JMC：光动力疗法或有望作为一种新型的人类抗癌利器 ！

尽管化疗药物可以挽救生命，但其并非对所有癌症患者都有效。近日，一篇发表在国际杂志Journal of Medicinal Chemistry上题为“Two-Photon Photodynamic Therapy Targeting Cancers with Low Carboxylesterase 2 Activity Guided by Ratiometric Fluorescence”的研究报告中，来自多伦多大学密西沙加分校等机构的科学家们通过研究识别出了新方法或能利用特定类型的光来靶向作用对当前药物疗法耐受的癌细胞，这种方法要比传统化疗而言对于一些患者更加容易治疗一些。

如今，光动力疗法（Photodynamic therapy）被用来主要治疗皮肤癌（因为向机体外部输送光更加容易一些），其能利用精确的靶向光（通常来自激光）来激活或开启药物从而杀灭癌细胞，但光在机体组织中的传播距离并不长。那么，如何将光安全地运送到更深层的癌症中，比如胰腺癌或乳腺癌，以及如何识别出哪种癌症会对杀灭细胞的药物产生反应；哪些癌症会产生耐受性，科学家们所面临的挑战在于使得光纤尽可能地接近红光，在可见光光谱的所有颜色中，红光的波长最长，这就使其能够穿透组织，但其也是能量最低的光，其对健康细胞的伤害最小。

研究者Karishma Kailass表示：我们发现，利用称之为双光子的方法，即两个微小的光粒子在完全相同的时间内撞击从而就能达到这种效果，这种方法或许就能使得光纤的波长加倍且能量减半，再加上一种仅能被光所激活的特定抗癌分子，其或许就能成功破坏原本对常规化疗具有抵抗力的癌细胞。在开发抵御癌症疗法的同时，大多数的研究都重点分析了癌细胞中过量表达的特定蛋白，其中很多分子和药物都能与过度表达的靶点结合。

本文研究的特殊之处在于，研究人员采取了一种方法来靶向作用癌症中表达不足的东西，他们分析了药物耐受性的胰腺癌和乳腺癌样本。结果发现，癌细胞中名为羧酸酯酶（carboxylesterase）的蛋白的表达水平较低，由于这正是最常见的化疗药物所靶向作用的特殊蛋白，因此携带该蛋白水平较低的癌症也将具有一定的耐受性。

图片来源：National Cancer Institute/Unsplash

这种蛋白质的水平因人而异，但使用双光子光就会使得这种分子表现出不同颜色的荧光，这取决于其表达水平的高低，当高水平的蛋白质存在时，其就会发出红色的荧光；当低水平的蛋白质存在时，其就会发出黄色的荧光，这样我们就能知道患者是否对化疗能产生反应或者耐受，如果患者耐受的话，研究人员就能利用这种分子本身来对其治疗。

这种疗法非常精准，对于发出红色荧光的细胞而言，传统的化疗会发挥作用，但分子不会，因为蛋白质会将其分解，而对于发出黄色荧光的细胞而言，分子则能保持其形态，而双光子光则能将其激活并杀灭癌细胞。这种方法对于患者而言非常容易，所需时间也更短，且在门诊基础上都可以进行，即注射光敏剂分子以便其能在肿瘤部位发生沉淀，同时还能利用光纤技术来传递光。到目前为止，这项研究仅在实验室中进行，但下一步研究人员将会进行动物研究，他们希望未来能很快在人类机体中进行相关的临床试验。

研究者Kailass的发现是一个意外，当她研究分子的光敏感性的实验中使用了错误的光时，她笑着说道，我用紫色的光来照射黄色，而我应该利用绿色的光来照射红色，于是她惊讶地看着这个分子产生了更多抗癌特性，于是她继续进行了相关深入的研究；研究人员设想这种新型分子或能帮助临床医生进行药物决策的制定，并能为研究人员提供新型的治疗性措施来比常规化疗药物更加有效地杀灭癌细胞。

综上，本文研究结果表明，Benz-AP分子或能作为一种新型的治疗剂，在产生人类羧酸酯酶耐药癌细胞中具有选择性的光细胞毒性，从而就使得Benz-AP分子能作为一种在体内使用非常有前途的药物制剂。

原始出处：

Karishma Kailass, Oleg Sadovski, Warren R. Zipfel, et al. Two-Photon Photodynamic Therapy Targeting Cancers with Low Carboxylesterase 2 Activity Guided by Ratiometric Fluorescence, Journal of Medicinal Chemistry (2022). 

DOI: 10.1021/acs.jmedchem.1c01965