近年来，许多癌症呈现出年轻化趋势，根据世界卫生组织下属国际癌症研究机构（IARC）数据显示，2020年，中国新发癌症病例数约457万人，超过了世界其他国家。而有效的肿瘤治疗在很大程度上依赖于准确的影像诊断和影像引导手术，为了提高手术的准确性，双模态和多模态成像成功应用于肿瘤诊断和影像引导手术。
近日，18新利体育 放射医学与辐射防护国家重点实验室高明远课题组就在肿瘤精确诊断领域取得新进展，相关成果以“Sequential SPECT and NIR-II imaging of tumor and sentinel lymph node metastasis for diagnosis and image-guided surgery”为题在线发表于Biomaterials Science杂志上。
核医学成像和光学成像结合了高灵敏度和实时成像的优点，但荧光染料和放射性核素的简单组合不能有效地靶向肿瘤部位，因此通常需要载体或靶向剂，例如多肽、抗体和纳米载体。然而，由于小分子染料的血液循环时间短，通常代谢快，这对于有效的肿瘤靶向和延长成像时间是不利的。抗体对某一种肿瘤具有很好的特异性，但对于肿瘤的诊断，特别是早期诊断，能够诊断多种肿瘤的探针是非常重要的。纳米载体可以通过增强和渗透滞留效应在肿瘤中蓄积，适合肿瘤诊断，特别是早期诊断。NIR-I染料发射的波长从650 nm到900 nm，穿透深度为几毫米，例如吲哚青绿(ICG)，已经被食品和药物管理局(FDA)批准用于临床。与NIR-I荧光成像相比，NIR-II荧光成像(900-1700 nm)由于时空分辨率高，穿透深度深而引起了人们的极大关注。然而，到目前为止，已报道的SPECT/NIR双探针大多是放射性核素与NIR-I染料结合。因此，开发新型的放射性标记的NIR-II纳米探针对肿瘤成像和精确治疗意义重大。
在最新研究中，高明远教授课题组设计了一种新型的放射性标记的NIR-II纳米探针(125I-MT NP)，以实现针对乳腺癌的多功能单光子发射计算机断层扫描(SPECT)和近红外二区(NIR-II)荧光双模态成像。
该探针是通过将放射性核素标记的疏水性NIR-II染料(125I-MT)包裹到两亲性嵌段共聚物(PEO-PPO-PEO)中来制备的，实现了SPECT和NIR-II荧光成像的双模态成像。体内外研究表明，125I-MT纳米粒子具有较强的NIR-II荧光和SPECT信号，并具有良好的生物相容性。静脉注射125I-MT纳米粒子后，SPECT显像和NIR-II显像分别在注射后8h和48h显示了肿瘤组织的清晰图像，提示125I-MT纳米粒子用于术前肿瘤检测和术中解剖区域可视化是可行的。另外，在注射后1h进行淋巴结显像的SPECT扫描，在注射后4h进行NIR-II荧光成像，这进一步证明了淋巴结清扫术前和术中淋巴结的准确成像。因此，125I-MT NP是一种有前途的、实用的贯序成像和精确癌症治疗的成像探针。
上海海洋大学2017级硕士研究生张晓璐为该论文第一作者，18新利体育 医学部放射医学与防护学院2017级博士研究生赵梦和18新利体育 附属第一医院文玲为共同第一作者，国重室高明远教授、王广林副教授和上海海洋大学钟建副教授为通讯作者。该项目得到了科技部重点研发计划(2018YFA0208800)，国家自然科学基金(81720108024,21976128, 81701728)，江苏省自然科学基金(BK20160307, BK20200100)等基金的资助。
18新利体育 放射医学与辐射防护国家重点实验室是江苏省首个省部共建国家重点实验室，实现了苏州市和18新利体育 国家重点实验室零的突破。实验室围绕国家中长期发展规划和区域发展的战略布局，面对核技术在医学领域中的广泛应用，瞄准国际放射医学与辐射防护的重大科学问题，围绕放射生物效应及机理、先进放射诊断和治疗、辐射防护等3个重点研究方向开展高水平前沿研究，通过平台建设以及体制机制创新，建设和完善高水平研究团队，努力提高研发能力，通过科技创新，促进区域经济社会发展，促进放射医学及相关学科可持续发展。实验室在放射性监测、高本底放射性调查、急性放射损伤救治、核技术产业化、辐射防护人员培训等领域都作出了重要贡献。
本文素材来源：央视新闻、放射医学与辐射防护国家重点实验室官微、官网