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    2. 閩都創新實驗室在長余輝成像指導的腫瘤術中切除取得了新進展

      時間:2023-08-02 字體【 | |

              目前主要的術前腫瘤造影技術有CT、MRI、PET,然而這些手段都缺乏實時性,無法在術中提供影像參考。腫瘤的手術切除主要還是依靠臨床醫生的經驗判斷,這經常導致了腫瘤殘留。熒光成像由于其具有實時性,高靈敏度,高分辨率等優點,已經成為了指導腫瘤術中切除的研究熱點。然而,對于術中殘留的微小腫瘤組織,仍需要更高的靈敏度來識別。 
              長余輝材料由于其無需持續激發的特點,成像時沒有生物組織產生的背景熒光干擾,因此靈敏度很高?;诖颂攸c,實驗室洪茂椿院士、張云研究員團隊通過介孔二氧化硅模板法合成了稀土近紅外長余輝顆粒(Zn1.3Ga1.4Sn0.3O4:Cr0.005, Y0.003,mZGS),并在其外層包覆二氧化錳殼層,設計超靈敏的納米探針mZGS@Mn。在正常組織中,長余輝顆粒發光被表面二氧化錳猝滅,而在腫瘤微環境中二氧化錳快速降解,恢復余輝發光,從而進一步提高靈敏度。以此超靈敏探針指導腫瘤術中切除,實現了腫瘤術中切除過程中殘留病灶的精確高效識別(圖1)。

      圖1. 超靈敏探針合成并用于長余輝成像指導腫瘤切除術示意圖

              團隊構筑了多種腫瘤模型來驗證此探針的性能。在4T1原位瘤模型中,術中的腫瘤/正常組織(T/NT)信號比高達58.8,對于<2mm的殘留腫瘤信噪比仍保持12.4,并且能夠清晰分辨腫瘤切緣(圖2)。在多發微小腫瘤模型中,能夠高靈敏度識別多發微小腫瘤,并且能夠發現<1mm的殘留腫瘤組織,T/NT比高達9.2。在肝癌模型中,T/NT信號比達到6.2,殘留腫瘤組織信噪比仍有4.1,能夠區分出殘留腫瘤。而在肺轉移癌模型中,此探針能夠有效區分病變部位和肺組織,從而指導手術切除。

      圖2. 超靈敏納米探針的余輝成像及分析

              綜上所述,該工作設計的這一超靈敏長余輝探針,能夠適用于多種模型的術中成像,以指導腫瘤切除,并且能夠有效識別殘留的腫瘤組織,徹底清除腫瘤。該工作得到了中科院重點部署項目、國家自然科學基金及實驗室自主部署項目的聯合支持,相關研究以“Near-Infrared Persistent Luminescence Nanoprobe for Ultrasensitive Image-guided Tumor Resection”為題,發表在Advanced Science(DOI: 10.1002/advs.202207486)上,第一作者是博士生林芃,通訊作者是史俊朋副研究員、洪茂椿院士和張云研究員。 
              原文鏈接:
      https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202207486

      (張云研發團隊 供稿)

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