刘鉴峰团队开发了一种肿瘤微环境响应可注射双网络水凝胶实现乳腺癌术后复发和感染的协同治疗
2022年6月25日中国医学科学院放射医学研究所为第一单位在Advanced Science杂志上发表了题为“Tumor-Targeted Injectable Double-Network Hydrogel for Prevention of Breast Cancer Recurrence and Wound Infection via Synergistic Photothermal and Brachytherapy”的研究论文，该研究报道了一种肿瘤微环境响应可注射双网络水凝胶，通过联合局部光热治疗和短距离放疗，可实现乳腺癌术后复发和伤口感染的协同治疗。
在临床上，手术治疗是乳腺癌等浅表实体瘤患者的首选策略，然而由于手术清除不彻底及手术过程中产生的大面积组织缺损，乳腺癌术后高复发和伤口易感染已成为临床预后面临的两大困境，严重影响了患者的预后生存率和生活质量。但现有治疗手段尚无法合理兼顾复发和感染问题，因此亟需开发新型术后辅助联合治疗策略实现肿瘤复发和抗感染协同治疗。
刘鉴峰研究团队针对乳腺癌术后高复发和伤口易感染的临床问题，开发了一种基于光热-短距离放疗协同治疗的肿瘤微环境响应可注射双网络水凝胶。在乳腺癌术后切除部位，通过原位注射海藻酸钠（ALG）、聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）和放射性标记纳米粒子的复合注射液，利用RGD多肽靶向性实现125I标记-金纳米棒在术后残留肿瘤部位的富集，以金纳米棒为光引发剂，利用近红外光原位热引发低分子量PEGDA聚合形成刚性第一网络，完成注射后凝胶的初步成型。然后，以肿瘤细胞间隙液中的Ca2+与海藻酸钠结合形成柔性第二网络，双网络结构的产生能够增强网络交联密度，将放射性纳米粒子紧密固定于肿瘤未清除病灶部位，并利用能量耗散机制进而有效提高凝胶力学强度，使其稳定存在于组织缺损部位；通过光热治疗和短距离放疗联合治疗，一方面短距离放疗可以对术后未清除肿瘤进行持续和深层的治疗，改善近红外光穿透深度不足的缺点；另一方面，光热治疗产生的局部高温环境，不仅可以杀死术后残留肿瘤细胞，还能增强血液循环改善局部乏氧环境，并且能够抑制由放疗引发的DNA损伤自我修复，从而协同增强短距离放疗的抗肿瘤效果，有效降低放疗的照射剂量，减少正常组织的辐射损伤。值得注意的是，利用125I优异的同位素成像功能，这种纳米复合水凝胶可以通过SPECT-CT在整个治疗周期内进行显影和监测。本研究将丰富肿瘤微环境响应可注射双网络水凝胶的设计理念，推动同位素短距离放疗和光热联合治疗体系的发展，对乳腺癌术后复发和抗感染协同治疗的探索产生积极作用，为构建癌症术后辅助治疗体系提供新的策略。
该研究获得了国家自然科学基金项目（82172082, 81971731）、天津杰出青年基金项目（18JCJQJC47300）、中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目（2021-I2M-042, 2021-I2M-1-058）和中国博士后科学基金面上项目（2021M700503）等资助。中国医学科学院放射医学研究所博士后吴元昊为论文第一作者，刘金剑副研究员和刘鉴峰研究员为论文共同通讯作者。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202200681
吴元昊/图文
