引用本文:王艺洁，胡怡萱，孙毓琛，等.多功能金纳米粒子的构建及其在癌症诊疗中的应用[J]. 化学试剂，2024，46(8)：10-18.
DOI:10.13822/j.cnki.hxsj.2024.0099
背景介绍
恶性肿瘤是全球健康领域的一项严峻挑战，高效的肿瘤筛查与早期干预是提升患者存活率、减少死亡的关键策略，同时它也是促进癌症防控研究的重要方法。近期，金纳米颗粒因其出色的生物兼容性、光热转换效率及低毒性而备受瞩目。经过修饰的金纳米颗粒能够特异性地识别并作用于肿瘤细胞，同时能够通过光热治疗、光动力治疗和化疗的协同作用来治疗癌症。并且，金纳米颗粒的独特光学性质在生物成像技术中也显示了其巨大的应用潜力。
文章亮点
1.系统总结了金纳米粒子的多种功能化修饰物、修饰方法、原理以及应用场景；
2.综合概述了多功能金纳米复合材料在癌症诊断与治疗领域中的研究进展；
3.为功能化金纳米粒子在癌症诊疗中提供了新的思路，也为金纳米粒子的研究和应用提供了指导。
内容介绍
1 金纳米粒子的功能化
1.1 生物标志物
常用来修饰AuNPs的生物标志物主要包括多肽、单克隆抗体、核酸、脂质体、维生素和微生物等。
Zeng等[14]通过酰胺键将单个金纳米星（AuNS）封装在MIL-101-NH2（Fe）的核壳载体结构中，开发了良好的AuNS@MOF-ZD2纳米复合材料，以实现针对三阴性乳腺癌（TNBC）的特定靶向，如图2所示。
1.2 无机材料
有学者发现金实现了高催化活性（转化率> 90 %），在这项研究中，利用阴阳离子相互结合负载磷化氢的金纳米颗粒催化氧化苯甲醇，其催化性能取决于金的粒径、载体的类型和金纳米团簇组成中存在的阴离子[25]，如图3所示。
1.3 有机高分子材料
Freese等[27]通过酰胺键实现聚2-羟丙基甲基丙烯酰胺包被的金纳米颗粒对脑内皮细胞表现出高吸收率，并用于完善血脑屏障体外模型检查跨血脑屏障的转运机制，如图4所示。
1.4 金属材料
多孔氟化镁-超纳米颗粒（MON）利用氨基丙基三乙氧基硅烷作为介质通过静电作用相结合。所得等离子体表面具有很高的机械稳定性，并且能够在非常宽的光学窗口上进行光谱分析[36]，如图5所示。
综上所述，功能化的金纳米粒子不仅仅是单一的被修饰，而是多种材料混合修饰，以便提高金纳米粒子的稳定性和功能化，如表1所示。
2 多功能金纳米粒子在癌症诊疗中的应用
2.1 多功能金纳米粒子在癌症诊断中的应用
钆功能化金纳米颗粒可作为MRI造影剂通过影响弛豫度对肿瘤原因（如血管渗漏和不良淋巴引流所致的肿瘤）进行追踪与反馈，也可运用多模态成像正电子发射断层扫描/计算机断层扫描（PET/CT）来观察肿瘤的形态（CT）和代谢（PET）从而分析不同癌症的进展[50]，如图6所示。
2.2 多功能金纳米粒子在癌症治疗中的应用
化疗药物可以附着在纳米颗粒上，因此将一直用于治疗癌症的甲氨蝶呤（MTX）与金纳米颗粒偶联后，与游离MTX相比，对许多肿瘤细胞系表现出更高的细胞毒性。
另一种药物DOX通过酸不稳定连接子与金纳米颗粒结合时，对多重耐药乳腺癌细胞系的毒性增强，从而在一定程度上克服了多重耐药性[53]。
3 多功能金纳米粒子在临床中的应用
目前FDA已经批准了少数基于金纳米颗粒的技术用于药物的诊断和治疗目的[63]。金纳米颗粒的细胞毒性高度依赖于颗粒的大小和形态、环境和生产的方法[64]。目前另一项基于金纳米颗粒的临床试验正在进行中，目的是评估一种肿瘤学新方法的可行性，包括使用纳米传感器阵列来识别胃疾病。已有研究表明，纳米传感器阵列可以提供缺失的非侵入性筛查工具来区分胃癌和相关的癌前病变[65]。
4 结论与展望
综上所述，金纳米粒子因被聚合物修饰从而使其具有多种性能，可进一步提高癌症的诊断和治疗效果。其中，靶向联合治疗癌症的金纳米粒子复合物的制备方法多种多样，药物载体与生物成像应用方面也越来越受到科学家们的广泛关注，极大地拓宽了金纳米粒子在体内外的应用，但其仍然存在一些挑战。在靶向治疗癌症方面，AuNPs复合物会从溶酶体、内质和线粒体等特定亚细胞位点发生逃逸，或者与生物分子之间相互作用发生聚集从而干扰体内正常功能，进而导致治疗效果差。在光稳定方面，AuNPs复合物受到激光照射不仅与环境有关，还与体内生物分子间的不良反应有关，造成光学效果弱。另外，金纳米粒子治疗体系在联合治疗癌症中的机制尚不明确。并且，多功能金纳米粒子治疗平台未显示出更好的临床治疗效果。因此，为了提供更全面、更切合实际的金纳米粒子治疗平台，可以通过与胞内分子共价结合并控制AuNPs的浓度、分散性和稳定性去探索该治疗平台的医学潜力。
