
三阴性乳腺癌侵袭性强,且缺乏有效的内分泌及HER2靶向治疗手段。手术是其主要治疗方式之一,但浸润性边界和微小残留病灶难以准确识别,容易增加术后复发和转移风险。近红外荧光成像虽可辅助肿瘤定位,却易受到背景荧光和光漂白的干扰。因此,如何在术中准确识别肿瘤边界,并进一步清除残留病灶,是提高治疗效果的关键。

近日,深圳理工大学生物医学工程学院特聘副教授李进团队在Advanced Functional Materials发表研究成果,他们开发了一种无荧光近红外表面增强共振拉曼散射(SERRS)探针,用于三阴性乳腺癌精准手术导航与术后光热免疫治疗。

论文上线截图
该探针的关键优势在于增强拉曼信号的同时降低荧光背景干扰。团队设计了Q820和Q920两种无荧光的共振拉曼报告分子,并将其固定于金纳米棒表面。由此构建的AuNR@Q820探针既能产生清晰稳定的拉曼“指纹”,又具有良好的光热转换能力,其检测限低至95fM,意味着极微量即可检出,体外信号与背景之比达69.9,光热转换效率达63.9%。

图1.无荧光淬灭剂分子设计和SERRS探针介导的手术导航及术后光热免疫治疗示意图。
为提高探针对肿瘤组织的靶向能力,团队进一步在其表面修饰CXCR4拮抗剂plerixafor(AMD),这是一种可引导探针富集于肿瘤组织的靶向分子。在4T1乳腺肿瘤小鼠模型中,该探针能够清晰显示肿瘤边界,术中信号与背景之比达22.6,拉曼成像与病理结果高度一致。研究人员据此逐步切除拉曼阳性组织,并检查手术区域中的微小残留病灶。
完成导航切除后,团队利用近红外激光对残留病灶进行光热消融,并联合抗PD-1免疫治疗。动物实验显示,与手术或单一辅助治疗相比,“手术+光热+抗PD-1”联合方案取得了更好的治疗效果:观察期内原发肿瘤未见再生长,小鼠生存时间明显延长,远端肿瘤的生长也受到最强抑制,但尚未被完全消除。进一步分析显示,该方案可增强CD8⁺ T细胞浸润及相关效应分子表达,并显著降低肺转移负担。

图2.SERRS引导手术导航联合术后光热免疫治疗的体内抗肿瘤效果。
该研究将无荧光SERRS成像引导的肿瘤切除与术后光热免疫治疗相结合,为清除局部残留病灶和抑制远端转移提供了新的治疗策略。目前,相关结果仍处于动物实验阶段,其长期安全性和临床应用价值还有待进一步验证。

深圳理工大学联培硕士张雨为论文第一作者,李进为通讯作者,深圳理工大学为第一完成单位。深圳理工大学生物医学工程学院讲席教授宋冰和特聘副教授刘赣对本课题给予了大力支持。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金及深圳市科技计划等项目支持。
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来源:生物医学工程学院文字:李进责编:张华审校:张梦霞、李韵、王之康
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