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文献与产业新闻· Angewandte Chemie (International ed. in English)·· 5 天前评分56

拓扑工程调控 NIR-II 共轭寡聚物激发态用于高效光诊疗与肿瘤免疫治疗

Topological Engineering of NIR-II Emissive Conjugated Oligomers With Unexpected Excited-State Manifolds for Efficient Phototheranostics and Cancer Immunotherapy

导读

研究通过分子拓扑工程构建 NIR-II 共轭寡聚物,使其同时获得增强的荧光、光热与活性氧生成能力。TBT-3 纳米粒在 808 nm 激光下相比 TBT-1 实现 2.8 倍 NIR-II 荧光增强、2.7 倍光热性能提升和 7.5 倍活性氧生成增加;体内实验显示其支持高分辨率 NIR-II 荧光成像并有效消除肿瘤,与 anti-PD-1 联用可进一步增强抗肿瘤免疫。

深度解读

在第二近红外窗口(NIR-II,1000–1700 nm)成像凭借近零组织自荧光与更深穿透,已成为肿瘤精准诊疗的重要工具,各类无机与有机荧光团的设计策略已有系统梳理[1],可快速经肾清除的小分子染料CH1055更显示了走向临床的可能[2]。但“诊疗一体”语境下,领域长期卡在一个基本矛盾上:荧光量子产率与光热转换效率分别对应辐射与非辐射衰减,常被视为难以同步提升的一对矛盾[3][4]。为此,研究者尝试通过强化给体-受体相互作用、精细调控分子内运动来平衡两条衰减通路[3][5],也发展了氟化[4]和pH可逆开关型AIE设计[6]等分子工程手段,然而如何对激发态过程进行理性、系统的调控,始终缺乏清晰的设计规则。

这项新工作把调控的抓手转向分子拓扑。作者提出拓扑驱动的激发态工程策略,构建具有定制激发态能级簇与多通道激发动力学的共轭寡聚物:通过精确操纵分子拓扑,实现更强的捕光能力与更优的激子利用,从而协同调配激发动力学。在808 nm激光照射下,TBT-3纳米粒相比TBT-1获得2.8倍的NIR-II荧光亮度提升、2.7倍的光热性能增强和7.5倍的总活性氧生成增加。体内研究显示,TBT-3纳米粒可实现高分辨率NIR-II荧光成像并有效消除肿瘤;其介导的光疗还能诱导免疫原性细胞死亡、增强抗肿瘤免疫,与抗PD-1检查点阻断联用时疗效进一步提升。

相对此前主要依靠D-A强度、取代基或分子内运动的思路[3][4][6],该研究把分子拓扑确立为操纵激发态景观的一条设计路径,使辐射、非辐射与活性氧三条通道在同一分子平台上同步增益,而非在荧光与光热之间取舍。共轭寡聚物此前已通过调节寡聚化时间[7]以及硒整合策略(如TPSe纳米粒实现至1400 nm的明亮NIR-II发射)[8]用于NIR-II诊疗,本文进一步表明拓扑骨架本身即可作为激发态工程的把手;而光疗与免疫治疗联合在NIR-II光诊疗剂中也已有先例[5],本文为其提供了一个基于拓扑工程的新候选体系。

需要指出的是,消息尚未给出这类拓扑寡聚物纳米粒的体内代谢与长期安全性数据,其与抗PD-1的协同也仍处于临床前阶段;考虑到临床转化对快速清除的要求[2],这些问题的答案将决定该策略能否真正走向应用。

来源:文献与产业新闻 · pubmed.ncbi.nlm.nih.gov