日前,浙江大学就 “一种单宁酸铁修饰的双光敏剂负载上转换纳米颗粒、制备方法与应用” 发布成果转化公示,拟以 35 万元加销售提成的方式,将该技术转让给产业方。
该专利由岑栋、蔡秀军、邓人仁、李翔共同完成,其中蔡秀军院士长期深耕肝胆胰外科与肿瘤诊疗领域,曾获梁何利科学与技术创新奖、浙江省科学技术奖重大贡献奖等重磅奖项,首创腹腔镜刮吸解剖法肝切除术等技术,还创建国内首个微创医学学科;岑栋研究员现为该院普外科主治医师,聚焦微创医学多学科交叉研究,主攻智能植入器械(水凝胶、医用纤维等)的构建与临床转化。
该专利隶属于生物纳米材料领域,具体而言,涉及一种具备化学动力治疗与光动力治疗协同作用,同时引发肿瘤免疫原性细胞死亡,从而实现增强抗肿瘤免疫效果的纳米治疗平台的制备及其应用性能评估。
其技术核心在于直径为100nm的复合纳米颗粒,该颗粒以四层核壳结构的上转换纳米颗粒为基材,负载双光敏剂Ce6与MC540,并吸附单宁酸铁络合物。针对传统肿瘤治疗中光动力疗效受限及免疫应答不足等难题,该技术通过808nm近红外光激发,实现“化学动力-光动力”协同抗肿瘤效果,并能够诱导肿瘤免疫原性细胞死亡,联合免疫检查点抑制剂以增强疗效。
此外,该平台还兼具肿瘤CT与MRI成像功能,成功构建了“诊疗一体化”的纳米治疗平台,为恶性肿瘤的精准治疗开辟了新的路径。
恶性肿瘤是严重威胁人类健康的重大疾病。目前,治疗恶性肿瘤的手段主要包括手术切除、化疗、放疗和免疫治疗等。然而,这些方法均存在一定的局限性:晚期肿瘤往往无法手术切除;化疗具有全身毒性且易产生耐药性;乏氧肿瘤微环境制约放疗的疗效;免疫治疗应答性不佳且费用高昂。因此,临床迫切需要探索创新的肿瘤治疗策略。
肿瘤的发生与发展与肿瘤细胞的无限增殖以及对免疫监视系统的逃避密切相关。肿瘤细胞因其迁移性和失去接触抑制,具备了无限增殖的能力。同时,肿瘤细胞通过多种机制逃避机体免疫系统的监视和清除。具体而言,理想的肿瘤治疗策略应既能有效杀伤肿瘤细胞,又能激活机体的抗肿瘤免疫反应,从而实现全面的肿瘤治疗。
随着纳米技术的不断进步,其在肿瘤诊疗等生物医学领域的应用日益广泛,开拓了多种肿瘤治疗策略,如光热治疗、光动力治疗和化学动力治疗等。光动力治疗(Photodynamic Therapy, PDT)是指利用特定波长的激光照射光敏剂,光敏剂将能量传递给氧分子,从而产生活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS),以杀伤肿瘤细胞。
传统光动力治疗(PDT)所使用的光敏剂需在紫外-可见光激发下发挥作用,但紫外-可见光在组织中的穿透深度有限,这极大限制了其在实体瘤或深层肿瘤治疗中的应用。相比之下,近红外光(near infrared, NIR)处于生物组织的“光学窗口”区域,能够有效穿透生物组织。借助上转换纳米颗粒(upconversion nanoparticles, UCNPs),近红外光可被转换为可见光或紫外光,从而激发光敏剂,实现光动力治疗。通过合理设计UCNPs的结构并优化能量传递效率,可有效提升上转换PDT的治疗效果。化学动力治疗(chemodynamic therapy, CDT)是一种新兴的肿瘤治疗策略,其利用芬顿试剂与肿瘤部位的H₂O₂发生反应,生成羟基自由基,进而有效杀伤肿瘤细胞。
PDT和CDT治疗体系均具有诱导肿瘤细胞发生免疫原性细胞死亡(immunogenic cell death, ICD)的潜能。已有研究表明,PDT能够有效诱导肿瘤细胞发生ICD,但在乏氧的肿瘤微环境中,其诱导效率受到限制。此外,CDT也可联合化疗等其他方式诱导ICD。
因此,构建CDT/PDT协同治疗体系,不仅可通过改善肿瘤乏氧环境提升PDT诱导ICD的效率,还可能发挥CDT与PDT协同诱导ICD的作用。
目前临床上用于肿瘤成像的方式包括荧光、电子计算机断层扫描(computed tomography,CT)、磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)等。兼具上述肿瘤成像能力的诊疗一体化体系,在肿瘤的精准治疗中具有显著优势。综上,如何制备一种综合上述效果的纳米颗粒具有重要意义。
针对上述问题,团队开发了基于单宁酸铁修饰的双光敏剂上转换纳米颗粒技术。该技术通过构建四层核壳结构上转换纳米颗粒,负载双光敏剂并吸附单宁酸铁络合物,实现了化学动力-光动力协同治疗与免疫原性细胞死亡诱导,同时具备CT/MRI多模态成像功能,形成了一套“诊疗一体化”解决方案,以突破现有技术局限。
从功能协同性来看,该技术首创“化学动力-光动力-免疫治疗+多模态成像”一体化体系:一方面,双光敏剂Ce6与MC540的吸收峰可完全覆盖四层核壳上转换纳米颗粒的发射峰,在808 nm近红外光激发下能高效提升光动力治疗(PDT)效果;同时,单宁酸铁络合物(FeTA)可响应肿瘤酸性微环境,不仅能通过芬顿反应触发化学动力治疗(CDT),还可生成氧气以改善肿瘤乏氧状态,进一步增敏PDT,从而实现CDT与PDT的高效协同,克服传统单一疗法疗效有限的问题。另一方面,该体系可有效诱导肿瘤免疫原性细胞死亡(ICD),联合免疫检查点抑制剂能显著增强抗肿瘤免疫应答,打破免疫逃逸屏障;同时具备CT与MRI双模态成像功能,可精准定位肿瘤并评估疗效,为诊疗方案调整提供实时依据。
在技术突破性方面,四层核壳结构的上转换纳米颗粒设计具有显著创新性:以NaGdF₄为基质,通过精准调控Yb、Tm、Nd、Er等稀土元素的掺杂比例(如NaGdF₄:Yb,Tm层掺杂比为49:1,NaGdF₄:Nd,Yb层为10:10),实现对808 nm近红外光的高效吸收与能量转换,解决了传统光敏剂依赖紫外-可见光激发、组织穿透深度不足的瓶颈。此外,纳米颗粒表面经SiO₂包覆与氨基改性,不仅提高了生物相容性,也为双光敏剂负载和单宁酸铁络合物吸附提供了稳定载体,保障了各功能模块的有效整合;其制备工艺简便、成本可控,具备良好的规模化生产潜力。
在临床适配性层面,该技术紧密贴合临床需求:复合纳米颗粒直径约为100纳米,具备良好的生物分散性与靶向性,可精准富集于肿瘤部位。体外细胞及动物实验证实,该体系对正常细胞毒性低,但能高效抑制肿瘤生长,且联合免疫治疗后可抑制远端肿瘤,适用于多病灶或转移性肿瘤的治疗,为晚期患者提供了新的治疗选择,显著增强了临床转化潜力。
从学术界研究进展与产业界产品布局来看,光动力治疗(PDT)在肿瘤领域的探索已形成多元赛道,既有针对传统PDT痛点的技术突破,也有成熟产品的临床落地,具体可从以下维度梳理:
在学术界,针对PDT核心痛点的创新研究持续涌现。
一是围绕“乏氧微环境改善”展开的协同治疗方案。例如,南华大学、湘雅医院与北京大学联合研发的Combo-NP纳米粒子,通过负载血管抑制剂乐伐替尼实现肿瘤血管正常化,在缓解缺氧问题的同时诱导免疫原性细胞死亡(ICD),联合PD-L1抑制剂可显著抑制葡萄膜黑色素瘤转移。中国科学院陈俊团队与中国医学科学院胡毅团队开发的IM@iPPAE@siMCT4纳米系统,整合光敏剂(ICG)、纳米酶(氧化铁颗粒)与乳酸转运蛋白抑制剂(siMCT4),既能通过PDT直接杀伤肿瘤,又可阻断乳酸外排以逆转肿瘤代谢共生,并在酸性环境中增强化学动力治疗(CDT)效果,形成“PDT+CDT+代谢调节”三重协同作用。
二是新型光敏剂与靶向递送技术的突破。《中国恶性肿瘤学科发展报告(2024)》提及植物光敏剂的优化,如叶绿素衍生物与水溶性蛋白结合提升靶向性、金丝桃素诱导铁死亡等;智能递送系统也取得进展,如线粒体靶向的PSs@BSAs纳米颗粒、pH/GSH双响应光敏剂平台等。
此外,光源技术创新拓展了PDT的应用场景。电子科技大学薛欣宇团队开发的无线无电池食管支架,集成超声驱动光源与电化学气动执行器,可在200mm范围内自主移动并实现精准靶向,提升食管癌治疗效果。上海交通大学卢敏团队研发的红蓝双波长柔性LED贴片,结合红光(630nm)与蓝光(470nm)协同治疗,用于促进慢性创伤愈合和抗菌治疗。这些技术有效解决了传统光源穿透浅、适配性差的问题。
在产业界,已有多款PDT药物实现临床转化,并聚焦不同肿瘤适应症。
中国企业在该领域布局领先。复旦张江研发的第二代光敏剂“艾拉”(盐酸氨酮戊酸)于2007年获批用于尖锐湿疣治疗,其拓展适应症的相关项目中,用于宫颈癌前病变和中重度痤疮的项目已完成II期临床研究,用于光化性角化病的项目已进入II期临床,而用于脑胶质瘤及膀胱癌术中可视化指引的项目均已推进至关键临床阶段。海姆泊芬(复美达®)海外注册项目正在美国推进II期临床。
此外,复旦张江还在进行新型近红外光敏剂研发,拟用于治疗皮肤及腔膜体等深层次难治性疾病。
重庆迈乐生物的“喜泊分”(血卟啉注射液)于2006年获中国国家药监局批准为1类新药,通过光敏反应靶向灭杀肿瘤细胞,适用于口腔、膀胱、肺等部位浅表癌症及癌前病变治疗。
海正药业、龙华药业等企业也有在研光敏剂推进至临床阶段,多聚焦于实体瘤治疗。
国际方面,Soligenix公司的SGX301(合成金丝桃素外用膏)在皮肤T细胞淋巴瘤的3期临床中显示持续疗效,属于“first-in-class”光动力疗法;早期获批的卟吩姆钠(porfimer sodium)仍广泛用于食管癌、肺癌等深部肿瘤治疗,为临床常用PDT药物。
整体来看,当前PDT领域的研究与产品均围绕“提升疗效、拓展适应症、优化安全性”展开。学术界侧重技术创新突破(如协同治疗、靶向递送),产业界则聚焦成熟技术的临床转化与迭代。浙江大学此次转让的“单宁酸铁修饰双光敏剂纳米颗粒”,凭借“PDT+CDT+免疫协同+多模态成像”的一体化设计,在现有赛道中形成差异化优势,尤其在解决乏氧问题与免疫激活的协同性上,填补了当前PDT技术的功能空白。

















