医学成像技术，是将身体外部无法看到的身体内部构造，清晰呈现在特定仪器上的过程^[1]。目前通常使用的成像技术主要包括：1、磁共振成像技术(Magnetic Resonance Imaging, MRI)；2、计算机断层扫描技术 (Computed Tomography, CT)；3、超声成像技术(Ultrasonography, USG)；4、正电子发射成像技术(Positron Emission Tomography, PET)；以及5、光学成像技术(Optical Imaging, OI)等。在上述医学成像过程中，为了增强成像特征对比度，使诊断图像更加清晰，增加正常与异常组织间的差异，提高医疗诊断的准确性尤其是发现并诊断早期病变，经常会将一些药物注入或者口服到受检者体内，这些药物，就是我们俗称的“造影剂”。造影剂又称造影介质，对比剂。目前，美国食品和药物管理局（FDA）颁发药品许可证书的造影剂主要有以下几种：（1）MRI造影剂：T1造影材料，例如Gd³⁺化合物Vasovist Injection等，T2/T2*造影材料，例如超顺磁性纳米粒子Feridex等；（2）CT造影剂：多种非离子或离子型碘化合物和硫酸钡等；（3）US造影剂：Optison微球和Levovist微球等；（4）PET造影剂：主要是经常使用的¹⁸F-FDG以及其他同位素物质等。

世界卫生组织（WHO）于2008年12月9日发布调查报告称，到2010年癌症将取代心血管疾病成为世界死亡人数最多的疾病。根据现有的科技水平，治疗各种癌症的手段还非常有限，公认的降低癌症死亡率的方法是早发现、早治疗，在癌细胞扩散前对其进行检测、诊断并进行有效治疗，从而将癌症扼杀在萌芽阶段。然而，目前已经商业化的造影剂只具有造影成像功能，不具有治疗功能。所以，发展一种既能够发现早期癌变组织，又能够对癌变组织进行治疗的方法显得尤为重要。因此，越来越多的科研人员希望开发出一种既能够提高成像对比度，又能够对病变组织进行有效治疗的治疗性造影剂。

目前国内外对于治疗性造影剂的工作还处在积极探索阶段，研究者将各种造影材料与药物分子（包括目的基因片段以及小干扰RNA）连接，并搭载能与病变组织细胞表面受体特异性结合的配体分子，希望实现医学成像诊断与靶向治疗的结合。例如，Chen等人将磁性Fe₃O₄纳米粒子（MRI造影剂主要成分）与柔红霉素（一种抗肿瘤药物）、shRNA质粒（一种搭载shRNA的载体，其中的shRNA能够在基因水平上抑制肿瘤细胞耐药性蛋白的表达）三种成分组成共聚物，转染到耐药性人白血病细胞K562/A02中，实验结果显示，该共聚物成功抑制了K562/A02细胞耐药性蛋白的表达，实现了柔红霉素对细胞的杀伤，而其中的Fe₃O₄纳米粒子则可作为MRI造影剂材料^[2]。Zhang等将抗肿瘤药物表柔比星与金纳米粒子（平均粒径2.7nm）共价结合，观察该复合物对肿瘤细胞的作用。实验结果显示，表柔比星与金纳米粒子复合物能够引起黑色素瘤细胞B16的凋亡，且细胞凋亡率是单独使用表柔比星引起凋亡的20倍，该实验中使用的金纳米粒子可作为CT造影剂^[3]。Zhu等人将球形Fe₃O₄@SiO₂中空介孔纳米粒子与叶酸分子（一种肿瘤细胞表面的靶向配体分子）共价连接， 并将表柔比星包裹在Fe₃O₄@SiO₂球形腔体内，设计出一种受体-配体/磁介导的双靶向纳米给药体系。实验结果显示，该复合体系能够被人宫颈癌细胞HeLa靶向摄入，且由于其持续的释放药物，所以显示出良好的肿瘤细胞毒性^[4]。目前，治疗性造影剂是国内外学者研究的热点，相关的探索性工作不胜枚举。然而需要指出的是，治疗性造影剂真正应用于临床，还需要解决很多关键性问题。例如，造影材料本身的水溶性、生物相容性；药物的可控释放；造影剂-靶向分子-药物复合物的稳定性、生物相容性、生物安全性等等。

据美国Frost & Sullivan公司的调查报告显示，至2009年全球造影剂市场销售额已超过180亿美元，而且每年以6%～8%的速度在全球范围内增长。根据有关数据显示，在中国国内医药市场上，各种造影剂每年以25%～30%的速率递增。由于人口基数庞大，中国形成了巨大的潜在市场。迄今，虽然已有多种造影剂投放市场，但已经商业化的医学造影剂主要为国外大公司开发，中国完全没有自主知识产权，每年需要花费大量的外汇购买，或相关制药厂通过上缴专利使用费以获得生产许可权，受制于人。此外，已经商业化的造影剂功能单一，本身不具有治疗功能。因此，开发具有中国自主知识产权的具有治疗作用的多功能造影剂迫在眉睫。

目前中科院宁波材料所已经组建了一支充满朝气与活力的研究团队-纳米生物材料研究组，该课题组的研究目标是以功能性纳米材料为基础，构建多功能医学造影和治疗试剂合二为一的研究平台。在具有辅助性治疗的多功能造影材料中，其中的纳米造影组分提供各种成像模式例如MRI、CT、B超以及PET等的增强/示踪功能；其中的治疗组分在外加条件例如放射等方法的激发/诱导下，能够对所互补配对连接的癌基因DNA产生切割作用，使肿瘤细胞基因保持沉默，不表达肿瘤生长相关蛋白因子，抑制肿瘤细胞生长，从而提供辅助性治疗的功能；此外，多功能性造影材料也能够连接上靶向分子和药物分子等形成纳米共价连接体，搭载药物分子靶向进入肿瘤病灶部位，通过靶向分子特异识别肿瘤病灶，在外加条件的激发/诱导下纳米共价连接体的化学键能够断开，将连接上的药物分子原位释放，提供靶向治疗的功能。

然而，多功能造影剂真正应用于临床，造福于广大癌症患者，还有很多工作需要开展，这包括多功能造影材料在细胞级别的各种毒理、药理、代谢以及基因表达研究,在不同动物体内的各种影响行为以及临床前的I、II、III期实验。我们希望通过不懈努力，克服各种难题，开发出具有中国自主知识产权的新型多功能造影剂，为在造影剂和医药市场有更强、更大的中国之声共同努力。为造福国人的健康，出一份力。