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具有可扩展平面结构的疏水性有机光疗剂（OPTA）自组装成纳米颗粒（NP）是增强其生物相容性的关键策略。然而，这些纳米颗粒内的紧密分子堆积影响活性氧（ROS）的产生和光热转换效率（PCE），对其在光动力疗法（PDT）和光热疗法（PTT）中的应用效果构成阻碍。
2024年1月2日，暨南大学江桂华、Li Shumei和中国科学院马平安、吉林师范大学王津共同通讯在Small 在线发表题为“Glutathione-Driven Disassembly of Planar Organic Phototherapeutic Agents to Enhance Photodynamic-Photothermal Therapy Performance for Nasopharyngeal Carcinoma”的研究论文。该研究通过供体工程合成了三个OPTA。值得注意的是，4,8-双（5-苯基噻吩-2-基）-6-（2-乙基己基）-[1,2,5]噻二唑[3,4-F]苯并三唑（BTBT）以苯环作为供体，ROS生成和光热转换能力最佳。
为进一步增强BTBT NPs的光疗诊断潜力，作者采用了谷胱甘肽（GSH）驱动的分解策略。这种策略不仅减轻了聚集引起的淬灭（ACQ）对ROS的影响，还增强了自由分子旋转。结果表明，ROS产量增加了10倍，光热转换温度上升了8.3°C，实现了77.03%的PCE。总之，该研究提出了一种多功能的分解策略，同时提高了平面OPTA中PDT和PTT的性能，推动了鼻咽癌（NPC）治疗技术的发展。
2020年，中国报告了62444例鼻咽癌新增病例，占全球总数的46.8%，是鼻咽癌新发病例最高的国家。虽然放射治疗（IMRT）技术的广泛使用和放化疗联合的治疗模式使鼻咽癌患者总体5年生存率超过80%，但约20%的局部晚期鼻咽癌患者在根治性放疗后仍会出现复发或转移。一旦发生复发或转移，患者的生存预后显著下降，5年总生存率仅为20-40%。因此，仍需进一步探索和优化NPC治疗方法。近年来，PDT和PTT等新疗法的出现为NPC治疗提供了新的选择。PDT和PTT作为两种基于光学原理的新兴疗法，具有选择性好、毒副作用小、时空可控性强、治疗可重复、无耐药性等优点，广泛用于治疗各种良恶性肿瘤、癌前病变和感染性疾病。目前，已报道了多种用于PDT和PTT的材料，如吲哚菁绿、花青衍生物、聚集诱导发光（AIE）材料、贵金属纳米材料（如金纳米球、金纳米棒）、碳纳米材料（如石墨烯、碳点）和金属硫化物（如硫化铜）。与其他材料相比，OPTAs具有以下显著优势：1）良好的生物相容性和生物降解性；2）多功能改性的潜力；3）优异的光物理和光化学性能；4）成本低，易于制备，重现性强。其中，平面OPTA是PDT和PTT的候选材料。图1 BTBT NPs 用于鼻咽癌的多模式成像引导治疗诊断机制示意图（摘自Small ）据报道，含有电子供体（D）和受体（A）的平面OPTA在PDT和PTT中取得了显著成果。首先，D-π-A结构促进了分子内电荷转移（ICT）并减少了S1和T1(∆S-T）之间的能级间隙，从而促进系统间交叉（ISC）并为PDT生成更多的ROS。另一方面，平面结构产生更高的光吸收并改善PTT的PCE。有学者设计了一种无重原子的半菁光敏剂（BHcy），具有更平面的结构和更大的π共轭系统。BHcy NPs表现较高1O2协同PDT和PTT的生成效率（12.9%）和PCE（55.1%）。还有研究通过供体/侧链工程增强了分子平面性，以增强PTT效果。部分设计了一系列共轭聚合物，通过调节供体和受体单元的共轭程度和平面性，也实现了优异的PCE（约61.8%）。然而，具有大π偶联和平面结构的OPTA在聚集状态下具有过于强的π-π堆叠相互作用，导致荧光弱、ROS生成效率低和分子旋转有限，更容易受到ACQ效应的影响，从而限制了其光疗诊断性能。研究发现，肿瘤细胞内NPs释放的OPTAs可以通过促进分子运动来增强PCE。然而，作为两种相互竞争的能量耗散途径，如何同时提高平面OPTA的PDT和PTT性能仍是一个重大挑战。考虑到肿瘤细胞中过表达GSH会严重削弱光动力效应，该研究采用GSH驱动的拆解策略来增强平面OPTAs的光动力和光热特性：1）使用蒽、萘和苯作为电子供体构建具有D-A-D结构的OPTAs。随着苯环数的减少，供体的供电子能力逐渐增强，整个分子的平面性得到提高。2）以苯环为电子供体的BTBT表现出最强的ICT和自旋轨道耦合（SOC）常数，促进了ISC，BTBT的ROS生成能力最强，PDT效果最好。3）BTBT还拥有最好的分子平面度，有效增强了其光捕获能力，使其具有最好的PCE。4）利用GSH诱导肿瘤细胞中BTBT NPs的分解，一方面可以消耗GSH并抑制其抗氧化作用，在ROS存在下促进细胞内氧化还原失衡以增强PDT；另一方面，分解状态下的分子具有较松散的堆积，有利于促进分子旋转，从而增强PTT。最终，ROS产量增加了10倍，光热转换温度提高了8.3°C。体外和体内实验均表明，BTBT介导的PDT和PTT可显著诱导细胞凋亡并抑制肿瘤生长，为进一步推动NPC的诊断和治疗提供了新视角。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202409196![]()
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