1. Chem. Rev.：利用分子生物標記物進行疾病檢測
開發仿生化學傳感器使得使快速、高靈敏度和非侵入性地對健康狀況進行診斷成為可能，它可以通過監測一種或多種體液例如汗水、唾液、尿液、精液、乳液、眼淚、糞便、血液、間質液和腦脊液等中的生物標志物來實現這一目標。
西安電子科技大學吳巍煒博士和以色列理工學院Hossam Haick教授合作，對利用分子生物標記物進行疾病檢測的相關研究進行了綜述，并對用于評價檢測生物標記物的新興化學、傳感材料和相關的技術概念以及方法進行了詳細介紹；隨后對每種方法的優缺點進行了討論和批評；最后也展望了這一領域的未來發展方向。
Yoav Y. Broza, Weiwei Wu, Hossam Haick. et al. Disease Detection with Molecular Biomarkers: From Chemistry of Body Fluids to Nature-Inspired Chemical Sensors. Chemical Reviews. 2019
DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00437
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.9b00437
2. Anal. Chem.：氧嵌入的半導體發色團納米探針用于增強的光聲成像和光熱治療
光聲成像作為一種非侵入性的生物醫學成像技術，在體內成像中具有較高的空間分辨率和較深的組織穿透性等優點。湖南大學宋國勝教授團隊制備了一種新型基于氧嵌入發色團的PA造影劑，它在聚乙二醇(PEG)的輔助下可以自組裝成納米顆粒(Nano (O-Nonacene)-PEG)。實驗表明，Nano (O-Nonacene)-PEG的光熱轉換效率是半導體聚合物納米顆粒(Nano（PCPDTBT）-PEG)的1.5倍，是金納米棒的2.8倍。因此與被廣泛用于PA成像的Nano（PCPDTBT）-PEG和Au納米棒相比，Nano (O-Nonacene)-PEG具有更高的PA信號強度。
并且由于Nano (O-Nonacene)-PEG具有較高的抗光漂白性能，因此它也具有較高的PA信號穩定性，可用于實現PA的長期成像。實驗進一步將磁性Zn0.4Fe2.6O4納米顆粒摻入到Nano (O-Nonacene)-PEG中，結果證明該材料不僅可以產生磁共振信號，而且其光聲性能也有大大增強。而由于該材料可以很好地靶向腫瘤，因此它可以對腫瘤實現增強的光聲成像和光熱治療，是一個非常高效的腫瘤診療平臺。
Baoli Yin, Guosheng Song. et al. Oxygen-Embedded Quinoidal Acene Based Semiconducting Chromophore Nanoprobe for Amplified Photoacoustic Imaging and Photothermal Therapy. Analytical Chemistry. 2019
DOI: 10.1021/acs.analchem.9b04429
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.9b04429
3. Theranostics：靶向整合素αvβ3的放射性核素-免疫檢查點封鎖聯合腫瘤治療
放療聯合免疫治療在臨床研究中表現出良好的效果。其中，放射性核素的靶向治療(TRT)是放療的一個重要分支。研究表明，TRT是治療轉移性疾病的一種很有效的方法，而如何將TRT與免疫治療進行結合則是目前研究的一大熱點。美國NIH陳小元研究員、廈門大學郭志德博士、林勤教授和張現忠教授合作提出了一種將基于程序性死亡配體1 (PD-L1)的免疫療法與基于多肽的TRT (以177Lu為放射性核素)相結合用于對小鼠結腸癌模型進行治療的策略。
實驗結果表明，TRT可以使得T細胞表達的PD-L1增加，并且結合抗-PD-L1抗體（αPD-L1 mAb）后可有效提高CD8+ T細胞的浸潤，進而改善對局部腫瘤的控制效果，提高整體存活率并防止腫瘤復發。由此說明該聯合治療是治療轉移性腫瘤的一種有效方法。
Haojun Chen, Liang Zhao, Xianzhong Zhang, Zhide Guo, Qin Lin, Xiaoyuan Chen. et al. Integrin αvβ3-targeted radionuclide therapy combined with immune checkpoint blockade immunotherapy synergistically enhances anti-tumor efficacy. Theranostics. 2019
DOI: 10.7150/thno.39203
https://www.thno.org/v09p7948.htm
4. Angew：DNA酶介導的基因編碼傳感器用于對活細胞中金屬離子的比率成像
基因編碼的熒光蛋白可以與金屬結合蛋白或多肽相結合進而用于檢測金屬離子。然而目前這類傳感器只能對有限種類的金屬離子（如Ca2+和Zn2+）進行檢測，其原因在于缺乏可用的金屬結合蛋白和多肽以及難以將金屬離子的結合轉化成為熒光信號的變化。湖南大學張曉兵教授和伊利諾伊大學香檳分校陸藝教授合作報道了一種利用對Mg2+特異性的10-23和對Zn2+特異性8-17 RNA裂解DNA酶來調節熒光蛋白的表達，并將其作為一類新型的金屬離子比率熒光傳感器。實驗證明了DNA酶可以通過裂解綠色熒光蛋白變體Clover2的mRNA來抑制Clover2的表達，而紅色熒光蛋白的突變體Ruby2的表達則沒有受到影響。
因此可以通過熒光共聚焦成像和流式細胞實驗來對Hela細胞中的Mg2+和Zn2+進行檢測分析。由此說明，各種對金屬特異性的DNA酶，包括Mg2+、 Na+、Cu2+、Zn2+ 、Pb2+、 Hg2+、 Ag+和 UO22+等都可以被應用于對金屬離子進行成像,從而顯著擴展基因編碼的熒光蛋白傳感器的檢測范圍。
Mengyi Xiong, Zhenglin Yang, Xiao-Bing Zhang, Yi Lu. et al. DNAzyme-Mediated Genetically Encoded Sensors for Ratiometric Imaging of Metal Ions in Living Cells. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201912514
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912514
5. Angew：響應型外泌體納米生物偶聯物用于腫瘤的協同治療
外泌體在腫瘤的治療領域中具有很好的應用潛力。然而，天然的外泌體往往在體內的應用效果不佳，通常僅用于作為藥物的遞送載體。新加坡南洋理工大學浦侃裔教授和北京理工大學謝海燕教授合作構建了一種響應型外泌體納米生物偶聯物，并將其用于腫瘤的協同治療。實驗通過對pH敏感連接器將疊氮修飾的源于M1巨噬細胞的外泌體與DBCO修飾的抗體 (aCD47和aSIRPα)相偶聯。在被給藥后，這種外泌體納米生物偶聯物可以通過特異性識別腫瘤細胞表面的CD47而主動靶向腫瘤。
并且在酸性的腫瘤微環境下，該偶聯物可以釋放aSIRPα和aCD47來分別對巨噬細胞上的SIRPα和癌細胞上的CD47進行阻斷，使得癌細胞停止發出“不要吃我”的信號，并能有效提高巨噬細胞的吞噬作用。同時，該外泌體也能將巨噬細胞從促進腫瘤發展的M2表型轉變為抗腫瘤的M1表型，因此該外泌體生物偶聯物具有很好的協同抗腫瘤作用。
Weidong Nie, Kanyi Pu, Hai-Yan Xie. et al. Responsive exosome nano-bioconjugates for synergistic cancer therapy. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201912524
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201912524
6. Angew：逐層構建的納米顆粒用于腫瘤診療
逐層構建的（LbL）納米顆粒是一種模塊化的藥物遞送載體，可以很好地將多種功能材料相結合。麻省理工學院Paula T. Hammond教授團隊將多組分和具有腫瘤靶向能力的LbL納米顆粒與生物傳感肽相結合進而構建了一類新的納米藥物。
這些納米顆粒中封裝有很多的siRNA，而其表面攜帶的生物傳感肽會在腫瘤微環境中被過表達的特定蛋白酶裂解進而可以在尿液中被檢測，因此它可以對轉移性腫瘤的分子特征和預后不良相關的MMP9蛋白酶過表達情況進行分析。實驗在三種不同癌癥的小鼠模型上證明了該納米平臺可以對癌癥進行非侵入性的尿液診斷以及通過基因沉默的方式治療腫瘤。
Natalie Boehnke, Santiago Correa, Paula T. Hammond. et al. Theranostic Layer-by-Layer Nanoparticles for Simultaneous Tumor Detection and Gene Silencing. Angewandte Chemie International Edition. 2019
DOI: 10.1002/anie.201911762
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201911762
7. Chem. Soc. Rev.：雙水相體系的界面研究及其生物醫學應用
雙水相體系(ATPSs)近年來被廣泛用于對生物分子和細胞進行提取、分離、純化和積累，它們可以通過相分離來構建水-水界面，而這些界面也在生物醫學領域有著很好的應用前景。
香港大學Ho Cheung Shum教授團隊綜述了關于水-水界面的動力學、界面輔助設計的人工細胞、制備生物相容性微粒子、3D生物打印、細胞與生物分子的微流體分離等方面的研究進展；并就如何在更廣泛地利用ATPSs及其界面的獨特性能進行了詳細討論。
Youchuang Chao, Ho Cheung Shum. et al. Emerging aqueous two-phase systems: from fundamentals of interfaces to biomedical applications. Chemical Society Reviews. 2019
DOI: 10.1039/C9CS00466A
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/cs/c9cs00466a#!divAbstract
8. Biomaterials：特異性上轉換納米光敏劑用于對深部腫瘤的光學成像及治療
治療副作用是影響腫瘤臨床治療成功與否的主要因素之一。接受光動力治療(PDT)的患者往往由于光敏劑在體內的血液循環時間較長而產生光毒性，因此其在治療后的幾天內還需要避免光的照射。中科院長春光學精密機械與物理研究所常鈺磊研究員和阿姆斯特丹大學張宏教授合作制備了一種新型納米光敏劑，即利用含有過量光敏劑和猝滅分子的pH敏感型聚合物層將負載有光敏劑的發光上轉換納米粒子自組裝成納米球。
這種設計使其可以控制治療功能的關閉或者打開，即它在體內循環的過程中進行僅發揮成像的作用，而這一性能可歸因于該納米球具有的pH敏感型外殼和對近紅外(NIR)光子的上轉換性能。一旦該納米球被癌細胞吸收內化，其在酸性微環境的作用下就會激活PDT的發生。這一設計可以有效地防止光敏劑在富集和靶向的腫瘤過程中產生光毒性，使得成像指導的對深部腫瘤患者的PDT更加安全，并也有望推廣到其他的治療模式當中。
Yansong Feng, Yulei Chang, Hong Zhang. et al. Optical Imaging and pH-awakening Therapy of Deep Tissue Cancer Based on Specific Upconversion Nanophotosensitisers. Biomaterials. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307367
9. Biomaterials：對pH和超聲響應的仿生納米平臺用于氣體-聲動力聯合治療
聲動力療法(SDT)由于其具有更好的組織穿透性，已迅速發展成為一種可以替代傳統光動力療治療的有效療法。但由于腫瘤乏氧微環境的限制，單次的SDT治療往往不能根治腫瘤。為了解決這一問題，華中科技大學趙元弟教授團隊開發了一種對pH和超聲響應、同源靶向、低光毒性的仿生納米平臺，用于實現SDT-一氧化氮(NO)氣體的聯合治療。該納米平臺由ZIF8材料與亞硝基谷胱甘肽(GSNO)和Ce6組成，其表面包裹有同源腫瘤細胞的細胞膜。
體內外實驗結果表明，該仿生納米平臺具有良好的生物相容性，可以通過同源靶向作用實現較高的腫瘤富集效果。并且，它可以在酸性腫瘤微環境中持續釋放包裹的藥物，而超聲(US)刺激也能加速其降解。此外，由US觸發的GSNO釋放NO和Ce6產生的活性氧可以發揮協同作用產生以抑制腫瘤的生長。而通過反復的US刺激，腫瘤的乏氧微環境也可以得到較長時間的緩解，從而進一步增強治療的效果。
Jie An, Yuan-Di Zhao. et al. A pH/Ultrasound Dual-Response Biomimetic
Nanoplatform for Nitric Oxide Gas-Sonodynamic Combined Therapy and Repeated Ultrasound for Relieving Hypoxia. Biomaterials. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307355
10. Biomaterials綜述：磷脂聚乙二醇基衍生的功能化偶聯物修飾納米材料用于疾病診療
近年來，磷脂聚乙二醇衍生的功能化偶聯物因具有良好的生物相容性、較長的血液循環特性和良好的靶向性而被廣泛應用于修飾各種納米材料。大量的體內研究表明，被磷脂聚乙二醇衍生的功能化偶聯物修飾的納米藥物具有更好的靶向細胞或者組織的性能。
通常來說，包括小分子配體、多肽、蛋白質和抗體在內的靶向分子都可以被偶聯到聚乙二醇化的磷脂上來對脂質體、膠束、混合納米顆粒、納米復合物或納米乳劑進行修飾，以實現將診斷和治療藥物靶向地遞送到病變部位。第三軍醫大學張定林教授和張建祥教授合作，對磷脂-聚乙二醇衍生的功能化偶聯物的合成方法以及被修飾的納米藥物的生物、物理和化學性質進行了綜述；詳細介紹了影響納米藥物靶向效果的因素及其在體內的診療應用。
Dinglin Zhang, Jianxiang Zhang. et al. Surface engineering of nanomaterials with phospholipid-polyethylene glycol-derived functional conjugates for molecular imaging and targeted therapy. Biomaterials. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307458
11. Theranostics綜述：微納米氣泡輔助的超聲用于增強EPR效應及診療相關應用
通過納米載體向腫瘤遞送藥物的相關研究都往往會涉及到EPR效應。眾多研究表明很多種類型的納米藥物都可以通過EPR效應在實體腫瘤中富集。然而，由于腫瘤存在異質性，EPR效應也是一種不穩定的現象，常常會導致臨床實驗的藥物遞送效率很低。研究表明，以微納米氣泡作為造影劑的超聲可以破壞血管從而增強藥物的特異性遞送效果，因此它也是提高EPR效應增強被動靶向腫瘤效果的一種有效途徑。
東南大學顧寧教授團隊簡要介紹了超聲的熱效應、聲流和氣穴現象的機理以及這些特性對EPR效應的增強；討論了微納米氣泡增強的超聲成像以及EPR效應的有效性和可變性；綜述介紹了一些可以EPR效應介導的被動靶向的智能化氣泡給藥系統以及最新的發展趨勢；最后對開發下一代微納米氣泡用于增強超聲診療及EPR效應介導的被動靶向的藥物遞送所面臨的主要挑戰。
Lei Duan, Li Yang, Ning Gu. et al. Micro/nano-bubble-assisted ultrasound to enhance the EPR effect and potential theranostic applications. Theranostics. 2019
DOI: 10.7150/thno.37593
https://www.thno.org/v10p0462.htm
12. Biomaterials：表面功能化TiO2納米管以增強骨髓間充質干細胞的成骨分化
為了增強骨內鈦(Ti)移植物的臨床性能，研究人員在最近開發了大量的微納米表面結構以對其進行改善。第四軍醫大學陳麗華教授團隊采用陽極氧化法制備了簇狀TiO2納米管結構，并利用血小板衍生生長因子- BB對其進行功能化修飾。
由此產生的三維空間仿生結構NTPCP對宿主細胞的細胞毒性很低，且具有很好的生物活性，并可以顯著增強人骨髓間充質干細胞(bMSCs)的附著和成骨的相關功能。體內實驗表明，NTPCP可以使得大鼠模型的骨鈣素(OCN)表達顯著升高，并且植入體周圍的骨形成也有明顯增強。
Qianli Ma, Nan Jiang, Shuang Liang, Lihua Chen. et al. Functionalization of a clustered TiO2 nanotubular surface with platelet derived growth factor-BB covalent modification enhances osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells. Biomaterials. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219307495
13. Nano. Today綜述 ：具有增強的腫瘤穿透性的納米工程藥物
由于具有多種優勢，納米藥物在臨床上被廣泛用于增強化療的療效，但往往效果一般。其中的主要原因是由于腫瘤微環境的特異性，如血供不足、腫瘤細胞和細胞外基質密度高和間質液壓力增高等。近年來，許多研究報道了一些可以提高納米藥物在腫瘤內穿透效果的策略，包括調節腫瘤微環境和優化納米顆粒的性能等等，但這些策略也都有著各自的局限性。
近年來，隨著腫瘤穿透肽介導的細胞外轉運等策略的出現，多功能可轉變的納米顆粒已成為具有優越的腫瘤穿透能力的新一代納米藥物。新加坡生物工程與納米科技研究院Su Seong Lee研究員和中科院長春應化所陳學思院士合作對納米藥物的最新發展趨勢和具有的局限性進行了綜述，并對提高其在腫瘤內穿透性的策略進行了詳細的討論和展望。
Jianxun Ding, Jinjin Chen, Liqian Gao, Su Seong Lee, Xuesi Chen. et al. Engineered nanomedicines with enhanced tumor penetration. Nano Today. 2019
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013219303470
14. Nano. Today綜述：基于納米顆粒的磁/光熱技術用于癌癥治療
納米科學的發展為有效對抗癌癥提供了許多新的模式。其中，磁熱療和光熱治療技術是兩個重要的代表性技術。英國倫敦大學學院Nguyen Thi KimThanh教授團隊綜述了磁/光熱療的各自機制，并對可以用于磁/光熱療的、具有優異性能的功能性納米顆粒進行了評估；同時對會影響治療效果的相關細胞內或細胞外的因素進行了闡釋，詳細介紹了治療所使用的儀器和對應的技術細節，并對磁熱療和光熱治療技術進行了比較從而進一步推動二者的聯合使用以治療癌癥。
S.K.Sharma, Nguyen Thi KimThanh. et al. Nanoparticles-based magnetic and photo induced hyperthermia for cancer treatment.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S174801321930115X
15. Chem. Sci.綜述：可被激活的分子試劑用于癌癥診療
融合了診斷和治療功能的診療一體化試劑因其可以實現個性化治療和對治療結果進行實時監測而研究人員的備受關注。而診療一體化試劑往往要同時具備靶向、成像和治療的功能。其中，可被活化的分子試劑（AMAs）因具有較高的信噪比、實時檢測腫瘤相關生物標志物、較低的正常組織毒性和較高的治療效果等優勢，是一類很有前途的腫瘤診療材料。
西北大學張健健博士和新加坡南洋理工大學浦侃裔教授合作綜述了近年來AMAs的研究進展，包括成像指導的化療、光動力治療和光熱治療等；介紹了分子設計的重要原理、診療機制和生物醫學應用；并討論了AMAs在癌癥診療領域所面臨的挑戰的發展前景。
Jianjian Zhang, Lulu Ning, Kanyi Pu. et al. Activatable Molecular Agents for Cancer Theranostics. Chemical Science. 2019
DOI: 10.1039/C9SC05460J
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/sc/c9sc05460j#!divAbstract
