功能化量子點(diǎn)在腫瘤診治中的應(yīng)用

韓爽，夏天，李慶寧，郭俊明，陸佩蓓

1 寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院，浙江 寧波 315211

2 寧波衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 寧波 315010

惡性腫瘤是造成人類死亡的主要原因之一，早期診斷是更好地治療腫瘤和降低其死亡率的最有效辦法。傳統(tǒng)的腫瘤診斷方法 (如CT、MRI和PET等)不能檢測到體積小于2 cm的腫瘤；傳統(tǒng)的治療方法 (如放療、化療和介入治療等)價(jià)格昂貴，不良反應(yīng)較多，治療效果不理想。因此，需要建立新的診斷和篩查技術(shù)以及有效的治療方法，以降低腫瘤的死亡率。

納米材料因其獨(dú)特性質(zhì)在光學(xué)、磁學(xué)、化妝品、催化、制藥和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用日益增多。納米技術(shù) (Nanotechnology) 是21世紀(jì)的新興技術(shù)。隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展，納米材料為包括腫瘤在內(nèi)的多種疾病的診治提供了嶄新的解決途徑和借鑒價(jià)值[1]。量子點(diǎn) (Quantum dots，QDs)是一種直徑在10 nm以內(nèi)的半導(dǎo)體納米材料，比普通細(xì)胞的體積小數(shù)千倍，且具有吸收波長范圍寬和發(fā)射波長范圍窄的特性。量子點(diǎn)的材料有很多種，如硒化鎘 (CdSe)、硫化鋅 (ZnS)、砷化銦(InAs) 和碲化鎘 (CdTe)等。不同材料及不同大小的量子點(diǎn)會發(fā)出不同的熒光[2]，例如：不同的CdTe量子點(diǎn)能分別在535 nm (綠色光，G-QDs)、598 nm (黃色光，Y-QDs)和654 nm (紅色光，R-QDs)處具有最大光發(fā)射量[3]。本實(shí)驗(yàn)室在不同酸堿條件下制備得到的 CdTe量子點(diǎn)，可在紫外光激發(fā)下發(fā)射出不同波長的熒光 (圖1)。

圖1 不同pH值下制備的量子點(diǎn)在365 nm的紫外光激發(fā)下發(fā)射出不同熒光Fig. 1 Different fluorescence of QDs under 365 nm UV irradiation, which prepared under different pH conditions. (A)ddH2O. (B)pH 9.5. (C)pH 10.2. (D)pH 11.4.

量子點(diǎn)是納米范圍的微型發(fā)光粒子，與有機(jī)染料和熒光蛋白相比，它們具有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)特性、大小可調(diào)的光發(fā)射性能、卓越的信號強(qiáng)度，也有抗淬滅、廣泛的吸收光譜、同時(shí)激發(fā)多種熒光顏色等性質(zhì)。因此，量子點(diǎn)可彌補(bǔ)有機(jī)熒光染料的不足，具有代替熒光染料的潛能，可成為一種新型的生物學(xué)和醫(yī)學(xué)熒光標(biāo)記。作為一種熒光標(biāo)簽，半導(dǎo)體量子點(diǎn)可被廣泛應(yīng)用于免疫復(fù)合物及RNA雜交過程分析、細(xì)胞分類與示蹤、靶向、治療載體、藥物傳遞、納米醫(yī)學(xué)、體內(nèi)成像與體外生物標(biāo)記等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[4-12]。此外，對量子點(diǎn)修飾，能為腫瘤成像和治療提供一個(gè)可設(shè)計(jì)的多功能納米支架[13]?？傊?，在醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究及臨床影像應(yīng)用中功能化的量子點(diǎn)極具潛在價(jià)值，將為腫瘤診治提供新途徑。

1 功能化量子點(diǎn)用于腫瘤早期診斷和治療

目前，用于腫瘤早期診斷的生化方法多基于酶聯(lián)免疫法(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)，這類方法操作繁雜、費(fèi)用不菲，而且重復(fù)性不佳，往往需要檢測多種生物標(biāo)志物才能達(dá)到較為理想的診斷效率。為實(shí)現(xiàn)早期診斷腫瘤的目的，定期和動態(tài)觀察標(biāo)志物水平變化是一種有效的辦法，但這種檢查周期過長，不易堅(jiān)持，對偏僻地區(qū)患者有一定操作難度；并且當(dāng)腫瘤標(biāo)志物濃度僅發(fā)生輕微改變時(shí)，現(xiàn)有的大部分篩選方法在診斷決定值 (在臨床類別中的最佳分界點(diǎn)，區(qū)別精確評估患者腫瘤疾病早期階段的分界點(diǎn))附近檢測受限[14]。近年來，納米顆粒，尤其是具有水溶性和易結(jié)合功能團(tuán)等優(yōu)勢的量子點(diǎn)在作為診斷和藥物傳送工具上的應(yīng)用引起了廣泛關(guān)注，并為腫瘤診治提供了很多潛在途徑。

目前，量子點(diǎn)應(yīng)用于腫瘤診斷和治療的思路存在交叉和共通之處，主要可通過2種方式來進(jìn)行：一是利用其特殊的光學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行成像檢測、通過熒光共振能量轉(zhuǎn)移 (Fluorescence resonance energy transfer, FRET)和光動力對腫瘤進(jìn)行治療；二是將量子點(diǎn)功能化，在其表面添加一些生物活性物質(zhì)用于檢測腫瘤標(biāo)志物，或在其內(nèi)部嵌入基因片段、肽鏈和一些化療藥物，進(jìn)行腫瘤靶向治療。量子點(diǎn)在生物系統(tǒng)內(nèi)的潛在毒性與清除也非常值得關(guān)注[4]。很多研究表明，經(jīng)明膠、聚乙二醇等材料包被后的功能化量子點(diǎn)可大幅改善其生物相容性[15]。本文著重從分子靶向識別、淋巴結(jié)定位方面來探討量子點(diǎn)用于腫瘤早期診斷的新進(jìn)展；從藥物傳遞方面探討量子點(diǎn)應(yīng)用于腫瘤的治療；并討論了量子點(diǎn)的毒性和局限性以及用于腫瘤檢測和治療的多功能量子點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

1.1 用于分子靶向識別

現(xiàn)階段，無論是腫瘤診斷還是治療，對腫瘤靶向識別是關(guān)鍵。腫瘤組織表面很多特異性蛋白質(zhì)以及腫瘤組織特異性表達(dá)的基因都可作為靶標(biāo)用于腫瘤的檢測。這些腫瘤標(biāo)志物在腫瘤早期診斷和治療中表現(xiàn)出巨大潛力，可以用于腫瘤篩選、分期、轉(zhuǎn)移評價(jià)、確定藥物干預(yù)反應(yīng)[14,16-18]。利用量子點(diǎn)結(jié)合腫瘤標(biāo)志物檢測癌癥已有較多報(bào)道 (表 1)。

研究人員利用量子點(diǎn)合成了電化學(xué)量子點(diǎn)(Electrochemical QDs, EC QDs)，作為一種電化學(xué)編碼的量子點(diǎn)條碼，成功檢測了腫瘤標(biāo)志物癌胚抗原 (Carcinoembryonic antigen, CEA)，在腫瘤標(biāo)志物的檢測中具有潛在意義[37]。Diagaradjane等[24]對量子點(diǎn)與表皮生長因子 (Epidermal growth factor, EGF)進(jìn)行生物結(jié)合，成功得到納米探針，根據(jù) EGF受體的表達(dá)量成像，在小鼠體內(nèi)檢測結(jié)腸癌。另外有研究表明，葉酸包被的量子點(diǎn)也成功在體外檢測到人結(jié)腸腺癌細(xì)胞Caco-2[15]。對于嚴(yán)重威脅女性生命的卵巢癌、宮頸癌和乳腺癌，很多科研人員也做了體外實(shí)驗(yàn)。Jokerst等[14]利用量子點(diǎn)制作納米芯片檢測乳腺癌、睪丸癌、結(jié)腸癌和卵巢癌患者血清和唾液中的腫瘤標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)能檢測到低至 0.01 pmol/L的腫瘤標(biāo)志物，比ELISA的檢測范圍擴(kuò)大2倍，用時(shí)卻更短。多名實(shí)驗(yàn)者用Her-2結(jié)合的量子點(diǎn)進(jìn)行NIR分子成像，在體外成功檢測到人乳腺癌細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)合成的量子點(diǎn)探針的毒性很小，意味著將來在體內(nèi)成像中存在巨大潛力[19-20]。在一項(xiàng)卵巢癌的研究中，研究者用巰基乙酸(Mercaptoacetic acid, MAA)包被的量子點(diǎn)在體外成功檢測到人卵巢癌細(xì)胞[38]。Sun等[30]利用CEACAM8抗體結(jié)合的量子點(diǎn)對宮頸癌HeLa細(xì)胞進(jìn)行免疫熒光成像，取得良好效果。實(shí)驗(yàn)證明，通過用分子標(biāo)記-QDs定量單個(gè)活細(xì)胞產(chǎn)生的總熒光信號，測量乳腺癌 MCF-7細(xì)胞中內(nèi)源性原癌基因c-myc的表達(dá)，可精確地檢測到RNA的含量，從而進(jìn)行診斷[16]。在胃癌、肺癌、肝癌、前列腺癌、黑色素瘤和神經(jīng)膠質(zhì)瘤中也有相關(guān)研究 (表1)。還有很多研究員致力于對腫瘤血管成像的研究，他們在量子點(diǎn)表面結(jié)合RGD肽鏈和integrin αvβ3，成功制備了雙功能量子點(diǎn)探針，這種探針對腫瘤血管進(jìn)行PET/NIRF成像，極大地減少了深部組織定量靶向成像中的潛在毒性，并克服了光學(xué)成像中的組織穿透力限制，與單獨(dú)使用NIRF相比，可以檢測到更低濃度的腫瘤造影劑[28]。量子點(diǎn)可同時(shí)用于癌癥成像和病理檢測，將兩者結(jié)合后對乳腺癌進(jìn)行診斷，通過雙色成像可實(shí)現(xiàn)對乳腺癌侵襲的早期檢測[22]。量子點(diǎn)特殊的熒光性質(zhì)使得成像效果更好。

此外，腫瘤的異質(zhì)性是惡性腫瘤的特征之一，是指腫瘤在生長過程中，經(jīng)過多次分裂增殖，其子細(xì)胞呈現(xiàn)出分子生物學(xué)或基因方面的改變，從而使腫瘤的生長速度、侵襲能力、對藥物的敏感性、預(yù)后等各方面產(chǎn)生差異。腫瘤異質(zhì)性在腫瘤研究和治療中都是關(guān)鍵問題。研究人員利用E-Cadherin、高分子量角蛋白、p63、α-methylaiyl CoA消旋酶結(jié)合的量子點(diǎn)顯示了結(jié)構(gòu)迥異的前列腺體，并在分子、細(xì)胞和結(jié)構(gòu)水平揭示了人前列腺體由2層基底和管腔細(xì)胞變?yōu)閱螌訍盒约?xì)胞的結(jié)構(gòu)改變過程[39]。參與癌癥增殖、存活和轉(zhuǎn)移的跨膜酪氨酸激酶-I型胰島素樣生長因子受體也可以用于診斷腫瘤，實(shí)驗(yàn)表明利用結(jié)合AVE-1642的量子點(diǎn)可檢測出這種受體，用于腫瘤診斷[40]。以上研究都表明，量子點(diǎn)在腫瘤診斷中極具潛力，將量子點(diǎn)靶向與PET、NIR等現(xiàn)有成像方法相結(jié)合，能方便快速地對腫瘤進(jìn)行早期診斷。對于臨床診斷應(yīng)用，量子點(diǎn)所提供的相關(guān)分子和形態(tài)信息是傳統(tǒng)的組織染色和分子分析方法所不能達(dá)到的。

表1 與量子點(diǎn)結(jié)合的主要腫瘤標(biāo)志物Table1 Tumor markers binding to QDs

1.2 用于淋巴結(jié)的定位

在一些對前哨淋巴結(jié)定位的研究中，量子點(diǎn)也表現(xiàn)出極大潛力。前哨淋巴結(jié) (Sentinel lymph node, SLN)是原發(fā)性腫瘤引流區(qū)域淋巴結(jié)中的特殊淋巴結(jié)，是原發(fā)性腫瘤發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移所必經(jīng)的第一批淋巴結(jié)。SLN可作為確定腫瘤部位、決斷手術(shù)切除范圍和分析腫瘤細(xì)胞存在的位點(diǎn)，也是阻止腫瘤細(xì)胞從淋巴道擴(kuò)散的屏障，其臨床意義已受到人們的重視。

目前僅有3種方法用于探測 SLN：1) 藍(lán)色染色法。使用美蘭等染料，其效果不好；2) 核素探測法。因涉及到放射性元素，對人體有一定的輻射作用，同時(shí)會對環(huán)境造成污染，使用較麻煩，設(shè)備也很昂貴，沒有在臨床中推廣；3) 熒光探測法。此為最新的一種快速、安全的檢測方法，使用光動力眼 (Photodynamic eye, PDE)觀看 ICG示蹤劑，也可快速找到 SLN，并且成像在顯示器上。因此，設(shè)計(jì)出可在淋巴管道內(nèi)穿梭并在第一個(gè)遇到的淋巴結(jié)處停止的量子點(diǎn)，根據(jù)量子點(diǎn)的光學(xué)特性，可用 NIR熒光成像檢測到SLN[41-43]。除了定位前哨淋巴結(jié)外，Robe等[44]還用量子點(diǎn)成功定位了腋下淋巴結(jié) (Axillary lymph node, ALN)，為實(shí)時(shí)檢測提供了依據(jù)。對淋巴結(jié)的準(zhǔn)確定位為腫瘤切除提供了指導(dǎo)。

1.3 用于藥物傳遞系統(tǒng)

量子點(diǎn)大的表面可結(jié)合細(xì)胞靶向分子，對藥物進(jìn)行傳遞和跟蹤。利用量子點(diǎn)的特性制成的細(xì)胞-靶向熒光納米生物標(biāo)簽是非常有用的工具，可用來識別靶向細(xì)胞，傳遞追蹤的藥物和其他藥物[31]。具有 Proton-Sponge效應(yīng)的量子點(diǎn)可將siRNA轉(zhuǎn)運(yùn)入MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞[17]。有研究人員用量子點(diǎn)對腫瘤細(xì)胞中的 siRNA表達(dá)進(jìn)行體內(nèi)成像，并將其運(yùn)輸至腫瘤細(xì)胞內(nèi)，抑制腫瘤生長[18]。傳統(tǒng)的藥物治療使很多患者具有了多藥耐藥性，研究者用量子點(diǎn)碲化鎘進(jìn)行藥物傳遞并作用于肝癌細(xì)胞HepG2和ADM，證實(shí)量子點(diǎn)載體減少了細(xì)胞的多藥耐藥性[45]。由于量子點(diǎn)通常是不能滲透細(xì)胞的，所以需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助才能穿越細(xì)胞膜。Zhang等[46]提出了一個(gè)簡單而靈活的方法，即利用基質(zhì)金屬蛋白酶2 (Matrix metalloproteases-2, MMP-2)和MMP-7調(diào)節(jié)細(xì)胞對量子點(diǎn)的攝取，這種酶調(diào)節(jié)細(xì)胞攝取量子點(diǎn)的方法在腫瘤細(xì)胞成像和選擇性藥物傳遞中有潛在的應(yīng)用價(jià)值。這些研究表明，結(jié)合靶向分子的量子點(diǎn)載體可將藥物或者功能蛋白、基因等定向定點(diǎn)帶到腫瘤部位，使非腫瘤組織免受藥物的毒害。還有研究人員通過合成CdSe/ZnS量子點(diǎn)來識別抑癌基因p53，這可能會為腫瘤的治療和診斷提供一些潛在方法[47]。另有研究者用包裹TPGS的量子點(diǎn)脂質(zhì)體共傳遞治療劑和成像劑，可實(shí)現(xiàn)對乳腺癌的同時(shí)成像和治療[48]。對異種移植乳腺癌小鼠的體內(nèi)研究表明，抗GRP78 scFv-量子點(diǎn)可以抑制腫瘤的生長[49]。這些研究都為腫瘤治療提供了新途徑。

此外，量子點(diǎn)對于腫瘤分期的判定也具有一定借鑒意義，這樣可對不同分期的腫瘤實(shí)施不同的診治辦法[11]。利用量子點(diǎn)的光學(xué)特性，使用熒光共振能量轉(zhuǎn)移和生物發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移(Bioluminescence resonance energy transfer,BRET)也可實(shí)現(xiàn)對腫瘤的成像和治療[50]。

1.4 量子點(diǎn)的生物安全性

為了使量子點(diǎn)在疾病診斷和治療中發(fā)揮最大優(yōu)勢，其生物安全性是關(guān)鍵所在。量子點(diǎn)的毒性是最大的生物安全隱患，它對生物體表現(xiàn)出不同程度的毒性。如有研究發(fā)現(xiàn)：CdHgTe QDs和CdTe QDs對體外培養(yǎng)的乳腺癌細(xì)胞 MCF7、MBA-MD-231和前列腺癌細(xì)胞PC3都有細(xì)胞毒性；給小鼠體內(nèi)注射時(shí)，CdHgTe QDs在注射位點(diǎn)很快被清除，而CdTe QDs在注射后18 d依然可檢出，直到第30天才被清除[4]。Choi等[51]研究證實(shí)量子點(diǎn)通過引起脂肪上調(diào)和脂質(zhì)過氧化造成人神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的死亡。Ambrosone等[52]也發(fā)現(xiàn)用量子點(diǎn)碲化鎘治療腫瘤影響繁殖、再生、細(xì)胞增殖、并產(chǎn)生遺傳毒性作用，如染色體碎片，基因表達(dá)譜的改變。盡管專家們對納米粒子的細(xì)胞毒性研究興趣顯著飆升，但目前對其毒性機(jī)制的認(rèn)識還不明確，對其遺傳毒性研究更缺乏明顯的基因形態(tài)學(xué)損害的證據(jù)。現(xiàn)有數(shù)據(jù)表明，納米材料通過刺激細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，產(chǎn)生自由基并干擾機(jī)體抗氧化防御機(jī)制，使得脂質(zhì)過氧化導(dǎo)致細(xì)胞膜損害。

為減小量子點(diǎn)的毒性，增加其生物安全性，研究者在其性能改良上做了不少工作。有綜合研究數(shù)據(jù)表明，在乳腺癌成像中，抗-Her-2抗體包被的量子點(diǎn)具有很好的生物相容性，提示抗體表層可能可以控制量子點(diǎn)的不利影響[20]。最近有課題組對鎘系量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性和作用機(jī)制作了系統(tǒng)的討論，并為系統(tǒng)理解量子點(diǎn)的生物安全性問題提供了新的機(jī)制，有望在量子點(diǎn)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用中起到指導(dǎo)作用。他們的研究結(jié)果顯示量子點(diǎn)在細(xì)胞內(nèi)的不均一分布模式產(chǎn)生了顯著的納米效應(yīng)，使細(xì)胞核周圍的鎘離子濃度遠(yuǎn)高于其他位置，而量子點(diǎn)表面與尚未游離的鎘離子可能通過與細(xì)胞核的直接接觸產(chǎn)生細(xì)胞毒性[53]。如果確定重金屬成分在量子點(diǎn)毒性中的作用微乎其微，那么量子點(diǎn)將比其他納米材料作為臨床造影劑更有優(yōu)勢[13]。細(xì)胞攝取量子點(diǎn)的研究結(jié)果對了解量子點(diǎn)和納米材料的細(xì)胞毒性也很重要[54]，這樣就可通過對量子點(diǎn)進(jìn)行多功能設(shè)計(jì)來提高其生物安全性。目前主要通過3種基本方法來設(shè)計(jì)生物相容性的量子點(diǎn)：連接抗體、結(jié)合多肽和偶聯(lián)其他小分子[55]。此外，還可對量子點(diǎn)進(jìn)行各種方式的包被 (表2)，增加其生物相容性[35,56]。

1.5 量子點(diǎn)的多功能設(shè)計(jì)

在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，為了避免量子點(diǎn)聚合，增強(qiáng)其水溶性及生物相容性，發(fā)揮特定的化學(xué)表面靶向細(xì)胞和藥物傳遞功能，目前已研究發(fā)展了多種結(jié)構(gòu)的量子點(diǎn)，如：核-層結(jié)構(gòu)、有機(jī)分子修飾的幾何構(gòu)象及功能化包被結(jié)構(gòu)等[4]。然而，若將量子點(diǎn)由科學(xué)研究轉(zhuǎn)入生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，其生物毒性和毒性清除不容忽視。這 2個(gè)問題目前還未有深入研究，但又必須認(rèn)真評估。為此，有研究者用硅、PEG等材料對量子點(diǎn)包被，形成了生物相容性良好的功能量子點(diǎn) (表2)。PEG修飾的量子點(diǎn)可以有效地將非特異性量子點(diǎn)阻止在細(xì)胞外，表面包被羧基的量子點(diǎn)可以快速大量地進(jìn)入癌細(xì)胞和正常細(xì)胞[54]。所以可根據(jù)不同需要對量子點(diǎn)進(jìn)行不同材料的包被，增加其生物相容性，提高其在疾病診斷和治療中的安全性。

細(xì)胞攝取量子點(diǎn)主要涉及 3個(gè)階段：內(nèi)吞作用、早期內(nèi)涵體封存、內(nèi)涵體或溶酶體轉(zhuǎn)運(yùn)(圖 2)。細(xì)胞對量子點(diǎn)的內(nèi)吞作用可能是由帶負(fù)電荷的受體協(xié)助的，這樣可減少非特異性定位，從而提高量子點(diǎn)在癌癥診斷和治療應(yīng)用中的具體目標(biāo)[54]。據(jù)此，現(xiàn)已設(shè)計(jì)出多種功能化量子點(diǎn)親和性探針 (表2)，這類探針可以更好地實(shí)現(xiàn)細(xì)胞靶向。

此外，表2中也總結(jié)了以量子點(diǎn)傳感器為應(yīng)用方向的設(shè)計(jì)示例，這樣的功能化修飾對量子點(diǎn)用于生物檢測領(lǐng)域有發(fā)展?jié)摿Α?/p>

圖2 量子點(diǎn)的吞噬過程。細(xì)胞攝取量子點(diǎn)包括3個(gè)主要過程：內(nèi)吞、進(jìn)入內(nèi)涵體、轉(zhuǎn)入溶酶體 (基于文獻(xiàn)[13]繪制)Fig. 2 The phagocytic process of QDs. Cellular uptaking of QDs involves three major stages:endocytosis, sequestration in endosomes, and translocation to lysosomes (Based on Ref. [13]).

表2 多功能量子點(diǎn)設(shè)計(jì)Table 2 Design of Multifunctional QDs

2 挑戰(zhàn)與展望

在臨床應(yīng)用中，增強(qiáng)量子點(diǎn)穩(wěn)定性和敏感性，使特異性最大化、毒性最小化等是急需解決的問題。研究者發(fā)現(xiàn)明膠及硅包被的量子點(diǎn)可減小細(xì)胞毒性[15,35]。另有實(shí)驗(yàn)人員對辛胺-聚丙烯酸修飾的量子點(diǎn) (Octylamine-poly(acrylic acid)-QDs, OPA-QDs)進(jìn)行的細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)表明，量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性因細(xì)胞而異，低濃度的OPA-QDs對人黑色素瘤細(xì)胞A375和A375.S2表現(xiàn)出極大毒性，而很高濃度的OPA-QDs對角質(zhì)形成細(xì)胞HaCaT幾乎沒有什么毒性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)抗氧化劑 (如天然產(chǎn)物水飛薊素 (Silibinin)，提取自乳草屬植物荊草 (Milkweed thistle)，具有抗氧化性)預(yù)處理，可以減小量子點(diǎn)的細(xì)胞毒性[58]。雙親性聚合物及親水性巰基包被的量子點(diǎn)生物相容性良好，我們可以考慮采取表面修飾的方法降低甚至消除量子點(diǎn)的毒性，增加其生物安全性，以期能更好地應(yīng)用于腫瘤診治中。

在腫瘤診斷、治療和預(yù)后中，生物結(jié)合的量子點(diǎn)可以用來識別分子標(biāo)志物，這使得外科醫(yī)生正確定位淋巴結(jié)、徹底切除腫瘤組織成為可能。Kantelhardt等[29]利用EGFR結(jié)合的靶向量子點(diǎn)探針在低分化神經(jīng)膠質(zhì)瘤組織活檢樣本中清晰地區(qū)分出腫瘤細(xì)胞，而增強(qiáng)的-MRI成像系統(tǒng)也不曾區(qū)分出來，這彰顯出量子點(diǎn)探針的強(qiáng)大應(yīng)用前景：在以后的手術(shù)中，這種特異的靶向熒光探針可以為徹底切除腫瘤細(xì)胞提供術(shù)前指導(dǎo)，以提高患者生存率。量子點(diǎn)有望成為可同步進(jìn)行腫瘤診斷、靶向和治療的一種有效材料?？梢?，量子點(diǎn)結(jié)合腫瘤標(biāo)志物進(jìn)行蛋白靶向是腫瘤早期診斷和治療的發(fā)展方向[25,59]。

手術(shù)治療是目前治療腫瘤的主要手段，量子點(diǎn)在腫瘤治療中除了作為分子成像劑外，還可以用于檢測腫瘤轉(zhuǎn)移、示蹤循環(huán)腫瘤細(xì)胞及循環(huán)腫瘤干細(xì)胞、攜帶不同藥物至病變組織、作為示蹤物控制藥物傳遞效率、非侵入性實(shí)時(shí)研究藥劑的藥代動力學(xué)、識別和定量一系列的腫瘤分子標(biāo)志、通過熒光成像實(shí)時(shí)定位早期腫瘤和潛在的腫瘤轉(zhuǎn)移、尋找未徹底切除的腫瘤細(xì)胞、定位SLN；利用量子點(diǎn)深成像能力，通過磁共振成像發(fā)現(xiàn)極小的腫瘤，完全切除病變組織和細(xì)胞。此外，個(gè)性化醫(yī)療也是量子點(diǎn)發(fā)展的一個(gè)新方向[60]，因腫瘤的異質(zhì)性每個(gè)腫瘤患者的情況都不相同，據(jù)此開展個(gè)性化醫(yī)療也是一種必然。由此可見，功能化量子點(diǎn)在腫瘤診治中的潛力巨大，非常具進(jìn)一步探索開發(fā)的研究價(jià)值。

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