靶向精准癌细胞之石墨烯，你知道多少？

  纳米技术已成为癌症治疗的一种新型而有巨大前景的手段。尺寸在几十至几百纳米大小的粒子能够通过EPR效应穿透缺陷的肿瘤血管而在肿瘤组织内聚集，从而实现被动靶向；同时，纳米粒子亦含有巨大的活性表面提供给各种各样的靶向连接分子结合，以实现纳米粒子的主动靶向功能。随着纳米技术的不断发展，各种纳米材料逐渐进入了我们的视野。
  石墨烯，是目前已知最薄的新型二维碳纳米材料，是由单层碳原子以sp2杂化轨道组成的六角型、蜂巢状平面薄膜，具有超大的比表面积，在生物医学方面的应用引起了越来越多的关注。相对于其他纳米材料，石墨烯及其衍生物氧化石墨烯(GO)有着独特的优势：（1）制备成本低，将廉价的碳原料通过简单的化学方法即可制成大量的GO材料，有利于GO在临床上的应用；（2）2D平面状的碳结构使得GO拥有巨大的比表面积，可以用于各种治疗药物的高通量运载；（3）GO具有很好的水溶性，源于其表面富含负电荷的含氧基团（环氧基、羟基和羧基）；（4）独特的2D结构同样适合于以GO为基础的纳米复合材料的构建；（5）GO的生物毒性还存在着一些争议，但从现有资料来看，相对于其他应用于生物医学领域的纳米材料，如金纳米材料、量子点等，GO展现出了更为良好的生物相容性。鉴于此，GO及其衍生物已经被发展为一种很有前景的纳米生物材料用于癌症研究中，包括肿瘤诊断、成像及治疗等。
  戴宏杰课题组首先研发了星状聚乙二醇功能化的纳米级氧化石墨烯(NGO-PEG)，增强了氧化石墨烯在盐溶液和胞浆中的溶解性和稳定性。研究表明，只有当细胞在极高浓度的NGO-PEG溶液中时，其生存能力才会出现轻度下降。在此复合物的基础上，他们引入了B细胞单克隆抗体生成NGO-PEG-Rituxan，增强靶向性，使其能够特定作用于CD20的癌细胞。NGO-PEG-Rituxan溶液中通过π-π堆积作用将阿霉素负载到NGO上，生成NGO-PEG-Rituxan/DOX复合物。肿瘤细胞外的组织为酸性，复合物在酸性微环境中可缓慢释放阿霉素，从而发挥抗癌作用。
  据悉，南开大学物理科学学院田建国、刘智波研究组利用全内反射下石墨烯对介质折射率异常敏感的光学现象，实现了超灵敏单细胞实时流动传感。这一成果可使癌细胞在形成之初即被精确“光测”出来，将为癌症预防提供一条新途径。此外，由于存在异质的原子和电子结构，导致GO在紫外、可见及近红外区域有着强烈的内在可调的荧光。GO作为荧光标记有低毒性、无光漂白现象等优点，利用其近红外光致发光的特点可以有效降低荧光背景及减少激发光照射时对细胞的损伤。Sun等对进入Raji B细胞内的NGO粒子进行了近红外荧光成像，观察了NGO在细胞内的分布。同时，作为一种强有力的载药平台，将这一荧光探针运用于DOX的运载，实现了肿瘤成像与治疗的一体化。
  更加值得关注的是， GO有着一个极宽的从紫外至近红外的光吸收，并且这一吸收特性会随着GO的还原程度增大而增强。在NIR区，内在且强烈的光吸收使得GO在肿瘤的NIR光热治疗中具有潜在的价值。Yang等第一次发表了关于NGO在肿瘤光热治疗的应用研究。他们将PEG修饰后的NGO通过小鼠尾静脉注射进入小鼠体内。用808 nm低强度激光照射后，NGO-PEG处理的小鼠肿瘤能够被有效消除，而肿瘤周围正常组织却没有损伤。
  GO及其衍生物展示出了极好的作为一种新型肿瘤诊断、成像及治疗纳米试剂的潜能。当然，今后的研究仍有很多内容值得进一步探讨。如：GO在体内的分布以及最终去向也是关系到GO能否最终应用到人体的重要问题；真正利用GO于肿瘤的诊断治疗一体化的实验研究仍较少，也是今后GO研究的重点。
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