ester)和DOX 組成，并對細(xì)胞內(nèi)活性氧(reactive oxygen species, ROS)之一的過氧化氫(H2O2)敏感。由于熒光共振能量轉(zhuǎn)移(fluorescent resonance energy transfer,FRET)效應(yīng)，TPE 和DOX 自身熒光很微弱。但是，在H2O2作用后，體系分解導(dǎo)致TPE 和DOX 釋放(圖1[27])。因此DOX 進(jìn)入細(xì)胞核顯示紅色熒光，同時TPE 分子聚集發(fā)出藍(lán)色熒光，實現(xiàn)了藥物釋放監(jiān)測與細(xì)胞成像。另外，AIEgen 可與長烷基鏈連接并自組裝形成納米顆粒。Kim 等[28]報道了一種基于三苯基膦和長烷基鏈修飾的氰基二苯乙烯衍生物，它能夠在水介質(zhì)中自組裝形成納米顆粒并高效地將DOX 運(yùn)送到線粒體。體內(nèi)外實驗表明，該納米粒子具有腫瘤識別特異性，并且可在癌細(xì)胞線粒體中聚集使細(xì)胞內(nèi)活性氧的產(chǎn)生顯著增加并導(dǎo)致癌細(xì)胞線粒體膜電位的降低，最終引起細(xì)胞凋亡，這揭示了AIE 探針作為成像引導(dǎo)治療以及癌細(xì)胞靶向遞送的巨大潛力。

圖1 ABD系統(tǒng)的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其工作機(jī)制示意圖[27]Fig.1 Chemical structure of the ABD system and the schematic illustration of its working mechanism[27]

1.2 有機(jī)-無機(jī)藥物遞送系統(tǒng)

近年來，人們致力于將AIEgen 有機(jī)染料摻雜到無機(jī)材料中，這些材料不僅擁有AIE 特性而且繼承了無機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，表現(xiàn)出較大的比表面積、高化學(xué)穩(wěn)定性和易于表面功能化等優(yōu)勢[29?31]。AIEgen 可以通過物理摻雜和化學(xué)鍵固定到無機(jī)材料中。Li等[32]在介孔二氧化硅上接枝了TPE 分子，用于藥物遞送。在365 nm 紫外光激發(fā)下，該材料發(fā)出藍(lán)色熒光。負(fù)載布洛芬(ibuprofen,IBU)藥物后，材料的熒光強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)，表明該材料對藥物的負(fù)載和釋放過程具有光穩(wěn)定性。但是，該材料載藥能力仍受到一定程度的限制，他們進(jìn)一步制備了一種TPE 功能化的中空介孔二氧化硅納米球[33]。所得到的核?殼結(jié)構(gòu)納米材料具有球形的形貌、較大的空穴空間和良好的介孔結(jié)構(gòu)，且具有較強(qiáng)的藍(lán)光發(fā)射和良好的生物相容性。該納米球?qū)OX 具有很高的載藥量，并且在中等酸性環(huán)境中能有效釋放DOX。

RNA 干擾(RNA interference, RNAi)是近年來一種新的疾病治療手段，可通過siRNA 或miRNA 特異性地識別靶基因mRNA 并使其沉默[34?35]。除了二氧化硅外，He 等[36]制備了一種核?殼納米粒子，它是通過貴金屬銀離子(Ag+)和AIEgen 之間的氧化還原反應(yīng)自組裝而成。該納米粒的殼層厚度是可以精確調(diào)節(jié)的，并且隨著殼層厚度的增加，納米粒的紅色熒光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。另外，它們包覆正電荷聚烯丙基胺鹽酸鹽調(diào)節(jié)納米粒電荷，通過靜電相互作用結(jié)合帶負(fù)電荷的雙鏈siRNA[圖2(a)[37]]，用于RNAi的治療。實驗表明，該納米粒子能夠提高siRNA 的傳遞效率，為實時監(jiān)測細(xì)胞內(nèi)的行為提供一種優(yōu)越且穩(wěn)定的標(biāo)記方法，并且具有良好的靶基因mRNA 沉默效果和抑制腫瘤生長的能力[圖2(b)[37]]。

圖2 負(fù)載siRNA的核?殼納米粒子示意圖(a)及腫瘤體積生長曲線(b)[37]Fig.2 Schematic diagram of nucleus?shell nanoparticles loaded with siRNA (a)and tumor volume growth curves(b) [37]

1.3 AIE聚合物藥物遞送系統(tǒng)

自發(fā)光熒光聚合物有助于藥物釋放的監(jiān)測，而且能夠估計藥物在細(xì)胞內(nèi)的釋放情況。AIEgen 小分子可以與其他分子以共聚或側(cè)鏈形式偶聯(lián)成AIE熒光聚合物，此類聚合物以分子間的親疏水作用自發(fā)組裝成納米顆粒，并且擁有AIEgen 小分子無可比擬的優(yōu)勢：多樣化的結(jié)構(gòu)、良好的生物相容性和可生物降解性[38?40]。

Wang 等[41]設(shè)計了三種D?A 型共軛聚合物用于腫瘤治療。通過改變聚合物的D?A 結(jié)構(gòu)，即改變給電子部分的結(jié)構(gòu)，聚合物的熒光顏色可以從黃色變化至深紅色。其中兩種聚合物在負(fù)載抗癌藥物紫杉醇(paclitaxel, PTX)后，不僅可以顯示出黃色或紅色熒光信號，而且相比于商業(yè)化PTX，體內(nèi)抑瘤效果提高了近兩倍。

由于腫瘤細(xì)胞所處的是酸性和氧化還原的環(huán)境，近年來，pH 響應(yīng)性和氧化還原響應(yīng)性聚合物受到了廣泛的關(guān)注。同時，為了增加腫瘤細(xì)胞對納米顆粒(nanoparticles,NPs)的攝取能力，一個途徑是將電荷轉(zhuǎn)換能力引入NPs 中[42?44]。Yu 等[45]設(shè)計了 一 種基于抗癌藥物吉西他濱(gemcitabine, GEM)偶聯(lián)PMPC?b?P(DEMA-co-SS?GEM?co?TPMA)且具有電荷轉(zhuǎn)換能力的pH 和氧化還原雙響應(yīng)聚合物膠束，用于靶向溶酶體生物成像和癌癥治療[圖3(a)[45]]。聚合物膠束在血液循環(huán)過程中可以保持穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，當(dāng)?shù)竭_(dá)腫瘤部位時，負(fù)電荷轉(zhuǎn)化為正電荷，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)吞和腫瘤滯留[圖4(a)[45]]。另外，此聚合物具有雙光子特性，在細(xì)胞成像和深部組織成像中表現(xiàn)出良好的性能，并且在pH=5.0 時表現(xiàn)出良好的pH響應(yīng)性[圖4(b)[45]]，而在pH=6.0時表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。當(dāng)培養(yǎng)基中谷胱甘肽(glutathione, GSH)濃度從0增加到10 mmol/L 時，可以觀察到GSH 觸發(fā)的藥物釋放。此外，增加NPs 細(xì)胞內(nèi)吞的另一個途徑是在NPs 表面修飾靶向配體[46]。Hu 等[47]設(shè)計了一種基于葉酸(folic acid,FA)修飾的三嵌段共聚物P(TPF?co?IBUP)?PAEMA?PPEG@FA，作為一種具有抗腫瘤和抗炎能力、電荷轉(zhuǎn)換和FA 介導(dǎo)的增強(qiáng)細(xì)胞攝取能力的藥物遞送系統(tǒng)[圖3(b)[47]]，通過疏水作用將抗癌藥物姜黃素(curcumin, CUR)包裹于聚合物膠束中心。另外，聚合物膠束表面可轉(zhuǎn)換的正電荷結(jié)合靶向配體FA 可以促進(jìn)細(xì)胞對NPs 的攝取。在酸性環(huán)境和高濃度GSH 下，CUR 和IBU 可以從納米粒中快速釋放出來。

在外部條件刺激下，聚合物遞藥系統(tǒng)釋放包埋的化療藥物是提高治療效率的一種有效策略。Wu等[48]開發(fā)了一種光激活前藥和AIEgen 共聚物納米粒(PtAIECP@DOX NP)，用于雙藥監(jiān)測和聯(lián)合化療。在500 nm 可見光誘導(dǎo)下，PtAIECP@DOX NP 聚合物納米粒的主鏈發(fā)生斷裂，繼而納米粒發(fā)生解離。納米粒解離后，TPE 和DOX 呈現(xiàn)自身熒光，實現(xiàn)了光照射下化療藥物釋放的時間和空間控制。

1.4 AIE超分子藥物遞送系統(tǒng)

圖3 AIE聚合物的分子結(jié)構(gòu)Fig.3 Structures of AIE polymers

圖4 GEM共軛膠束在pH 5.0和pH 7.4時的Zeta電位變化(a)，GEM共軛膠束在pH 5.0和0 mmol/L GSH條件下粒徑分布的變化(b)[45]Fig.4 Zeta potential changes of GEM?conjugated micelles at pH 5.0 and pH 7.4(a),changes of the particle size distribution of GEM?conjugated micelles at pH 5.0 with 0 mmol/L GSH(b)[45]

在超分子聚合物中引入AIE熒光團(tuán)可賦予發(fā)光材料新的活力，而且超分子聚合物由于具有緊湊的結(jié)構(gòu)可以負(fù)載大量的藥物[49]。另外，這些超分子聚合物還具有表面功能化的特點(diǎn)，修飾靶向配體能夠特異性的被細(xì)胞內(nèi)吞[50]。Yu等[51]制備了一種基于水溶性柱狀芳烴(P5)和紫精鹽(M)之間的主?客體分子識別兩親性超分子聚合物。它能夠自組裝成超分子納米顆粒，并且利用納米顆粒的疏水核心包裹DOX。在低pH 環(huán)境的作用下，負(fù)載的DOX 分子被釋放，克服了FRET 引起的TPE 和DOX 熒光淬滅現(xiàn)象。繼而通過觀察依賴于能量轉(zhuǎn)移的熒光變化的位置和大小，實現(xiàn)了藥物釋放過程的可視化。另外，由于超分子聚合物表面修飾了靶向配體生物素，該納米粒子優(yōu)先將DOX 遞送至過表達(dá)生物素受體的癌細(xì)胞。體內(nèi)外研究表明，負(fù)載DOX 的該納米粒子具有良好的抗腫瘤效果。

Zhang 等[52]通過用TPE 和棕櫚酸(palmitic acid,PA)修飾的多肽衍生物TR4 與質(zhì)粒DNA 在溶液中自組裝形成熒光超分子納米纖維，研究表明該納米粒具有低細(xì)胞毒性、高穩(wěn)定性和高轉(zhuǎn)染效率的特點(diǎn)。由于TPE 的聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)，納米粒在405 nm 可見光照射下呈現(xiàn)藍(lán)色熒光，為體外基因傳遞過程提供了指示作用。他們進(jìn)一步用TPE 和PA 修飾的TR4靜電吸附帶負(fù)電荷的siRNA 形成超分子球形納米粒[53]。同時在納米粒表面修飾了轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin, TF)，帶負(fù)電荷的TF 能夠屏蔽原納米粒的正電荷，從而降低了細(xì)胞毒性。由于轉(zhuǎn)鐵蛋白與細(xì)胞表面轉(zhuǎn)鐵蛋白受體之間的強(qiáng)相互作用，故轉(zhuǎn)鐵蛋白涂層可以促進(jìn)納米粒的細(xì)胞靶向和基因傳遞，從而表現(xiàn)出高的基因沉默效率。

2 可視化光動力和光熱治療

2.1 可視化光動力療法

近年來，光動力療法(photodynamic therapy,PDT)在腫瘤治療方面取得優(yōu)異的效果[54]，光動力療法利用光敏劑(photosensitizer, PS)在特定波長光照射下產(chǎn)生ROS，如單線態(tài)氧，單線態(tài)氧可以和相鄰的生物大分子發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用進(jìn)而殺死腫瘤惡性細(xì)胞并調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的生成代謝[55]。然而傳統(tǒng)的光敏劑由于疏水性和分子間堆積作用，在高濃度下熒光會減弱，甚至?xí)l(fā)生熒光淬滅，在一定程度上減弱了PDT 效應(yīng)[56?57]。所以與傳統(tǒng)的光敏劑相比，具有AIE 特性的光敏劑有顯著的優(yōu)勢。AIE 光敏劑用于熒光引導(dǎo)的PDT 治療具有亮度高、穩(wěn)定性好及療效好的特點(diǎn)[58]。Dai 等[59]合成了具有D?A?D 結(jié)構(gòu)的熒光素TTB，用于圖像引導(dǎo)的靶向PDT(圖5[59])。熒光素TTB 具有明顯的聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性，在聚集態(tài)表現(xiàn)出較強(qiáng)的近紅外發(fā)射，在白光照射下能夠有效產(chǎn)生活性氧。另外，他們將TTB 包裹于兩親性聚合物中，并且在表面修飾了RGD?4R肽，用于靶向癌細(xì)胞表面整合素αvβ3，提高納米藥物的靶向能力。納米粒RGD4R?MPD/TTB 具有較強(qiáng)近紅外發(fā)射、高光穩(wěn)定性和低細(xì)胞毒性的特點(diǎn)。隨后在細(xì)胞水平上，對MCF7、PC3、HeLa、SKOV?3 細(xì)胞進(jìn)行了光動力測試，結(jié)果表明納米粒RGD?4R?MPD/TTB 能夠有效靶向整合素αvβ3過表達(dá)的細(xì)胞，增強(qiáng)細(xì)胞內(nèi)化，改善光動力療法效應(yīng)。

PDT療法的核心點(diǎn)是將微環(huán)境下的氧氣轉(zhuǎn)化為活性氧，在腫瘤微環(huán)境中，由于腫瘤的快速代謝生長，造成在腫瘤深層組織中氧氣的匱乏，減弱PDT效應(yīng)[60]。因此，將外源性氧氣遞送進(jìn)腫瘤微環(huán)境中的策略被廣泛研究[61?62]。MnO2納米顆粒在酸性條件下可以催化H2O2分解為氧，從而減輕腫瘤微環(huán)境缺氧狀況。Gao 等[63]合成了一種具有產(chǎn)氧能力的納米酶OGzyme，并將其與MnO2組裝在鐵蛋白納米籠空腔內(nèi)，隨后與包埋了AIE分子的脂質(zhì)體進(jìn)行復(fù)合，構(gòu)建了納米粒Lipo?OGzyme?AIE。OGzyme 利用MnO2對pH?H2O2敏感的響應(yīng)特性，緩解了腫瘤微環(huán)境缺氧，從而進(jìn)一步為光敏劑AIE 分子的轉(zhuǎn)化提供了來源。結(jié)果表明，與對照組相比，腫瘤微環(huán)境缺氧情況減少了近2/3。同時，提高光敏劑活性氧轉(zhuǎn)化能力的其他策略也被研究。另一個有效方法是在光敏劑中引入重原子，如鹵素、過渡金屬等。銥Ir(Ⅲ)配合物由于理想的光物理性質(zhì)、較大的斯托克斯位移，作為光敏劑引起了研究者們的極大關(guān)注。Zhang等[64]設(shè)計了含有不同數(shù)量銥的紅色發(fā)光配合物，其中AIE分子TPA被用作橋梁來偶聯(lián)金屬銥。體內(nèi)外實驗結(jié)果表明，單線態(tài)氧產(chǎn)生能力的增加與銥數(shù)目的增加保持一致，即含三個金屬銥活性中心（含有三個以銥為中心原子的配位化合物）的AIE?NPs 對腫瘤細(xì)胞具有較強(qiáng)的細(xì)胞毒性作用，并能有效抑制腫瘤生長。

圖5 熒光素TTB的分子結(jié)構(gòu)、RGD?4R?MPD/TTB納米粒子的細(xì)胞攝取和光動力治療示意圖[59]Fig.5 Structures of TTB and the photodynamic therapy process of RGD?4R?MPD/TTB NPs[59]

腫瘤的光動力療法效應(yīng)隨著深度的增加和微環(huán)境下氧氣的匱乏逐漸減弱。為提高療效，光動力療法與基因療法相結(jié)合被認(rèn)為是一種新的治療策略。Wang 等[65]將具有RNA 剪切功能的DNAzyme 和具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光特性的Tb 分子負(fù)載于MnO2納米片上，復(fù)合成納米材料MDT。MDT 可通過AIE 光敏劑Tb 來進(jìn)行光動力療法，同時MDT 通過敲除EGR?1 基因的表達(dá)抑制細(xì)胞生長。結(jié)果表明，光動力療法和基因療法的聯(lián)合治療能夠有效抑制小鼠腫瘤生長，提高抗腫瘤效率。

在光動力治療過程中，癌細(xì)胞通過上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)水平來抑制PDT 治療效果。同時，在腫瘤治療中，小干擾RNA?血管內(nèi)皮生長因子(siVEGF)用以抑制VEGF 的表達(dá)。Jin 等[66]報道了基于AIE 光敏劑的多功能治療NPs，他們將DSPE?PEG2000?NH2通過GSH 可裂解的二硫鍵與siVEGF 連接，然后包裹具有AIE 性質(zhì)的分子TTD，并在表面修飾靶向肽cRGD。結(jié)果表明，NPs 的PDT 與siRNA 聯(lián)合治療可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)一步改善圖像引導(dǎo)PDT的治療效果。siRNA 協(xié)同治療下調(diào)了血管內(nèi)皮生長因子mRNA 和蛋白的表達(dá)，提高了NPs 對MDA?MB?231細(xì)胞的殺傷效率。

2.2 可視化光熱療法

光熱療法(photothermal therapy, PTT)是一種利用光熱劑將具有深層穿透能力的近紅外光能轉(zhuǎn)化為熱能，通過局部組織熱效應(yīng)來治療癌癥的方法。PTT 作為一種新的治療方法，在近紅外光輻射下具有副作用小、自發(fā)熒光小、穿透深度大等優(yōu)點(diǎn)，得到了人們的廣泛研究[67?69]。另外，光熱療法可以促進(jìn)細(xì)胞的轉(zhuǎn)染效率及增加藥物分子在細(xì)胞內(nèi)的釋放能力[70?71]。由于傳統(tǒng)的熒光染料存在ACQ效應(yīng)，PTT治療過程往往發(fā)生熒光淬滅，相反，由于AIE熒光劑具有優(yōu)異的熒光特性，在PTT 治療過程中顯示出極大的優(yōu)勢。Alifu 等[72]合成了一種雙親聚合物(F?127)包裹單分子聚集誘導(dǎo)發(fā)光劑(BPN?BBTD)的近紅外光致發(fā)光系統(tǒng)，用于NIR?II 成像和同步光熱治療。BPN?BBTD 納米粒子在800～1300 nm 范圍內(nèi)表現(xiàn)出寬發(fā)射，并且在785 nm 光照射下具有良好的光熱轉(zhuǎn)換能力，轉(zhuǎn)換效率高達(dá)39.8%。結(jié)果表明，BPN?BBTD 納米粒子引導(dǎo)的光熱治療一體化對皮下及原位腫瘤具有顯著的抑制作用，同時能夠長期(32 d)追蹤皮下和原位腫瘤。

Wang 等[73]將光熱劑二硫化鉬(MoS2)納米片嵌入到介孔二氧化硅納米顆粒中，并在表面修飾聚集誘導(dǎo)發(fā)光熒光素PhENH2和靶向配體葉酸，以促進(jìn)其靶向生物成像和光熱治療。結(jié)果表明，該納米粒子在808 nm 激光照射下，通過AIE 熒光介導(dǎo)的光熱治療能夠?qū)DA?MB?231 細(xì)胞(過表達(dá)FA 受體)產(chǎn)生有效殺傷作用。不同于光熱劑MoS2，F(xiàn)an 等[74]利用CuS 納米顆粒作為光熱劑，將CuS 附著在BTPE 修飾的介孔二氧化硅納米顆粒表面，作為一種多功能的納米熱敏成像系統(tǒng)。

3 討 論

將AIEgen 引入藥物遞送系統(tǒng)可以通過圖像實時監(jiān)測藥物在細(xì)胞內(nèi)的位置及釋放過程，又因其可以在親水生物環(huán)境中形成納米聚集體而具有強(qiáng)烈的熒光，相較于傳統(tǒng)癌癥療法，有利于對腫瘤進(jìn)行精確診斷和特異性治療。由于AIE 效應(yīng)，AIEgen 在納米粒子內(nèi)的聚集濃度非常高，這使得在圖像引導(dǎo)下的藥物遞送具有可靠的穩(wěn)定性，不會發(fā)生光漂白現(xiàn)象。兩親性分子基質(zhì)賦予了AIEgen 良好的生物相容性，延長了其在動物體內(nèi)的血液循環(huán)時間，同時對AIE 納米粒子進(jìn)行表面修飾，可以進(jìn)一步提高癌細(xì)胞的識別能力和特定細(xì)胞器的靶向藥物遞送。目前已經(jīng)開展了基于AIEgen 熒光成像的化療、光熱/光動力治療、基因治療和多模式協(xié)同治療，這些基于AIEgen 不同的治療模式具有成像信噪比高、生物相容性好、治療功能多樣等優(yōu)點(diǎn)。

雖然基于AIEgen 的藥物遞送與治療已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但仍然需要更多的努力來解決以下問題和挑戰(zhàn)：(1)進(jìn)一步擴(kuò)大近IR?Ⅱ范圍內(nèi)AIEgen的多樣性。IR?Ⅱ分子具有更高的信噪比和組織穿透深度，可以進(jìn)行深層次組織生物成像。目前大多數(shù)AIEgen 的吸收位于藍(lán)色和綠色區(qū)域，不適合圖像引導(dǎo)的深層次治療。(2)進(jìn)一步提高多模式協(xié)同治療。不同模式治療的結(jié)合將有望在疾病診斷和治療過程中提供更精準(zhǔn)的檢測和更有效的治療。(3)進(jìn)一步研究AIE 材料的毒性和清除問題。對于AIE材料的生物相容性和清除機(jī)制目前缺少研究，阻礙了AIE材料進(jìn)一步的臨床應(yīng)用。(4)進(jìn)一步利用臨床樣本進(jìn)行癌癥診斷成像。盡管基于AIEgen 的藥物遞送與治療具有巨大的潛力，但是其在臨床使用上還面臨較多的問題，有待后續(xù)更深入的研究。

4 結(jié)論與展望

本文總結(jié)了近年來AIEgen 在藥物遞送與疾病治療方面的研究動態(tài)。在AIE 熒光藥物遞送領(lǐng)域中，目前已經(jīng)成功實現(xiàn)抗癌藥物和基因的遞送，同時也已經(jīng)開發(fā)出了包括物理刺激和化學(xué)刺激在內(nèi)的不同刺激行為下藥物的釋放方法，使得熒光藥物遞送實現(xiàn)時間和空間的遠(yuǎn)程精確控制。另外，AIE分子克服了傳統(tǒng)熒光素的ACQ 效應(yīng)，使其在光動力和光熱治療方面具有更大的優(yōu)勢。相信不久的將來，AIE 分子會在可視化藥物遞送與治療方面呈現(xiàn)出更深的組織穿透、更高的信噪比和更高的亮度等優(yōu)勢，進(jìn)而為人類疾病的防控提供新的技術(shù)和手段。