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摘 要： Fe@Fe3O4纳米粒子（NPs）由于Fe 核的存在具有很大的饱和磁化率和横向弛豫率，能够表现出比Fe3O4 NPs更好的磁共振成像（MRI）和光/磁热治疗效果，并且由于其具备光声和磁共振（MR）造影功能，可引导Fe@Fe3O4 NPs对肿瘤进行治疗.该材料因生物相容性好、成像和治疗方式多元化等优点而受到越来越多的关注.通过介绍和总结Fe@Fe3O4 NPs的几种成像模式和治疗方式，描述了目前该材料的最新研究进展，以深入了解Fe@Fe3O4 NPs在癌癥治疗中的潜在应用.
关键词： Fe@Fe3O4纳米粒子（NPs）; 磁共振成像（MRI）; 光声成像; 光热疗法（PTT）; 磁热治疗
中图分类号： O 614.24 文献标志码： A 文章编号： 10005137（2019）04044911
Abstract： Due to the large saturation magnetic susceptibility and lateral relaxation rate of the Fe nucleus，the Fe@Fe3O4 nanoparticles（NPs） can exhibit better magnetic resonance imaging（MRI） and photo/magnetothermal treatment than the Fe3O4 NPs，and because of its photoacoustic and MRI capabilities，the Fe@Fe3O4 NPs can be directed to treat the tumor.The material has received more and more attention due to its advantages of good biocompatibility，diversification of imaging and treatment methods.This paper introduces and summarizes several imaging modes and treatment methods of Fe@Fe3O4 NPs to describe the latest research progress of this material，so that everyone can deeply understand the potential application of Fe@Fe3O4 NPs in cancer treatment.
Key words： Fe@Fe3O4 nanoparticles（NPs）; magnetic resonance imaging（MRI）; photoacoustic imaging; photothermal therapy（PTT）; magnetocaloric therapy
0 前 言
癌症是对人类生命和健康的最大威胁之一[1].为了制定有效和全面的治疗策略来应对这种严重疾病，研究人员在过去的几十年中一直致力于开发诊断和治疗技术[2].早期诊断、术中定位和术后影像学检查是提高肿瘤治疗疗效的重要因素.然而，传统的成像技术仅限于观察手术后肿瘤组织，并存在一定的滞后性.因此，跟踪肿瘤的准确定位，在成像指导下实现有效治疗是肿瘤研究的热点之一.另一方面，传统治疗，包括手术、光热疗法（PTT）、化学疗法和放射疗法（RT）有许多缺点.例如，总是观察到非特异性杀伤作用、RT中的抗性效应、细胞毒性作用以及化学治疗药物在化学疗法中的其他副作用.鉴于此，探索新的治疗方法并整合其优势以实现协同医疗效果具有重要意义.纳米技术的出现为解决上述问题开辟了新的可能性[3].近年来，纳米技术的蓬勃发展带动了纳米医学研究的大发展.已有各种关于纳米药物的研究试图解决传统医学所遇到的生物医学挑战[4]，这些药物都是基于不同的纳米材料构建的，例如聚合物纳米颗粒（NP）、脂质体、无机NP等.由于它们独特的物理化学性质，各种有机或无机纳米材料可以与多种治疗和成像造影剂相结合，作为治疗诊断的理想平台.基于“一体化”方法的治疗平台旨在及早发现疾病，优化治疗，并及时监测治疗反应，从而改善患者的预后和安全性[5].
磁共振成像（MRI）是利用生物体的不同组织在强磁场影响下产生不同的共振信号，经过图像重建而形成的一种成像技术，该技术能够实现无损检测，具有很高的组织分辨率[6].近年来，MRI技术在肿瘤的诊断中得到了广泛的应用，作为一种新型影像手段，其具有对比度高、对人体无害、可以从任意方位断层等诸多优势，因此利用MRI技术可以实现对早期肿瘤的有效诊断[7].目前，大部分的MRI检查都是增强检查，即需要利用造影剂实现磁共振增强，达到有效诊断的目的.人体中含有约65%以上的水，且不同的组织器官之间含水量也往往不同，当组织发生病变时，含水量亦会随之发生变化，MRI就是利用了这一特点，凭借不同组织的不同含水量在外加磁场的作用下产生不同的射频信号，再经过处理后即可得到图像[8].而仅凭体内含水量的略微变化，往往不足以产生足够的信号来判断组织是否发生病变，故而急需一种加强病变部位信号的手段.MRI造影剂就是解决这一问题的关键所在，其可以引起病变部位与正常组织间的成像效果的明显差异，从而达到有效诊断的目的.造影剂通常可分为T1造影剂和T2造影剂，T1造影剂可以增加T1加权成像的信号强度，使图像变亮，而T2造影剂则会降低T2加权成像的信号强度，导致图像变暗[9].
由于临床上广泛应用的以钆配合物为代表的顺磁性造影剂的稳定性和神经毒性仍然存在一定的问题，基于磁性NPs如Fe3O4、铁酸盐、合金、氧化锰（MnO 或者Mn3O4）、稀土复合物等的磁共振（MR）造影剂是研究的热点[10].磁性NPs具有许多独特的特征，如高生物安全性、易合成，以及突出的物理化学性质.这些特征引起了研究人员的注意，开发了多种多功能磁性NPs，用于众多实际医学应用.例如，磁性NPs已被用作成像造影剂、放射增敏剂、光热处理剂等[11].然而，由单一成分组成的磁性颗粒不能完全满足肿瘤诊断和治疗的需要.因此，迫切需要开发基于磁性NPs的混合纳米材料，从而实现更大的多功能性.最近，磁性混合纳米颗粒（MHN）已经被广泛开发并用于肿瘤的诊断和治疗研究.其中，Fe@Fe3O4 NPs由于Fe 核的存在具有很大的饱和磁化率和横向弛豫率，能够表现出比Fe3O4 NPs更好的MRI和光/磁热治疗效果，是最近发展起来的一种优良的诊疗试剂.本文作者主要综述了基于Fe@Fe3O4纳米诊疗平台的最新研究进展，包括材料的设计、合成，以及在肿瘤诊断和治疗中的应用.