【J. Med. Chem.】突破65.6%光热效率！WCY11喷雾式皮肤癌治疗剂开启NIR-II光热疗法新纪元

文章标题：Water-Soluble NIR-II Photothermal Agent for Sprayable Skin Cancer Therapy
通讯作者：Dan Ding* Shu-Lin Liu* 文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.5c02623

文章概要

皮肤癌作为全球高发的恶性肿瘤之一，每年新增病例超过300万例，尤其是黑色素瘤等侵袭性亚型，其五年生存率低于30%，治疗难度极大。传统治疗手段如手术切除、放疗和化疗均存在显著局限性，包括组织损伤、复发率高、耐药性强以及严重的系统毒性。因此，开发一种高效、非侵入性、靶向性强且安全性高的新型治疗策略成为当前皮肤癌治疗领域的迫切需求。

本研究聚焦于第二近红外窗口（NIR-II, 900–1700 nm）光热治疗（PTT）技术，提出了一种创新性的水溶性NIR-II光热剂——WCY11。该分子以临床常用的吲哚菁绿（ICG）为骨架，通过延长多甲链实现π共轭扩展，并在分子末端引入多个磺酸基团，从而同时实现了NIR-II吸收能力和完全水溶性。这种双重分子工程策略不仅赋予WCY11优异的光物理性能，还突破了传统有机光热剂在水溶性和生物相容性方面的瓶颈。

WCY11在980 nm波长下展现出极强的吸收能力，其摩尔消光系数高达3.7 × 10⁴ M⁻¹·cm⁻¹，光热转换效率达到惊人的65.6%，远超现有报道的有机光热剂。同时，其荧光量子产率在血清环境下提升至5.05%，表明其在生理条件下具有良好的光学稳定性和成像潜力。动态光散射实验显示，WCY11在PBS缓冲液中无明显聚集现象，完全溶解，避免了有机助溶剂带来的毒性风险。

在光热性能测试中，研究团队系统优化了WCY11的浓度和激光功率密度，最终确定50 μM浓度配合0.5 W/cm²激光照射为最佳参数。在此条件下，溶液温度在60秒内迅速升高约26°C，且在五轮循环照射中保持>98%的热效应稳定性，未见分子结构降解或聚集，展现出卓越的热稳定性。

细胞实验进一步验证了WCY11的光热治疗潜力。在黑色素瘤细胞B16中，WCY11在无光照条件下几乎无毒性，而在980 nm激光照射下则表现出浓度依赖性的细胞杀伤效应。活/死细胞染色显示，仅在WCY11与激光联合处理组中观察到大量细胞死亡，证实其光热效应的选择性和高效性。

更具突破性的是，WCY11采用喷雾式经皮递送方式进行给药，彻底摆脱了传统光热剂依赖静脉注射的局限。研究表明，WCY11在喷洒后可选择性渗透肿瘤组织，而在正常皮肤中几乎不进入真皮层，显著降低了对健康组织的损伤风险。喷雾后15分钟为药物在肿瘤部位富集的最佳治疗窗口，此时进行激光照射可实现精准的肿瘤热消融，温度升高超过25°C，而对照组温升不足3°C，进一步验证了其靶向性和安全性。

在小鼠黑色素瘤模型中，WCY11联合激光治疗组在14天内实现了肿瘤体积减少91.2%，且无复发迹象。组织病理学分析显示，肿瘤组织发生广泛凝固性坏死，而周围正常组织结构完好，无炎症或纤维化。体重监测、主要器官组织切片及血液指标均未发现毒性反应，充分证明了WCY11的生物安全性。

综上所述，WCY11作为一种新型水溶性NIR-II光热剂，通过分子结构优化实现了高光热效率、优异的水溶性和生物相容性，并首创性地采用喷雾式经皮递送方式，成功实现了非侵入性、靶向性强的皮肤癌光热治疗。该研究不仅为光热治疗剂的分子设计提供了新思路，也为临床转化铺平了道路，标志着NIR-II光热疗法迈入实用化新阶段。