本文要點：前哨淋巴結（SLN）是原發腫瘤引流區域淋巴結中的特殊淋巴結，是原發腫瘤發生淋巴結轉移所必經的淋巴結，轉移性癌細胞離開腫瘤后有可能集中在SLN。前庭淋巴結切除術（SLNE）是腫瘤外科治療和術后活檢診斷轉移的關鍵步驟，使用的技術包括傳統的藍色染料法、核素探測法以及新興的熒光探測法。目前侵襲性SLNE的診斷不準確，術后活檢耗時，增加了患者本可避免的疼痛和潛在的死亡率。術中準確檢測SLN的轉移狀態并指導轉移性SLN的切除，以抑制不必要的SLN清掃引起的并發癥，是迫切需要解決的問題。

本文報道了一個基于雙示蹤劑的NIR-II比率熒光納米平臺，結合了靶向和非靶向部分，可通過記錄比率信號來確定SLN通過血管和淋巴向遠端的轉移狀態，并可視化淋巴網絡伴隨腫瘤生長的詳細變化。與臨床可用的xian進的NIR造影劑相比，本研究中的雙示蹤劑的NIR-II比率熒光探針性能顯著改進，為快速評估淋巴功能并指導癌癥手術期間腫瘤浸潤性SLN的去除提供了有力工具。

圖1. NIR-II比率熒光探針應用示意圖

在作者以往的工作中報道了一對比率納米顆粒NaYF₄:Nd@NaYF₄（腫瘤靶向性）和NaErF₄@NaYF₄（無靶向性），分別在1060 nm處和1525 nm處顯示出強烈的發射，在1500 nm處具有高的信背比（SBR），顯著地優于目前臨床應用的ICG和IR-800CW，并領xian于作者先前研發的PbS@CdS量子點。在小鼠足部注射后可以精確可視化病變淋巴結（LN）的形態學變化，并準確地繪制LN與周圍組織之間的邊界。

圖2. 比率探針實現清晰、高分辨的NIR-II熒光成像

而要實現對SLN的持續監測，還要求探針必須具有長期的LN保留以及良好的穩定性。作者在正常小鼠中對4種熒光分子分別進行累積行為和光穩定性測試，發現量子點和比例探針都表現出長期的LN保留，成像窗口可達約168小時；比例探針不僅在連續激發下表現出顯著的穩定性，而且消除了區域熒光信號減弱引起的背景干擾。可見該比率探針可以提供足夠的時間窗口來收集有用的信息并完成手術程序。

圖3. 近紅外熒光團體內成像質量和光穩定性比較

腫瘤附近的淋巴結可分為正常、炎癥和轉移期3種。目前依賴于SLN大小區分的成像探針靈敏度較低，因為轉移性和炎癥性SLN形態變化差異較小。而利用比率探針，通過在小鼠足墊注射4T1細胞建立后肢腫瘤模型，記錄1000-1100nm和1500 nm窗口內的熒光信號并計算熒光比，可以分辨SLN中是否存在轉移性腫瘤。作者觀察到，荷瘤小鼠中來自NaYF₄:Nd@NaYF₄的信號明顯強于NaErF₄@NaYF₄的信號，而在正常小鼠中則沒有這種差異，與切除LN離體成像所得到的結果一致。

探針注射后30分鐘的信號采集便足以診斷腫瘤轉移性LN，而比率探針的長保留時間為檢測和手術提供了足夠長的成像窗口。調整可變焦透鏡還可以實現區域放大圖像，不僅揭示了LN的形態大小與轉移狀態之間的關系，同時還有助于更有效地切除病變淋巴結。這些結果進一步驗證了比率探針作為快速轉移鑒別造影劑具有足夠的可靠性和獨te的優勢。

圖4. 腫瘤引流LN的可視化檢測

延長對SLN的監測時間，可以觀察到SLN的轉移狀態，同時使炎癥性SLN和轉移期SLN的分辨更加清晰。小鼠腫瘤模型建立后14d內，僅能觀察到SLN大小增加，比率信號卻與陰性組相差無幾；28d以后可見SLN大小進一步增加的同時比率信號顯著增強。由此可見：腫瘤在早期僅使SLN發生炎癥，并不向其轉移；而隨著腫瘤發展，SLN將逐漸被遷移的腫瘤細胞浸潤。這一發現被炎癥因子（IL-6）免疫組化和H&E染色結果進一步證實。

圖5. 基于比例熒光圖像的SLN轉移狀態鑒定

作者通過在腫瘤中直接注射比率探針，嘗試直接評估后肢周圍與腫瘤生長平行的淋巴管網絡的變化。在NIR-Ⅱ熒光下可見原發腫瘤周圍的淋巴管數量逐漸增加，淋巴管網絡隨著腫瘤的生長而不斷變化。

一般來說，腹股溝淋巴結與足部淋巴結通過淋巴管相連，即使不能呈現出比率型信號，也可被從腫瘤注射的探針照亮。但作者意外發現，僅在腫瘤生長的第28天和第40天，比例探針才能照亮腹股溝淋巴結。這意味著早期腫瘤可能使小鼠淋巴管受損，但隨著腫瘤進展，淋巴管又重定向到腹股溝淋巴結，從而導致腹股溝淋巴結也被腫瘤細胞浸潤。這一意想不到的發現進一步證明比率探針作為檢測平臺的足夠可靠性和靈敏度，具有現有探針無法實現的高對比淋巴管網絡成像能力和精確識別SLN轉移狀態的功能。

圖6. 比率探針鑒別腫瘤細胞引流LNs的可靠性

前哨淋巴結轉移狀態的診斷對于規劃癌癥治療的個性化治療程序至關重要。將成像擴展到更長的窗口可以消除自發熒光/散射干擾，并且所選NIR-II熒光團的長時間保留和優異的光穩定性優于NIR-I熒光團，用于活體內LNs成像。與僅提供LNs成像能力的量子點相比，多功能比例熒光探針可以同時作為生物傳感器，實現對生理過程變化的高分辨率監測。比率熒光探針通過有效腫瘤細胞靶向能力，有助于通過SLNs的成像大小和比率值來區分腫瘤細胞侵襲和發炎的SLN。這些結果表明，基于比率熒光成像的策略可以靈敏、無chuang地識別/確定SLNs的轉移狀態，并排除無腫瘤SLNs，從而減少不必要的手術侵襲。

參考文獻

Li M, Sun B, Zheng X, Ma S, Zhu S, Zhang S, Wang X. NIR-II Ratiometric Fluorescence Probes Enable Precise Determination of the Metastatic Status of Sentinel Lymph Nodes. ACS Sens. 2024 Feb 21.

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近紅外二區小動物活體熒光成像系統 - MARS 

NIR-II in vivo imaging system 

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