作為一種安全有效的治療技術(shù)，氣體療法在納米醫學(xué)中引起了廣泛的關(guān)注?？煽蒯尫诺募{米載體設計不僅能增加了氣體的精準輸送，而且能減少氣體毒性的風(fēng)險。這里的文章綜述了近年來(lái)氣體納米和氣體釋放分子在癌癥納米醫學(xué)中的最新進(jìn)展。介紹了用于抗癌治療的氣體，如氫氣、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、氧氣、一氧化碳和重氣體。氣體納米材料和具有獨特生物和物理化學(xué)性質(zhì)的氣體釋放分子的構建，使得氣體分子的定向和可控釋放成為可能。文章描述了各種氣體的釋放方法，以及氣體納米發(fā)生器和氣體釋放分子。
這個(gè)文章第一作者來(lái)自中國藥科大學(xué)的國家重點(diǎn)實(shí)驗室，通信作者來(lái)自印度的索拉普爾大學(xué)?！稓渌颊Z(yǔ)》對該論文的主要背景思路進(jìn)行介紹，并重點(diǎn)介紹氫氣材料部分的內容。
哺乳動(dòng)物細胞生產(chǎn)很多種氣體，作為啟動(dòng)或傳遞信號的功能分子，參與多種生物活動(dòng)的調節作用。這些生理功能分子也具有治療癌癥、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病和炎癥疾病的潛在作用。對于癌癥治療，氣體療法比傳統的化學(xué)藥物有比較多優(yōu)點(diǎn)。首先，氣體分子的毒性更?。蚧瘹涞亩拘圆恍。?。其次，氣體不容易產(chǎn)生耐藥性，這在許多化療藥物都會(huì )面臨的困境。三是氣體一般不是直接給藥的方式。大部分氣體都能采用各種形式的供體給藥，這使得氣體增加更多安全性和有效運輸的特點(diǎn)，因此氣體藥物被譽(yù)為綠色藥物。
這里說(shuō)的氣體分子特點(diǎn)，不一定符合氫氣的特征。從應用角度看，氫氣因為具有巨大安全性，采用間接給藥有多此一舉的嫌疑，材料給藥能增加輸送量和精準性，但不一定增加安全性。氫氣本身具有顯著(zhù)綠色特征，不需要其他技術(shù)的加持。
瓦伯格效應是許多實(shí)體腫瘤普遍存在的代謝特征，利用這個(gè)特征，可以作為腫瘤組織輸送氣體的重要模式。雖然這個(gè)代謝特征比較普遍，但并不是所有腫瘤細胞的一致特征，應尋找更具有特征性的代謝規律，開(kāi)發(fā)更具有針對性的聰明分子。因為不同的氣體載體的特征不一樣，所以氣體輸送的模式也具有不同特點(diǎn)。
這是氫氣納米材料的一種模式。
納米材料中維生素C作為電子供體，金作用催化劑，葉綠素作為光敏劑，三種物質(zhì)結合起來(lái)發(fā)揮類(lèi)似光合作用的機制，產(chǎn)生氫氣在局部組織發(fā)揮抗氧化抗炎癥作用。
氫氣是最近10多年才證明具有重要醫學(xué)效應的氣體，由于這種氣體結構簡(jiǎn)單，人們對其研究十分充分，發(fā)現醫學(xué)效應后其應用手段和途徑多種多樣，受到醫學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注，今天氫氣吸入已經(jīng)作為治療工具進(jìn)入臨床應用階段，說(shuō)明這種醫學(xué)氣體應用可行性，對氧化應激和炎癥的效應意味著(zhù)這種氣體廣泛的應用前景。由于氫氣體積小，能傳統細胞膜進(jìn)入細胞內各種結構。不過(guò)傳統的飲用氫水和吸入氫氣存在氫氣溶解度小和生物利用度低的限制，比較難以迅速達到足夠高的目標組織劑量。利用材料學(xué)技術(shù)目標仍然不夠成熟，運輸氫氣的材料主要有兩種形式，一是原位生成氫氣反應器，二是納米載體直接投送氫氣。有學(xué)者已經(jīng)開(kāi)發(fā)出酸響應氨硼烷、介孔二氧化硅納米粒子。Sung等制備了近紅外納米反應器，由包覆葉綠素多組分脂質(zhì)體作為光敏劑，抗壞血酸作為電子供體，金納米顆粒作為生成催化劑的氫氣反應器模式(圖)。
中國學(xué)者利用納米氣泡運輸氫氣治療心肌缺血后氧化損傷，發(fā)現對炎癥反應明顯抑制。深圳大學(xué)何前軍教授團隊在氫氣納米運輸載體研究方面有多項研究成果，這個(gè)文章對他們的介紹比較少，是該綜述的一個(gè)缺陷。
主要參考文獻
Zhang, H., Xie, M., Chen, H. et al. Gas-mediated cancer therapy. Environ Chem Lett (2020).
注：本文轉自《氫思語(yǔ)》 作者：解放軍第二軍醫大學(xué)海軍醫學(xué)系教授孫學(xué)軍
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