放射治疗是治疗实体肿瘤最重要、最有效的方法之一，它主要通过高能射线照射癌症组织，直接或间接损伤肿瘤细胞内的脱氧核糖核酸（DNA），导致受照细胞的凋亡和死亡。虽然放射治疗具有多种优点，但是由于肿瘤组织与正常组织对射线的敏感性差异较小，导致放射治疗在治疗肿瘤组织的同时也会对正常组织造成损伤。因此，如何提高放疗效果、降低对正常组织的损伤成了肿瘤放疗中的重要科学问题。
图6 新型纳米探针的协同放射增敏效应
为了最大限度地提高肿瘤组织对射线的辐射敏感性，同时尽量减少辐射对正常组织的损伤，李桢教授课题组研发了哑铃型异质结构的硒化铜-金纳米探针（图6）。该探针可以作为一种高效的放射增敏剂，用于增强放射治疗。4T1肿瘤细胞吞噬纳米探针后，其X射线的平均致死剂量较没吞噬的4T1细胞显著降低了40%。由于异质结构纳米探针的协同作用，所用的X射线剂量也远低于相应的Cu2-xSe纳米颗粒、Au纳米颗粒及二者的混合物。异质结构纳米探针的放射增敏效率较 Cu2-xSe纳米颗粒显著提高了45%（从1.1 Gy到1.6 Gy）。同时，由于局部表面等离子共振的协同作用，异质结构纳米探针的光热转化效率也显著提高。这些特性使其成为多模态成像造影剂和用于成像引导的放射/光热协同治疗癌症的试剂，有效地治愈了肿瘤，没有发生肿瘤转移和复发。该成果以题为“Boosting the Radiosensitizing and Photothermal Performance of Cu2-xSe Nanocrystals for Synergetic Radiophotothermal Therapy of Orthotopic Breast Cancer”发表在ACS Nano上（ACS Nano, 2019, 13, 1342-1353）。
该工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金面上项目、江苏省双创计划的共同资助。