由于肿瘤细胞的生物学行为不同于正常细胞，所以一些正常细胞表达的蛋白分子在肿瘤细胞中会异常表达，而且在肿瘤发生、发展及转移过程中会产生相关的一些特异性蛋白分子，因此，可以使用对肿瘤细胞具有靶向性的物质对纳米金进行修饰，然后通过受体-配体结合的方式将纳米金标记到肿瘤细胞表面或肿瘤细胞内。现研究较多的用于修饰纳米金进行肿瘤靶向标记的物质有以下几种：①表皮生长因子受体（epidermal growth factor receptor, EGFR）：EGFR在纳米金表面连接与EGFR特异性结合的EGFR抗体，如此，被修饰的纳米金可以靶向性聚集于高表达EGFR的肿瘤细胞^[3]。Huang等^[4]将合适长径比的金纳米棒预先共轭结合到抗-EGFR单抗上，随后在细胞培养基中与良性的口腔上皮细胞和口腔上皮癌细胞孵化，共轭抗-EGFR单抗的金纳米棒以较高的亲和力特异地结合到癌细胞表面，于是，金纳米棒强烈散射的红光在暗场显微镜下能够清晰可见，从而在良性细胞中诊断出恶性细胞。②叶酸：人体细胞不能合成叶酸，只能通过载体或者受体介导内吞的方式从细胞外获取^[5-6]，而大多数肿瘤，如发生于卵巢、脑、肾脏、乳腺和肺等肿瘤细胞表面叶酸受体的表达上调，因此被叶酸修饰的纳米金可以获得对肿瘤细胞的靶向性^[7-8]。Tong等^[9]将叶酸配体共轭的金纳米棒引入人口腔上皮癌细胞(KB细胞)后, 采用近红外脉冲激光进行了“光-热”治疗的研究。③转铁蛋白受体：由于多种肿瘤细胞的表面同时高表达转铁蛋白受体，其也可以用来修饰纳米金作为靶向性物质^[10]。

目前，临床通常使用的CT造影剂是含碘的有机分子，这是因为碘具有较高的X射线吸收系数^[11]。然而与碘相比，金有着更高的原子序数（Au为79，I为53）和X射线吸收系数（在100 keV：金为5.16 cm²/g；碘为1.94 cm²/g），单位质量的金与碘相比，造影效果要好约2.7倍^[12]。此外，金属纳米颗粒结构中存在局域表面等离子体(localized surface plas-mons, LSPs)，当其受到入射光激发时，会引起局域表面等离子体共振(localized surface plasmon reson-ance，LSPR)，该金属纳米结构表面的局域电场被增强，对某一波段的光谱展现出强烈的吸收。纳米金颗粒具有很强的LSPR效应，它在紫外-可见光波段展现出很强的光谱吸收^[13]。经过肿瘤靶向修饰的纳米金可准确定位于肿瘤组织及其周围血管上，通过X射线进行清晰的成像。Popovtzer等^[14]利用细胞培养方法，研究了修饰特定肿瘤靶向分子A9抗体（可与头颈癌细胞特异性过表达的A9抗原特异性结合）的金纳米棒的CT成像效果，结果表明，修饰了靶向分子的金纳米颗粒更多地聚集于特定的肿瘤细胞上。因此，特定肿瘤细胞的悬浮液有着更大的CT值^[12]。由于纳米金的卓越吸收性能，在满足了肿瘤显像的同时，可大大减少患者的全身辐射吸收剂量，有利于降低患者的平均有效剂量。

此外，纳米金克服了碘造影剂造影时间短的缺点。Hainfeld等^[15]将直径为1.9 nm的纳米金以0.01 ml/g小鼠体重的剂量注射到患乳腺癌的Balb/C小鼠静脉内，2 min后利用乳腺摄影机（22 kVp）进行X射线成像；注射纳米金后5 h，血液中的纳米金已经基本清除，而肿瘤部位的纳米金与注射后15 min的纳米金水平几乎相同；24 h后，肝脏中残留的纳米金比例上升，并且肾脏中残留的纳米金没有进一步减少。这些结果表明，相对于碘造影剂，纳米金有着更长的造影时间。但同时，纳米金在生物体内的残留问题应受到关注。Cho等^[16]给小鼠静脉注射一定剂量的、直径为4~100 nm的、聚乙二醇包裹的纳米金，未发现肝脏有明显的病理学改变，但有小部分与凋亡和细胞周期相关的基因表达有所改变。

纳米物质可能会干扰内在的代谢过程或信号转导途径，导致细胞的生物化学作用发生轻微的混乱，产生的结果在短期的毒性分析中可能表现并不明显，对此需要更长时间地积累数据、分析归纳，才能发现和揭示纳米生物效应的一般性规律，才能建立相应的理论体系^[17]。

临床上根据肿瘤的性质，结合患者身体条件的情况下确定放疗剂量，然而，射线对肿瘤周围组织的损伤以及对全身各脏器的不良反应限制了用于肿瘤放疗的射线剂量。所以，人们一直在探索使用较低剂量的射线达到较高的肿瘤治愈率的方法。放疗联合辐射增敏剂就是一种常用的方法。理想的辐射增敏剂应可以显著增加放疗的疗效，而对正常组织没有或很少有不良反应，然而，大多数辐射增敏剂不能同时具备这两个条件。氧是目前所知的最强的辐射增敏剂，增加氧分压，即使常压下也可能增加肿瘤的辐射敏感性。但高压氧和carbogen（含5% CO₂+ 95% O₂)临床应用的结果并不理想，除在宫颈癌和转移性淋巴瘤有增敏效果外，大多为阴性结果，且这种方法极不方便，并可增加3%的小肠上皮、脊髓、软骨的辐射损伤，限制其临床应用^[18]。

纳米金颗粒已被报道能够增强肿瘤细胞的辐射作用和减少周围正常组织的不良反应。纳米金材料在鼠结肠癌细胞株和乳腺癌细胞株上均发现有增敏现象^[19-20]。Hainfeld等^[21]将直径为1.9 nm的纳米金静脉注射入乳腺癌EMT-6小鼠体内，然后用250 kVp的X射线分别照射注射纳米金和未注射纳米金的两组乳腺癌EMT-6小鼠，照射剂量相同，结果显示，前者存活率明显高于后者。

尽管未进行靶向修饰的纳米金已表现出增强肿瘤杀伤的效果，但更多的科学家在研究经过表面修饰的纳米金对肿瘤的强大亲和力和更为巨大的杀伤力。Kong等^[20]用表面修饰有硫代葡萄糖的纳米金和半胱胺的纳米金对乳腺癌细胞系MCF-7进行放疗增敏效果的研究，他们将经修饰的纳米加入到肿瘤细胞中，分别孵育2 h（肿瘤细胞由于处于高代谢状态，会将硫代葡萄糖的纳米金内吞入细胞质中，而半胱胺-纳米金由于带强正电荷，会吸附到带负电荷的细胞膜上），然后将上述处理过和未经任何处理的肿瘤细胞分别用200 kVp X射线照射10 Gy，48 h用甲基噻唑四唑盐比色法分析放疗的细胞毒作用：相对于单纯X射线照射，经硫代葡萄糖的纳米金和半胱胺的纳米金处理后放疗的细胞毒作用分别增强了63.5%和31.7%；在克隆存活分析中，用200 kVp X射线分别照射未经处理的MCF-7细胞和经硫代葡萄糖的纳米金处理的MCF-7细胞，照射剂量相同，前者在照后第5日和第14日肿瘤细胞存活率为43.2%和13.8%，后者则在照后第5日肿瘤细胞全部死亡。

El-Sayed等^[22]通过利用EGFR抗体-纳米金结合体，特异性地定靶于肿瘤细胞，然后进行激光照射，结果发现，只需用于杀死正常细胞一半的激光能量就能将恶性肿瘤细胞杀死，而只有少量金纳米微粒存在的正常细胞仅受到很小的热能的破坏。可见，靶向标记纳米金的光热疗法既无损于正常细胞，又能减少用于杀死肿瘤的激光剂量，从而降低了患者肿瘤治疗过程中不良反应的发生率和严重程度。

纳米金致肿瘤细胞放疗敏感性增强的机制仍不明确，有待进一步研究。光电效应可能是低能X射线(200 keV) 与纳米金颗粒(金的K-edge为80.7 keV)发生相互作用、产生辐射细胞毒增强的主要机制^[23]。已有研究称，低能X射线与高原子序数物质之间的相互作用会产生自由基^[24]，这些自由基又会促使活性氧的产生，进而损伤细胞蛋白质和基因，导致细胞毒性^[25]。Turner等^[26]认为，纳米金属颗粒可能将细胞阻止在整个细胞周期中辐射敏感性最强的G₂/M期，致使肿瘤的辐射敏感性增强。

靶向标记的纳米金能够很好的集中在肿瘤细胞及其周围，使得放疗中的射线能量在局部增强，发挥最大的细胞杀伤作用，同时解决了临床上存在的放疗后期肿瘤对射线的敏感性下降、治疗完成后肿瘤细胞残留的问题。由于纳米金所特有的物理和化学特性，使得其在生物标记、生物检测、生物成像、疾病的治疗等方面具有巨大的潜力。通过抗体-纳米金结合体标记肿瘤细胞上过表达的受体，便能实现对特定靶细胞的成像和灭活，这种方法可用于多种肿瘤以及其他疾病的诊断和治疗^[27-28]。然而，一些实验条件如纳米金与靶向抗体的结合、纳米生物分子结合体对细胞的靶向标记等尚需进一步优化，纳米金致肿瘤细胞放疗敏感性增强的机理仍需进一步研究。人体是一个复杂的系统，体内环境随时都在改变，纳米金作为一种异物，无论是用作肿瘤成像还是治疗，如不能完全排出体外，其在体内势必造成一定的蓄积，所以必须明确纳米金对细胞和机体的毒性及其代谢和排泄过程，这样才可控制纳米金在患者体内循环的时间、分布、毒性等，以使其更好地为科研和临床所应用。