利用CD47特异性纳米体进行乳腺癌的PET/NIR-II荧光成像及图像引导手术

《VIEW》：PET/NIR-II fluorescence imaging and image-guided surgery of breast cancer using a CD47-specific nanobody

　　精准定位与术中导航：CD47靶向双模成像探针的开发与应用

　　在乳腺癌的诊断和治疗过程中，肿瘤的精准定位和完全切除一直是医学界关注的重点问题。随着医学影像技术的不断发展，乳腺癌患者在接受手术治疗时，如何更准确地识别肿瘤边界、判断是否有转移以及如何在手术过程中实时监测，成为提高手术成功率和患者预后的关键。目前，虽然已有多种影像学手段，如乳腺X线摄影、磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT），它们在术前诊断和病情监测方面具有重要价值，但这些方法在术中缺乏实时指导功能，难以提供清晰的手术边界信息。为了解决这一问题，荧光引导手术（Fluorescence-Guided Surgery, FGS）作为一种新兴技术，正在被广泛研究和应用，以实现对肿瘤的实时可视化，从而改善术中决策和边界评估。

然而，现有的荧光探针，如FDA批准的吲哚菁绿（Indocyanine Green, ICG），虽然在临床中已有一定应用，但其在波长选择、组织穿透能力、特异性以及与病理结果的关联性方面仍存在诸多局限。因此，开发一种具有更高特异性、更优组织穿透能力和更精准的荧光探针，成为提高乳腺癌手术效果的重要方向。基于此背景，本研究提出了一种靶向CD47的双模态成像探针，该探针结合了正电子发射断层扫描（PET）和第二近红外窗口（NIR-II）荧光成像技术，旨在为乳腺癌术前定位和术中导航提供全面的解决方案。

CD47是一种在多种细胞类型中广泛表达的免疫检查点蛋白，它通过与信号调节蛋白α（SIRPα）相互作用，抑制巨噬细胞的吞噬作用，使肿瘤细胞能够逃避免疫系统的监视。研究表明，CD47在侵袭性乳腺癌亚型，尤其是三阴性乳腺癌（Triple-Negative Breast Cancer, TNBC）中表达水平较高，并与肿瘤进展和不良预后密切相关。因此，针对CD47的靶向成像探针不仅有助于更精确地识别肿瘤，还能为术中提供实时的肿瘤信息，提高手术的精准度和安全性。

为了实现这一目标，研究人员开发了两种基于纳米抗体的探针：C2，一种高亲和力的抗CD47纳米抗体；以及ABDC2，一种将C2与白蛋白结合域（Albumin-Binding Domain, ABD）融合的探针，以延长其在体内的循环时间。这两种纳米抗体分别与IRDye800CW荧光染料和放射性标记物¹⁸F-AlF-RESCA结合，从而分别实现NIR-II荧光成像和PET成像。通过在小鼠模型中进行实验，研究人员验证了这些探针在术前和术中对乳腺癌原发灶和转移灶的识别能力。

在实验过程中，研究人员首先通过免疫组化（Immunohistochemistry, IHC）和Western blot技术对CD47在人类乳腺癌组织中的表达情况进行了分析。结果显示，CD47在多种乳腺癌样本中具有中等至高水平的表达，而正常乳腺组织和淋巴结中的表达则相对较低。这表明CD47可以作为乳腺癌的一个潜在生物标志物，具有重要的临床意义。随后，研究人员利用NIR-II荧光成像和PET成像技术，评估了两种探针在小鼠模型中的性能。

在体外实验中，研究人员发现ABDC2-IRDye800CW探针在NIR-II波段（1000-1700 nm）具有良好的荧光信号，其在不同波长下的信号强度和空间分辨率均优于传统探针。此外，通过使用脂肪乳剂模拟乳腺组织和血管，研究人员进一步验证了该探针在深层组织中的成像能力。结果显示，ABDC2-IRDye800CW在900、1100和1200 nm波段下的荧光信号分布具有更高的分辨率，表明其在NIR-II成像中具有显著优势。

在体内实验中，研究人员通过尾静脉注射探针，并在不同时间点进行NIR-II荧光成像，观察探针在肿瘤组织中的分布情况。结果显示，ABDC2-IRDye800CW在注射后2小时即可在肿瘤区域检测到荧光信号，并且在8小时时达到峰值，表明其具有良好的肿瘤靶向性和组织渗透能力。同时，通过使用竞争性阻断实验，研究人员进一步验证了探针信号主要来源于CD47特异性结合，而非非特异性结合。这为探针在临床中的应用提供了重要依据。

在术中应用方面，研究人员在原位乳腺癌模型中进行了NIR-II荧光引导下的手术切除实验。结果显示，探针能够有效识别肿瘤边界，并在手术后通过成像确认肿瘤已被完全切除，没有残留信号。此外，在转移性淋巴结模型中，NIR-II荧光成像同样能够准确识别转移灶，为术中淋巴结切除提供了可靠依据。这些结果表明，ABDC2-IRDye800CW探针不仅能够精准识别肿瘤，还能在手术过程中提供实时的成像指导，从而显著提高手术的精确度和安全性。

除了NIR-II荧光成像，研究人员还评估了¹⁸F-AlF-RESCA-ABDC2探针在PET成像中的表现。结果显示，该探针在注射后1小时即可在肿瘤组织中检测到放射性信号，并且在6小时时达到峰值，显示出良好的肿瘤靶向性和时间依赖性。同时，通过比较不同时间点的肿瘤与肌肉组织的信号强度，研究人员发现¹⁸F-AlF-RESCA-ABDC2具有较高的肿瘤与背景对比度，表明其在术前定位肿瘤方面具有显著优势。

尽管本研究取得了重要进展，但仍然存在一些局限性。首先，目前的研究尚未评估使用荧光引导与传统白光引导在术后复发和长期预后方面的差异。其次，虽然CD47在多种乳腺癌亚型中广泛表达，但其表达的异质性可能会影响探针的普适性，因此未来可能需要根据CD47的表达水平对患者进行分层，以优化探针的选择和临床效果。最后，为了实现探针在临床中的应用，还需要进一步进行毒理学、剂量学和药代动力学的全面评估，以确保其安全性和有效性。

综上所述，本研究开发的靶向CD47的双模态成像探针，结合了PET和NIR-II荧光成像的优势，为乳腺癌的术前诊断和术中导航提供了新的解决方案。该探针不仅具有较高的肿瘤特异性，还能在手术过程中提供实时的成像指导，有助于提高手术的精准度和患者预后。未来，随着进一步的临床验证和优化，这一双模态成像策略有望成为精准肿瘤学和图像引导手术干预的重要工具，为乳腺癌的治疗带来新的希望和突破。