肿瘤转移酶响应型智能分子探针的构建及乳腺癌骨转移多模态诊疗应用

Breast cancer is the most common malignancy in Chinese women, about 250,000 new cases per year. 70% of breast cancer can commonly metastasize to bone with organ selectivity. How to accurately diagnose the breast cancer bone metastases and bone destruction degree is still most urgent scientific problem in clinical cancer research. Against the above problem, this project aims to fabricate a novel imaging and microenvironment analysis probe with fluorescence resonance energy transfer, and to explore the multimodal imaging of near infrared fluorescence, photoacoustic and SPECT/CT for sensitive and accurate diagnosis in breast cancer bone metastases. These design strategies provide the evidence for the highly sensitive visualization method of tumor invasion and metastasis. Simultaneously, the photothermal effect of photoacoustic probe adjuvant immunological check points block can tailor to breast cancer bone metastases. This project is based on the field of life analytical chemistry with a high degree of interdisciplinary study and is expected to provide a basis for the early accurate diagnosis, staging and high-efficiency treatment of breast and breast cancer bone metastases.

乳腺癌是我国女性最常见的恶性肿瘤，每年约25万新发病例，乳腺癌转移具有器官选择性，约70%会发生骨转移。如何特异性精准诊断乳腺癌骨转移、判别骨破坏程度仍是肿瘤临床诊疗亟待解决的难题。本项目拟以肿瘤微环境中侵袭与转移相关酶为靶向，以融合多种成像技术的多模态分子成像技术为基础，利用荧光共振能量转移原理构建新型高灵敏多模态肿瘤成像及微环境分析探针，探索乳腺癌骨转移的原位活体成像及肿瘤微环境动态可视化分析新方法。本项目所设计探针可用于乳腺癌骨转移的激活型近红外荧光、光声与SPECT/CT等多模态成像，以期实现乳腺癌骨转移的特异性、灵敏性与精准性成像分析；此外，本项目以期利用光声成像探针的光热效应发展基于光免疫联合效应的高效肿瘤治疗新方法。本项目基于生命分析化学领域且高度学科交叉，有望为乳腺癌及乳腺癌骨转移的早期精准诊断、分期及高效治疗提供依据。

多模态分子成像技术在体内同时导入具有多种成像功能的分子探针，然后通过多种成像技术的检测，获取病变部位的多种信息，它融合了不同影像技术的优势，能够无创、在体、实时、特异性地显示体内复杂的生化过程，提供更加全面和精确的信息。因此，对于生物成像分析的核心问题之一，成像探针的合理构建成为实现乳腺癌骨转移等重大疾病精准诊疗的关键。本项目基于放射性核素标记的多模态成像探针，发展活体肿瘤的近红外光学、SPECT/CT以及核磁共振等多模态成像分析方法，实现活体肿瘤的多模态精准成像及放射联合治疗，具体成果包括：（1）构建了系列基于放射性核素标记的多模态成像探针，实现了活体肿瘤及淋巴转移的多模态精准成像分析；（2）通过活体非侵入性核医学多模态成像分析，实现了多模态诊疗探针的动态监控与活体行为分析；（3）构建了系列基于仿生纳米探针肿瘤疫苗，实现了疫苗的原位肿瘤及远端转移的高效抑制。本项目已完成既定目标，发表相关学术论文21篇，研究成果获2020年教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学奖一等奖与2019年苏州市医学科技奖一等奖。项目执行期间，主持人获得国家自然科学优秀青年基金，培养博士1名，硕士5名，指导的10名医学本科生均获得双一流高校医学院保研资格。未来主持人将继续围绕肿瘤及其免疫微环境开展分子探针设计及活体肿瘤成像分析研究。