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复旦、交大课题组携手在术中影像指导光热清除微小肿瘤研究领域取得重要进展
2019-06-17 17:18   来源:中新网上海  

  中新网上海新闻5月18日电  近日,复旦大学药学院陆伟教授课题组与上海交通大学医学院肖泽宇教授课题组报导了一种白蛋白-近红外II区小分子组成的新型诊疗一体化制剂,能够借助于近红外II区光学影像技术,实现在术中特异地识别肿瘤原发灶和微小转移灶,同时在影像指导下发挥光热治疗作用,彻底地精准清除微小肿瘤,从而避免术后肿瘤的复发。5月17日,研究成果以 “Albumin tailoring fluorescence and photothermal conversion effect of near-infrared-II fluorophore with aggregation-induced emission characteristics” 为题在线发表于《自然•通讯》(Nature Communications)。

  肿瘤是世界范围内高发病率与死亡率的疾病。当前,手术切除肿瘤仍然是最有效的治疗方法。然而在许多侵袭性或转移性癌症中,肿瘤边界分布不清晰,肿瘤生长浸润到周围重要组织和器官。在这种情况下,即使是经验丰富的外科医生也无法通过手术彻底切除肿瘤,以致留下残余的微小肿瘤。这些残留的微小肿瘤会引起致命性的肿瘤复发和转移。因此,如何实现在术中检测并清除这些残余的微小病灶对癌症的治疗至关重要。

  术中荧光成像具有分辨率高和成像快速的优点,可引导外科医生术中更清楚地区分微小肿瘤与正常组织。然而,目前临床使用的术中荧光探针的激发和发射波长在可见光范围,成像深度有限,组织自发荧光干扰强。如果能够找到一种成像深度更深、背景干扰低的近红外荧光探针分子,它同时还具有吸收光能转化为热能并产生热消融的光热转化性能,就可以实现对术中检测到的微小肿瘤实施光热治疗,从而杀死肿瘤细胞。因此,发展兼具光热转化性质的诊疗一体化近红外荧光探针制剂,是术中诊疗微小肿瘤技术能够临床转化所亟需解决的关键问题。

  联合课题组想到了一种能够在近红外II区波长处(1000 nm至1400 nm)成像的小分子荧光探针。该探针溶解于极性有机溶剂时,荧光发生淬灭,展示高效的光热转化性能;当在水溶液中,该探针发生聚集,光热转化性能降低,但荧光成像性能增加。有趣的是,联合课题组还发现,人血清白蛋白可通过与该小分子探针发生高亲和力结合限制其分子旋转,实现对其光学性质的调控,使该小分子探针兼具荧光成像和光热转化的能力。同时,以白蛋白为载体制备的制剂可帮助该小分子探针在肿瘤区域特异性地递送和富集。以小鼠原位结肠癌微小肿瘤为模型,该白蛋白-近红外II区小分子诊疗制剂可实现对0.5 mm × 0.3 mm微小转移肿瘤的术中清晰荧光成像,且不受肠内容物荧光干扰;同时,利用荧光成像可对该制剂的时空分布进行监测,用来确定光热治疗激光照射的位置、面积、剂量和时间,进而实现术中对微小肿瘤的精准光热清除。本研究为术中实时检测并光热清除微小肿瘤技术的临床转化开辟了新的研究思路和方法。

  复旦大学药学院博士研究生高帅、魏国光、章思航为该论文的共同第一作者。陆伟教授和肖泽宇教授为本文的共同通讯作者。复旦大学药学院付伟教授和复旦大学附属肿瘤医院宋少莉主任医师分别对量子化学计算和分子影像研究内容做出悉心指导。该项研究得到了国家自然科学基金“肿瘤演进与诊疗的分子功能可视化研究”重大研究计划培育项目的资助,及上海交通大学医学院基础临床协同研究中心平台的支持。


注:请在转载文章内容时务必注明出处!   编辑:陈静

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