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