助力胃腸道癌癥早期檢測！上海交通大學發(fā)文：開發(fā)出“智能藥丸”

5月12日，上海交通大學研究團隊在期刊《Advanced Science》上發(fā)表了研究論文，題為“Wireless, Deep-Seeing Smart Pill: A NIR-II Fluorescence Imaging Capsule Endoscope for Gastrointestinal Cancer”，本研究報道了一種近紅外二區(qū)熒光成像膠囊內(nèi)窺鏡（NIR-II FICE），這是一種用于早期胃腸道癌癥診斷的“智能藥丸”。NIR-II FICE 可以利用近紅外二區(qū)熒光納米探針（FNP）檢測 900 納米以上的近紅外二區(qū)特異性熒光信號。它具有高靈敏度、高分辨率、強組織穿透能力、高信噪比和高對比度成像等優(yōu)點。實驗表明，NIR-II FICE 能夠檢測低至 5 微克/毫升的 FNP，并能對大范圍不規(guī)則區(qū)域和小至 100 微米的微小區(qū)域進行成像。在豬胃組織的體外實驗中，穿透深度達到 4 毫米，信噪比超過 13 分貝，對比度值均大于 0.5。體內(nèi)實驗實現(xiàn)了對裸鼠病變部位的靶向成像。此外，一種無線供電、磁控裝置確保了 NIR-II FICE 的持續(xù)能量供應和精確運動。據(jù)知，這是首個用于近紅外二區(qū)熒光成像的膠囊內(nèi)窺鏡平臺，推動了非侵入性胃腸道疾病診斷/治療和臨床研究的發(fā)展。

胃腸道癌癥：早期精準診斷的重要性

01

胃腸道癌癥對人類健康構(gòu)成重大威脅，約占全球癌癥發(fā)病率的四分之一，癌癥相關(guān)死亡率高達三分之一。在早期階段，腫瘤通常較小且未發(fā)生轉(zhuǎn)移。在此階段治療腫瘤可顯著提高患者的 5 年生存率。然而，這一優(yōu)勢取決于腫瘤能在潛在可治愈階段被發(fā)現(xiàn)。因此，早期且精準的診斷對于改善胃腸道癌癥患者的生存結(jié)果和預后至關(guān)重要。

NIR-II FICE 的靶向成像實驗

02

為了評估NIR-II FICE對癌組織的靶向成像能力，研究人員使用裸鼠進行了體內(nèi)成像實驗。研究人員將FNP溶液分別靜脈注射到HCT116荷瘤小鼠和健康對照小鼠體內(nèi)。研究結(jié)果表明，NIR-II FICE能夠通過NIR-II FNPs實現(xiàn)對病變組織的長期、特異性靶向成像和監(jiān)測。這定量且穩(wěn)健地驗證了NIR-II FICE靶向成像技術(shù)的有效性和穩(wěn)定性，該技術(shù)在提高隱匿性病灶的檢出率以及提升早期胃腸道癌癥篩查的臨床準確性方面具有巨大潛力。實驗完成后，對小鼠的心、肝、脾、肺、腎進行了HE染色。病理結(jié)果表明，小鼠的心、肝、脾、肺、腎組織結(jié)構(gòu)正常，未見毒性損傷、炎癥、變性或壞死跡象。

NIR-II FICE系統(tǒng)在胃腸道癌癥早期診斷中的潛力主要源于其卓越的分子靶向、高靈敏度檢測和深層組織成像能力。具體而言，CH1055@DSPE-PEG-FA FNP的整合確保了病灶部位的特異性富集，有助于檢測隱匿性微小病灶。這些條件的協(xié)同滿足不僅驗證了系統(tǒng)的可靠性，還為提高早期胃腸道癌癥檢測的診斷準確性提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持。

小鼠NIR-II FICE熒光免疫細胞化學靶向成像

本研究證明了NIR-II FICE在腫瘤檢測中的巨大潛力。通過優(yōu)化探針的效率并積累更多GLP級毒理學數(shù)據(jù)，NIR-II FICE有望成為一種強大的診斷工具。

結(jié)論

03

NIR-II FICE系統(tǒng)為胃腸道癌癥的早期篩查提供了一種高質(zhì)量、無創(chuàng)的成像解決方案，預計將在臨床診斷中發(fā)揮重要作用。

參考資料：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.75532

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