光热治疗（Photothermaltherapy）是在光热转换剂的作用下将近红外光转化为热来杀死肿瘤的一种有效手段，以碳纳米管、石墨烯、纳米竹炭等为代表的碳材料被广泛用于实验室研究，并取得非常好的疗效[1]。然而这些碳纳米材料难以在批量生产中保持性质的一致性，其生物安全性也存在疑问，尚未被用于临床。西南民族大学杨胜韬教授在Wiley发行的MedComm发表文章，充分利用纳米炭混悬注射液的光热转换性能，验证了材料的光热治疗效果[2]，有望解决纳米材料的临床应用问题，有助于推动光热治疗的发展。本文通讯作者为西南民族大学杨胜韬教授和四川瀛瑞医药有限公司首席科学家唐小海。第一作者为西南民族大学YuanfangHuang。
纳米炭由直径20-30nm的颗粒组成，在溶液中团聚为nm的团聚体（图1）。纳米炭的主要成分是碳（97%）、含有少量氧（1.9%）、氮（0.9%）和硫（0.2%），具有丰富的sp2结构域，因此可以有效实现光热转换[3]。体外实验中，纳米炭对TPC-1细胞无*，加入激光照射后，仅需50μg/mL纳米炭即可将癌细胞杀死，且维持的光热治疗温度越高细胞活力下降越多。
图1CharacterizationofCNSI（纳米炭悬浮液注射）
动物水平的研究也证明纳米炭可在光热治疗中用作光热转换剂。临床上，纳米炭均采用瘤内注射的方式给药，因此光热治疗也采用了该注射方式[4]。单纯的激光照射仅能将肿瘤问题提高到39.5°C，而在纳米炭注射组中肿瘤的温度通过照射距离调节可以维持在50°C、53°C和56°C（图2）。
但是，单纯的纳米炭注射或者激光照射均无法杀死肿瘤。激光照射组因可以小幅升高肿瘤温度，仅在前6天表现出一定的抑制效果。纳米炭注射组在激光照射下维持50-56°C即可将肿瘤完全杀死。治疗结束后25天，50°C组出现肿瘤复发现象，而53°C和56°C组则在随后的三个月均未观察到复发（图2）。这一结果提示在进行光热治疗时需要保持足够高的温度预防复发。
图2IRthermalimagesoftumorbearingmiceunderNIRirradiationwith/withoutofCNSIinjection(25μL,50mg/mL)
总之，纳米炭混选注射液可以用作光热转换剂，且有效防止复发。加之纳米炭是已经商业化的临床用药物，其批量化生产的批次间稳定性好，每年超过10万人使用纳米炭，广泛验证了其生物安全性，且纳米炭可迁移至肿瘤引流淋巴结，进而在光热条件下抑制转移。更重要的是，瘤内注射纳米炭已经是临床医生熟练掌握的技术，无需通过修饰靶向分子等实现肿瘤富集，大大降低成本了，纳米炭悬浮液注射或为癌症临床治疗提供新方向。
参考文献：
[1]PatilY,MisraR.RationalmoleculardesigntowardsNIRabsorption:efficientdiketopyrrolopyrrolederivativesfororganicsolarcellsandphotothermaltherapy.JMaterChemC.;7:‐.
[2]HuangY,ZengG,XinQ,etal.Carbonnanoparticlessuspensioninjectionforphotothermaltherapyofxenograftedhumanthyroidcarcinomainvivo.MedComm.;1:–.