癌症诊疗一体化是集癌症诊断和治疗于一体的新技术。通过将具有肿瘤诊断和治疗功能的组分同时整合到一个纳米平台上，获得纳米诊疗剂，有望实现肿瘤的早期诊断、精确定位、原位治疗，以及实现在治疗过程中的实时疗效监测与预后。本文概述了癌症诊疗一体化的发展历程，分析了诊疗一体化在癌症诊断和治疗过程中的独特优势，介绍了具有代表性的纳米诊疗剂，展望了癌症诊疗一体化领域未来的发展方向。

聚集诱导发光（AIE）从2001年提出到现在，经历了迅猛的发展。研究AIE的发光机理、设计合成新型的AIE分子，应用到人类生活的各个领域中是当前的研究热点。在生物医学应用上，AIE分子相比于传统的结构平面刚性的荧光材料具有优势。根据AIE的发光机理——分子内运动受限，研究者设计出多种点亮型的AIE探针，它们可以在生物检测中提供更低的背景和更可靠的信号。同时，由于未结合检测物的AIE探针具有低背景，使用AIE探针的应用还具有无需洗涤步骤的优点，大大节省了操作时间及减少检测样品的损失。检测形成的AIE聚集体具有优异的光稳定性和抗光漂白性，可以实现长时间的追踪和监测。目前，AIE生物探针在生物分子检测、细胞器成像、细菌成像、细胞追踪、血管成像、体内肿瘤成像与治疗等方面已经取得了众多的成果。本文介绍了AIE的提出、AIE的工作机理，AIE生物探针的构建，总结了AIE探针在生物成像、疾病诊断及治疗等不同方面的应用。

介绍了"分子元素"概念。论述了核酸适体的筛选及其作为大分子药物的应用价值，概述了人工碱基的合成及进展；探讨了脱氧核酶的作用原理，分析了分子信标、分子马达在生物传感、生物合成、生物药物研究等方面的应用前景，展望了核酸分子研究领域的前景及面临的挑战。

天然分子机器是细胞正常功能（包括DNA复制、细胞内物质运输、离子平衡和细胞运动等）的重要执行者。受天然分子机器的启发，人工分子机器的概念被提出并逐步实践。DNA分子独特的理化性质使得其可作为自组装基元用于构建分子机器类纳米结构。DNA纳米结构具有形状可设计性、精确的可寻址性、结构动态响应性及良好的生物相容性，可以作为一种良好的药物递送载体材料。通过可寻址的负载特定功能元件从而构建DNA纳米载体和治疗型DNA纳米机器，可以靶向性地将药物传递到病变组织和细胞，响应性地释放药物，提高药物的细胞摄取率并降低其毒副作用，有望成为优秀的药物递送系统。基于DNA纳米结构的药物载体已经被用于递送小分子药物、寡核苷酸类药物和蛋白药物。以每类药物分子中的典型药物为例，介绍了DNA纳米载体和DNA纳米机器药物递送系统的研究进展，并讨论了其所面临的挑战及可能的发展趋势。

由于纳米材料具有独特的光、磁、电、热性能，可用于产生不同类型的检测信号、放大检测信号的强度及简化检测过程等，因此基于纳米材料的体外诊断技术具有广阔的应用前景。介绍了半导体量子点、金纳米颗粒和磁性氧化铁纳米颗粒等典型纳米材料的性能特点，综述了近年来将具有优异光学性能的半导体量子点、电性能和热性能的金纳米颗粒和超顺磁性的氧化铁纳米颗粒等纳米材料应用于检测核酸、蛋白、小分子、细菌和病毒等的研究进展，并对其未来的发展涉及的纳米材料的宏量制备及修饰、自动化检测及临床评价等方面做了简单评述，以助力纳米体外诊断技术的发展。

近年来，磁纳米材料在分子影像领域的应用得到科研人员的广泛关注。常用的磁性纳米探针是超顺磁性氧化铁颗粒（SPION），它具有较好的水质子横向弛豫时间（T₂）弥散加权核磁共振成像造影剂的性能。通过对SPION制备及表面修饰进行改进，使纳米颗粒具有磁共振造影功能和干细胞标记、药物/基因递送的功能。综述了SPION兼具影像探针和磁共振成像可视化治疗方面的功能。虽然已有多种磁纳米材料进入临床研究，但结合当前研究瓶颈以及纳米药物制备方法的发展，制备造影效果较好、药物生物相容性较高、具有靶向性及临床转换潜力较强的SPION是新一代磁纳米探针研究亟需解决的问题。

癌症是威胁人类健康的重大疾病之一，是当前人类所面临的重要挑战。将功能性纳米材料及相关体系用于癌症治疗是目前的研究热点，主要涉及药物递送系统、疫苗、诊断和成像等领域。目前，部分成果已经进入临床或临床前研究阶段，为实时监测、准确评估及制定个性化治疗方案提供了可能。综述了近年来纳米技术在肿瘤预防、诊断、治疗、诊疗一体化及临床转化方面的研究进展，探讨了纳米技术在未来发展中的前景及挑战。

纳米载药技术已经在抗肿瘤药物递送领域受到广泛关注。纳米技术可以显著增加难溶性药物的生物利用度，改善药物释放与摄取行为，提高药物对肿瘤组织的靶向性，增加药物在肿瘤组织的分布与蓄积，降低药物对正常组织和细胞毒副作用，实现减毒增效。尽管如此，如何有效克服肿瘤生理屏障，进一步提高化疗药物的肿瘤特异性，实现肿瘤组织深度渗透和肿瘤细胞内可控释药仍然是开发抗肿瘤纳米药物亟需解决的重大挑战。从被动靶向、物理靶向、主动靶向和仿生靶向4个方面概述了纳米载药系统抗肿瘤药物在克服肿瘤屏障实现肿瘤靶向药物递送方面的研究进展。

纳米药物作为一种新兴的药物制剂，显示出为癌症患者提供副作用更小和具有靶向效果的治疗前景。近年来，随着纳米生物技术的发展，纳米药物的研发和临床转化取得了巨大的进展。现有很多纳米药物已经进入临床试验，其中部分产品已获得批准，在临床上应用于肿瘤治疗，改善了治疗效果。但是，肿瘤的复杂性和异质性，也为纳米药物对肿瘤的治疗带来巨大的挑战。本文从纳米药物的临床转化角度出发，概述了癌症纳米药物的发展和现状，纳米药物在临床转化中进展及面临的挑战与机遇。