肿瘤是危害人类生命健康的重大疾病，外科手术、放射治疗(Radiotherapy, RT)和化学治疗是目前肿瘤治疗的主要手段。其中，放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出。据统计，大约70%的肿瘤患者在治疗过程中需要接受放射治疗，大约18%的癌症可以通过放射治疗根治。然而，在临床实践中，放射治疗还存在如下缺点和不足：首先，放射治疗副作用大。传统放射治疗一般需要大剂量照射，并且放射治疗精准性差。大剂量照射既容易引发肿瘤周边正常组织不可逆的损伤，又可抑制患者整体的免疫力，引发恶心、呕吐、认知能力下降，甚至继发性恶性肿瘤等严重副作用。其次，传统放射治疗疗效受肿瘤微环境影响大，临床疗效不佳。肿瘤的微环境（乏氧、低pH、高H₂O₂等）往往造成放射治疗耐受性，临床疗效变差。最后，传统放射治疗属于局域性治疗，难以用于多发瘤等多个病灶治疗。更为重要地，传统放射治疗往往伴随着肿瘤的转移或复发，而复发死亡率高达90%。肿瘤转移和复发已经成为癌症患者死亡的首要原因。因此，目前肿瘤临床治疗亟需发展新型高效、安全、低毒的现代肿瘤放射治疗技术，既能高效杀伤肿瘤，又能有效避免对癌边正常组织的损伤，还可以有效防止肿瘤转移或复发。 

　　中国科学院遗传与发育生物学研究所降雨强研究组联合北京大学科研团队，在前期发展金纳米簇发光探针及实现肿瘤光动力学治疗（ACS Nano, 2020, 14, 8, 9532-9544；ZL20181011468.8；ZL201810410907.3）基础上，于近日在Theranostics期刊线上发表了题为Low-dose X-ray radiodynamic therapy solely based on gold nanoclusters for efficient treatment of deep hypoxic solid tumors combined with enhanced antitumor immune response的文章(DOI:10.7150/thno.78649)。该研究报道了一种基于金纳米簇(Gold Nanoclusters, AuNCs)的放射动力学治疗 (Radiodynamic Therapy, RDT)体系。研究发现，该类金纳米簇既可在肿瘤微酸环境诱导下，实现肿瘤部位的有效富集，又可在低剂量(≤1.0 Gy) X-射线照射和乏氧环境下实体瘤肝癌高效杀伤。进一步研究发现，X-射线辐照下该类金纳米簇探针可产生大量的活性氧自由基(Reactive oxygen species, ROS)，并且其放射动力学机理是I型机制（产生超氧阴离子O₂^？？和羟自由基HO？），而不是常见的II型机制（产生单线态氧singlet oxygen,¹O₂）。更让人惊喜的是，金纳米簇放射动力学治疗过程中可以诱发机体产生强大的抗肿瘤免疫反应和免疫记忆效应，既有助于原位肿瘤的杀伤，又可有效防止肿瘤复发或转移。此外，动物活体实验结果表明，该类金纳米簇材料生物相容性好，不会引起机体明显的系统毒性。总之，金纳米簇放射动力学疗法具有安全性高、普适性强、穿透深度大、治疗疗效好、不易产生耐药性等优点，是一种较为理想的肿瘤治疗新方法。 

　　降雨强研究组的朱胜藏博士和博士生燕飞虹为该论文的共同第一作者。降雨强研究员和韩荣成副研究员为共同通讯作者。特别感谢中国科学院遗传与发育生物学研究所孟文翔研究员对本研究的指导，中国科学院遗传与发育生物学研究所杨琳老师、李婷老师和中科院青藏高原研究所孙亚莉老师等在本研究中提供的技术支持。该研究得到了国家自然科学基金、中科院战略性先导和三亚崖州湾科技城科研项目和分子发育生物学国家重点实验室等项目的资助。 

图：金纳米簇放射动力学治疗