[研究目的]金纳米棒易于制备,具有良好的生物稳定性,并且具有独特的理化特性和生物亲和效应,是纳米生物技术研究领域中的典型代表。目前在细胞成像、药物以及肿瘤光热治疗等方面已开展大量应用。在我们前期的实验中,我们利用通过调控NIR激光照射参数(照射时间和功率),将EGFR单抗与金纳米棒光热治疗进行了优化,已取得最佳疗效。可以证实金纳米棒光热效应可以诱导人头颈鳞癌细胞凋亡,由于其自身高效的光热转换特性和极强的稳定性而使其杀伤肿瘤细胞的效力大大提高。基于此,为今后能够使金纳米棒进行医学研究提供生物安全相关理论依据,我们根据优化部分所获得的参数和治疗效果来进行金纳米棒对生物的安全性评价,为以后头颈鳞癌的治疗提供新的有效治疗方式,同时为以后的临床研究提供理论基础。[方法]1.利用不同浓度的AuNRs检测对Hep-2、CNE-2、BEAS-2B和NP-69细胞增殖情况。2.构建两种喉鳞癌和鼻咽鳞癌裸鼠移植瘤模型。3.从CNE-2和Hep-2荷瘤裸鼠自发活动、平衡能力、抓握力、耐力进行行为学评价。4.从CNE-2和Hep-2荷瘤裸鼠体温、呼吸、心率、代谢、进食、饮水、排便、排尿情况进行生理检测。5.将CNE-2和Hep-2荷瘤裸鼠血清进行肝、肾功能和电解质等生化指标的检测。6.取CNE-2和Hep-2荷瘤裸鼠肝、肾、脾、肺等组织进行病理制片进行组织病理学观察。7.利用高通量测序技术对CNE-2荷瘤裸鼠肿瘤组织进行基因测序。[结果]1.在有效杀伤浓度下,金纳米棒对正常上皮细胞没有任何损伤,对CNE-2及Hep-2两株肿瘤细胞具有靶向性,有杀伤作用。同时随着金纳米棒浓度的升高,细胞抑制率也随之增加。2.整个实验周期内,通过注射尾静脉和瘤体注射不同浓度的EGFRmAb-AuNRs,与对照组相比,CNE-2和Hep-2荷瘤裸鼠小鼠体态均正常,行动较为活跃,平衡和握持力表现良好,反应灵敏,在进食和饮水日常活动中均未发现异常,且未发现死亡。3.整个实验周期内,与对照组相比,CNE-2和Hep-2荷瘤裸鼠饮食和饮水均未发现异常,排便、排尿均与正常对照组无差异。同时在体温和呼吸方面,均未发现体温升高以及呼吸急促加快的表现,生理功能均正常。4.CNE-2组中EGFRmAb-AuNRs发现瘤体注射高浓度组可见肝细胞水肿,广泛单核淋巴细胞浸润,可见点状坏死,灶状坏死以及融合坏死,炎症明显。而在其他组中发现肝细胞轻度水肿,无点状坏死,无炎症细胞的浸润。肾组织病理示瘤体注射中、高组有中性粒细胞和单核细胞浸润,内皮细胞轻度肿胀,其余组没见明显异常。而脾和肺组织组织病理下观察未见明显改变。Hep-2组中肝组织病理示发现高浓度瘤体注射组肝细胞会有轻度水肿,少量炎症细胞浸润,而其他组发现明显的病理改变。肾组织病理示无明显的病理改变。脾和肺组织病理下观察也未见明显病理改变。5.血清生化检测结果中,CNE-2裸鼠处理组中血清AST普遍都升高,而血清GPT的含量与正常值相比较均正常,处理组中小鼠的尿素氮的含量均在正常范围内,尿酸含量均升高,血清白蛋白、糖化血清蛋白和氯离子的含量与正常值比较均无明显差异。Hep-2移植瘤裸鼠中,处理组中血清AST均在正常范围,血清ALT的含量与正常值相比较也均正常,瘤体注射组高尿素氮的含量轻微升高,处理组中尿酸均升高,血清白蛋白、糖化血清蛋白和氯离子的含量与正常值比较均无明显差异。6.基因测序结果中,CNE-2组荷瘤裸鼠高浓度尾静脉注射金纳米棒组中ABCA3、TMEM238 基因为高表达基因,LOC102724843、GRIP2、FOSB 基因为低表达基因。中浓度瘤体注射金纳米棒组中FOSB、GRIP2、BIRC7、SLC47A2、FOS 等基因为高表达基因,而 ACSS1、ABCA3、TMEM238、TREM1基因为低表达基因。高浓度尾静脉注射金纳米棒组中CXCL2、NPIPB15、SELENOM基因为高表达基因,C14or132、DMC1基因为低表达基因。[结论]1.EGFR-AuNRs光热治疗对不会正常细胞造成损伤,但对肿瘤细胞有杀伤作用。2.在推荐合理浓度范围内,不同浓度的EGFR/AuNR对Hep-2和CNE-2荷瘤裸鼠行为学和生理学无影响。3.CNE-2组中EGFRmAb-AuNRs会造成肝脏损伤,可能会对肾脏造成轻微损伤,对肺和脾没有损伤。Hep-2组中EGFRmAb-AuNRs会对肾造成轻微损伤,对肝、脾、肺未见明显损伤。4.金纳米棒可引起 CNE-2 裸鼠中 ABCA3、TMEM238、FOSB、GRIP2、BIRC7、SLC47A2、FOS、CXCL2、NPIPB15、SELENOM 基因的上调。