张云研究员在稀土纳米探针用于乳腺癌前哨淋巴结早期转移精准识别中取得新进展

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乳腺癌目前已成为全球女性发病率第一、死亡率第二的恶性肿瘤，其死亡的主要原因是转移或远处转移。前哨淋巴结（SLN）是肿瘤淋巴引流的第一站淋巴结，乳腺癌前哨淋巴结活检（SLNB）是临床淋巴结阴性（cN0）早期乳腺癌的标准术式。目前临床常用的示踪剂包括亚甲蓝、放射性核素及吲哚菁绿均只能示踪SLN而不能评估SLN的转移状态，仍需依靠术中快速冰冻病理来诊断SLN是否有转移，但这是有创操作，且有赖于病理医生的经验，尤其是对于微转移。更为严峻的是，研究表明70%的cN0乳腺癌患者SLNB病理结果也为阴性，这部分患者完全可以避免SLNB，从而降低并发症的发生，提高患者的生存质量，减少医疗资源的浪费，故而亟需寻求一种无创精准评估SLN转移状态的新检测方法。鉴于此，福建物构所张云团队与厦门大学医学院及汕头大学医学院附属肿瘤医院通过多学科交叉合作，合成了一种新型近红外IIb区纳米探针ErNPs@POL6326，并基于该探针实现了在体实时识别乳腺癌前哨淋巴结转移状态，避免了不必要的前哨淋巴结活检术，预期可进一步降低淋巴水肿发生率（图1）。

图1.近红外二区稀土纳米探针实现乳腺癌前哨淋巴结转移精准无创评估示意图

        研究团队利用近红外IIb区发光的稀土下转换纳米颗粒作为发光元件，肿瘤特异性靶点CXCR4 的拮抗肽Balixafortide（POL6326）作为靶向元件，成功合成了一种新型近红外IIb区纳米探针ErNPs@POL6326。与临床常用的ICG进行对比，ErNPs@POL6326具有良好的光稳定性及耐光漂白性，且分辨率更高，穿透深度更深。研究显示ErNPs@POL6326在细胞及动物水平的实验提示该探针的生物相容性好、无明显毒副作用。而且针对高表达CXCR4的乳腺癌细胞系及荷瘤小鼠具有高度特异的肿瘤靶向性；在鼠源性及人源性乳腺癌 SLN 转移模型中可以实时精准识别转移淋巴结，其灵敏度分别为92.86%和93.33%，特异度分别为96.15%和96.08%。
         综上所述，该技术方法克服了可视光、近红外一区及近红外IIa区荧光成像穿透深度和分辨率低的局限性，实质性地提高肿瘤成像信噪比和分辨率，不但可以识别SLN宏转移，还可检测早期微转移。相关研究工作以封面文章的形式发表于国际医学顶级期刊Cancer Research（Cancer Res., 2023, 83, 3428-3441）。厦门大学医学院博士研究生朱媛媛、福建物构所宋良副研究员和汕头大学医学院附属肿瘤医院张永渠教授为论文的共同第一作者，福建物构所张云研究员和厦门大学医学院张国君教授为论文的通讯作者。目前团队正加速该技术的临床实践，期待日后能够为乳腺癌的早期精准诊疗决策的选择提供稀土方案。


         论文信息：
        标题：Development of a Rare Earth Nanoprobe Enables In Vivo Real-Time Detection of Sentinel Lymph Node Metastasis of Breast Cancer Using NIR-IIb Imaging
        作者：Yuan-Yuan Zhu#, Liang Song#, Yong-Qu Zhang#, Wan-Ling Liu, Wei-Ling Chen, Wen-Liang Gao, Li-Xin Zhang, Jia-Zheng Wang, Zi-He Ming, Yun Zhang*, Guo-Jun Zhang*
        期刊：Cancer Research, 2023, 83 (20): 3428–3441
        论文链接：https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-22-3432
        文章来源：福建物构所
       张云，中国科学院福建物质结构研究所研究员，博士生导师，入选“福建省百人计划”“中科院海西院百人计划”“厦门市双百计划”“国务院华人华侨重点创新创业团队”等等。主要研究方向多功能纳米材料的结构设计与可控合成及其生物医学多模态影像与治疗研究，稀土纳米材料在分子检测技术中的开发、应用和产品转化。团队研发出的心肌心梗标志物的检测技术，在世界领域内占据领先地位。张云研究员在SCI等国际著名学术期刊发表文章十余篇，授权专利十余项。主持承担及参与国家自然科学基金、福建省重点战略性新兴产业项目、厦门市重点科研项目等基金项目二十余项。