姜黄素在药物递送系统中用于癌症光动力治疗的应用：一项范围综述

癌症仍然是全球死亡率的主要原因之一，原因是恶性细胞的失控增殖。尽管化疗和免疫疗法等传统治疗手段已取得进展，但其相关副作用可能损害患者的生活质量。在此背景下，光动力疗法（PDT）作为替代方案出现，特别是通过使用姜黄素等天然光敏剂。然而，其临床应用受到低溶解度和低生物利用度的限制，凸显了对高效药物递送系统的需求。这项范围综述纳入了2016年至2024年间发表的研究，并通过更新检索涵盖了2025年至2026年初的研究。文献检索在主要数据库（Embase^®、Scopus^®、PubMed^®、Web of Science^®和ScienceDirect^®）中进行。分析的研究表明，纳米结构递送系统显著增强了姜黄素的光动力性能。聚合物和杂化系统在药物释放控制和光动力效率方面提供改善，而脂质基系统则在生物相容性和细胞摄取方面具有优势。这些改进与姜黄素光物理特性的调节和活性氧（ROS）生成的增加有关。将姜黄素封装入纳米乳剂、脂质体和聚合物纳米颗粒等纳米载体中，代表了治疗多种癌症的一种有前景的策略。然而，仍然存在重要挑战，包括有限的临床证据、照射参数的变异性，以及大规模生产和标准化的障碍。需要进一步的体内和临床研究来验证治疗效果，并支持基于姜黄素的光动力系统的临床转化。

论文解读文章

**研究背景与问题**

癌症是全球主要死亡原因之一，其特征为恶性细胞失控增殖。尽管传统治疗方法（如化疗、放疗和免疫疗法）已取得进展，但其非特异性作用常导致严重副作用，影响患者生活质量。光动力疗法（PDT）作为一种微创治疗策略，通过光敏剂（PS）、光源和分子氧的相互作用产生活性氧（ROS），选择性破坏肿瘤细胞并调节肿瘤微环境。姜黄素（curcumin）作为一种天然多酚化合物，具有抗氧化、抗炎和抗肿瘤活性，且其光物理特性（如可见光吸收和ROS生成能力）使其成为有前景的光敏剂。然而，姜黄素临床应用面临两大核心障碍：（1）水溶性差（Log P＝3.2）和生理pH不稳定，导致低生物利用度；（2）其光动力性能受限于较低的单线态氧量子产率（Φ_Δ）和系间窜越（ISC）效率，且降解迅速。因此，亟需开发有效的药物递送系统以改善姜黄素的溶解性、稳定性和光动力效率。该领域近年来虽有进展，但仍存在实验条件标准化不足、临床证据匮乏以及大规模生产障碍等问题。

**研究内容与结论**

研究人员开展了一项范围综述（scoping review），系统检索了Embase^®、Scopus^®、PubMed^®、Web of Science^®和ScienceDirect^®等数据库，纳入2016年至2024年（更新检索至2026年初）发表的相关研究。经筛选，共30篇文章符合标准。分析表明，纳米结构递送系统显著提升了姜黄素的光动力性能：聚合物和杂化系统提供了更优的药物释放控制与光动力效率；脂质基系统在生物相容性和细胞摄取方面具有优势；金属纳米颗粒和绿色合成方法则展示了多功能治疗潜力。这些改进与姜黄素光物理特性的调节和ROS生成的增强相关。然而，多数证据仍局限于体外和临床前模型，缺乏标准化照射参数及明确的临床验证。论文发表于《Journal of Photochemistry and Photobiology》，强调了整合纳米载体设计与光物理行为对优化姜黄素PDT的重要性。

**主要关键技术方法**

研究人员采用了以下主要技术方法：（1）文献系统检索与筛选，遵循PRISMA-ScR指南，在多个数据库中通过布尔逻辑组合关键词进行检索；（2）纳入研究按纳米载体类型分类（脂质基、聚合物与杂化、金属纳米颗粒、绿色合成）并进行比较分析；（3）体外实验主要采用细胞活力检测（如MTT法）、ROS荧光探针、凋亡检测（caspase活性/Annexin V）及细胞迁移实验；（4）体内研究涉及小鼠肿瘤模型，通过组织病理学和生物分布评估治疗效果。所有研究均为细胞系或动物模型，无临床样本队列来源。

**研究结果**

**3.1 脂质基递送系统**
通过纳米乳剂、脂质体和纳米结构脂质载体（NLCs）的研究，发现脂质封装显著提高了姜黄素溶解度和细胞摄取。例如，在MUG-Mel2黑色素瘤和SCC-25鳞状细胞癌细胞中，脂质体包裹姜黄素（10 µM）经卤素灯照射（380–500 nm，2.5 J/cm²）后，细胞活力分别降低53%和58%，而游离姜黄素仅降低27%和34%；正常HaCaT角质形成细胞活力仅下降11%。纳米乳剂在MCF-7乳腺癌细胞（440 nm照射）中使活力降至10%以下，并触发caspase-3/7激活；在CasKi和SiHa宫颈癌细胞（447 nm LED，80 J/cm²）中活力低于5%。结果表明脂质基系统通过增强ROS生成和诱导凋亡提高光毒性，但疗效依赖于照射参数和肿瘤可及性。

**3.2 聚合物与杂化纳米颗粒**
聚合物纳米颗粒（如PLGA、壳聚糖）及杂化系统（如介孔二氧化硅/PLGA包覆、聚合物-脂质杂化脂质体）提供了可控释放和多模态治疗。例如，壳聚糖包裹姜黄素在457 nm LED照射下使癌细胞活力降低60%（游离姜黄素仅降低40%）；BSA纳米颗粒（420 nm，30 J/cm²）使MCF-7细胞活力下降69%并诱导凋亡（52.4%）；杂化脂质体共载姜黄素和银纳米颗粒（AgNPs）通过金属增强单线态氧（ME¹O₂）效应提升单线态氧量子产率，并在B16-F10黑色素瘤小鼠模型中抑制肿瘤生长、延长生存期。这些系统表现出更高的ROS生成和协同化疗-PDT效果，但部分毒性可能源自辅助成分（如阳离子表面活性剂）。

**3.3 金属纳米颗粒与金属配合物**
金纳米棒-姜黄素结合物在近红外（NIR）照射下实现光热-光动力协同作用，诱导A549、KB、HepG2细胞凋亡和细胞周期阻滞；AgNP-水凝胶（含姜黄素）在Caco-2细胞中将单线态氧量子产率从约0.01提升至0.14，光毒性显著增强。金属氧化物纳米载体（MnFe₂O₄、Cr₂Fe₆O₁₂）实现pH响应释放和良好生物相容性。这些系统通过金属增强ROS生成和光热/光动力双重机制提高疗效，但需区分光动力与光热效应以避免对姜黄素作用的过度解读。

**3.4 基于绿色合成的方法**
无载体姜黄素纳米药物（Cur NDs）通过绿色再沉淀自组装，在4T1乳腺癌细胞中经可见光照射后通过JNK/caspase-3通路诱导ROS依赖的凋亡。透明质酸包覆的尖晶石铁氧体纳米平台（Rb-HA@Ni-Mn-Fe PSs + CUR）在体内外显示出良好的生物相容性和协同化疗-PDT抗癌活性（可能通过谷胱甘肽耗竭增强PDT效率）。绿色合成方法降低了毒性且环境友好，但对理化性质的控制较工程化系统弱，且多数证据仍限于临床前模型。

**总结与讨论**

研究结论部分：本范围综述描绘了关于姜黄素通过药物递送系统用于癌症光动力疗法的现有证据。总体而言，研究结果指出，纳米结构递送系统显著增强了姜黄素的理化性质和光动力性能，提高了其溶解度、稳定性和生物利用度，从而在多种癌症类型（包括皮肤癌、乳腺癌、肺癌和胶质母细胞瘤）的光动力及联合治疗中提升了治疗潜力。值得注意的是，不同纳米载体平台展现出各自优势：脂质基系统利于生物相容性，聚合物系统提供可控释放，金属或杂化系统实现多功能治疗效果。此外，光动力疗法与化疗等治疗的联合显示出协同效应，促进了肿瘤细胞中更高的细胞毒性，同时对正常细胞毒性相对较低。优化基于姜黄素的光动力疗法需要整合纳米载体设计、光物理行为和生物学背景。因此，姜黄素在纳米技术系统中的应用代表了现代肿瘤学的重要进步，尤其体现在光动力疗法中，为更有效、更具靶向性和更微创的治疗提供了前景。然而，其临床转化仍取决于克服关键的技术和方法学障碍。此外，大多数现有证据仍基于临床前研究，这限制了直接向临床实践的转化。实验条件缺乏标准化以及纳米载体设计和照射方案的变异性仍是临床转化的关键挑战。规模化、监管批准和复杂纳米系统的可重复性等额外障碍也必须解决，以实现成功的临床应用。尽管如此，在纳米载体设计和光动力策略方面观察到的进展支持了基于姜黄素的系统作为癌症治疗有前景方法的持续发展。总体而言，这些系统代表了一种相关且不断发展的策略，具有推进更精确、更有效和临床可转化的光动力疗法的强大潜力。