Adv Sci：中国科学院盛宗海等团队合作研究开发了高时空近红外荧光寿命成像用于临床肿瘤边缘定量检测
2024-12-11 iNature MedSci原创 发表于陕西省
研究首次报道了利用工程叶酸受体-α靶向ICG纳米探针（FPH-ICG）进行临床肿瘤分子边缘NIR-II FLT成像。
肿瘤边缘的准确检测是肿瘤手术成功的关键。虽然基于吲哚菁绿（ICG）的近红外（NIR）荧光（FL）手术导航增强了肿瘤边缘的视觉识别，但其准确性仍然是主观的，强调了定量方法的必要性。 2024年12月9日，中国科学院盛宗海，廖九零，深圳大学陈晶，上海交通大学包州州共同通讯在Advanced Science 在线发表题为“High Spatiotemporal Near-Infrared II Fluorescence Lifetime Imaging for Quantitative Detection of Clinical Tumor Margins”的研究论文。该研究利用叶酸受体靶向ICG纳米探针（FPH-ICG），在第二个近红外窗口（NIR-II, 1000-1700 nm）开发了一种高时空荧光寿命（FLT）成像技术，用于定量检测肿瘤边缘。 FPH-ICG表现出NIR-II FLT明显延长（750±7 ps vs 260±3 ps）和NIR-II FLT亮度增加（FPH-ICG/ICG = 3.8）。体外和体内研究证实，FPH-ICG特异性靶向SK-OV-3卵巢癌细胞上的叶酸受体-α (FRα)，实现高对比度NIR-II FL成像。值得注意的是，在SK-OV-3荷瘤小鼠和临床肿瘤样本中，与NIR-II FL成像（58%）相比，NIR-II FLT成像在确定肿瘤边缘方面显示出更高的准确性（90%）和一致性。这些发现强调了NIR-II FLT成像作为指导外科肿瘤边缘检测的定量工具的潜力。
手术仍然是大多数实体瘤的主要治疗方式。手术干预的成功高度依赖于肿瘤边缘的准确描绘。术中近红外（NIR）荧光（FL）成像与各种染料（如吲哚菁绿（ICG））联合使用越来越多地用于照亮癌细胞并提高肿瘤边缘的可见性。最近的研究表明，ICG在第二个近红外窗口（NIR-II, 1000-1700 nm）发射尾部FL，与第一个近红外窗口（NIR-I, 650-950 nm）相比，这个透明区域的组织吸收、散射和背景FL都较低。这些独特的优势使得手术中肿瘤边缘的精确描绘取得了重大进展。然而，固有的低NIR-II FL ICG亮度，缺乏针对癌细胞的特异性分子靶向，以及对各种成像参数的依赖，仍然阻碍了肿瘤边缘的准确定量。
与FL成像相比，荧光寿命（FLT） ICG成像可以更好地反映其固有的分子特性和周围微环境的特征，具有不受成像参数和环境变化影响的优势。因此，ICG FLT可以检测癌细胞与正常细胞之间的微环境差异，如细胞粘度的变化，从而便于手术肿瘤边缘的定量。最近的研究结果表明，在几种癌症类型中，ICG在肿瘤组织中的FLT比正常组织长，这表明它有可能作为肿瘤边缘识别的通用标记物，从而提高手术精度。尽管取得了这些进展，但ICG FLT用于分子边缘可视化的应用受到缺乏肿瘤特异性靶向的限制，游离ICG不能识别癌细胞表面过表达的受体。此外，现有的ICG FLT技术通常在NIR-I窗口内操作，限制了深部组织成像的质量。
临床肿瘤边缘近红外（NIR-II）荧光寿命（FLT）成像方案（图源自Advanced Science ）
研究首次报道了利用工程叶酸受体-α靶向ICG纳米探针（FPH-ICG）进行临床肿瘤分子边缘NIR-II FLT成像。采用分子对接结合聚乙二醇（PEG）工程设计和制备了FPH-ICG，保证了FPH-ICG尺寸均匀、NIR-II FL亮度高、NR-II FLT稳定、叶酸受体-α (FRα)的有效靶向。研究系统地评估了FPH-ICG在临床前和临床模型中的FRα靶向能力，并证明了与NIR-II FL成像相比，它在定量确定肿瘤边缘方面的优势。还使用FPH-ICG NIR-II FLT引导的精确手术在卵巢荷瘤小鼠模型中进行了研究，证明了该技术改善手术结果的潜力。这些结果表明，NIR-II FLT可以改善体内和体外肿瘤边缘的描绘。这项技术可以潜在地减少手术后的局部复发。
参考消息：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202411272
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