基于吲哚菁绿的多功能分子探针超声光声双模态成像及靶向乳腺癌光热治疗研究

As a contrast agent for clinical application, indocyanine green (ICG) has been seriously limited by its defects: rapid clearance from the body, poor stability under light and temperature, lack of targeting. Based on previous studies, in this project, we will developed a diagnosis and therapy probe through double emulsion technique based on near-infrared optical absorption properties of ICG. This multifunctional probe will provide dual-modality imaging biological medical message, at the same time, this probe will mediate photothermal therapy under these two imaging systems for breast cancer and monitor treatment effect. This multifunctional probe will provide a new way for early diagnosis and non-invasive treatment of breast cancer.

鉴于吲哚菁绿（ICG）作为临床造影剂的几个缺陷：（1）体内清除率快，（2）光、热稳定性差（3）缺乏靶向性。本课题基于前期研究基础，通过成熟掌握的双乳化技术，采用PLGA高分子成膜材料，针对乳腺癌细胞成熟靶点叶酸配体、ICG近红外光学吸收性能，制备一种集超声成像、光声成像、光热治疗于一体的诊疗一体化靶向多功能分子探针，在解剖、细胞和分子水平为乳腺癌提供超声、光声双模态生物医学信息的基础上，还可在两种成像模式下实现乳腺癌可视化光热治疗，并在体监控治疗效果，为乳腺癌的在体早期诊断、无创治疗提供新的思路。

随着医学成像模式的发展，单一成像模式已经不能满足临床需要。多模态成像技术成为研究的热点, 本研究中构建了一种双模态的造影剂用于光声/超声双模态显像，以达到优势互补的作用。首先，我们利用生物安全性好以及经 FDA 批准的药与试剂来构建一种叶酸受体靶向的多功能纳米粒，并对其基本特性进行了检测，作为药物递送工具，该纳米粒具有极高的生物相容性。并且在受体-配体作用机制下， 在体外能高效地被叶酸受体高表达的 MDA-MB-231 人乳腺癌细胞识别、摄取。随后，我们对超声/光声双模态显像进行了检测。靶向多功能纳米粒在激发波长 800 nm 时，具有显著的光声信号。并且随着纳米粒浓度的增加，光声信号也线性增加。当纳米粒接受 808 nm 近红外激光辐照时，能有效的激发该纳米粒液气相转变为微泡，显示了非常出色的增强显影能力。在体外抗乳腺癌细胞实验中，多功能靶向纳米粒所介导的光热治疗联合化疗具有最佳的抗肿瘤细胞增殖的效果。最后，为验证多功能靶向纳米粒在体内能否具有同样显著的光声/超声双模态成像能力以及治疗乳腺癌的效果，我们利用荷瘤裸鼠进行了研究。体内实验中，叶酸修饰的靶向纳米粒借助于 EPR 效应以及受体-配体靶向结合，表现出显著的光声/超声显像能力。在治疗荷瘤裸鼠乳腺癌的实验中发现，该纳米粒介导的光热治疗联合化疗具有最佳的治疗效果，明显的抑制了肿瘤生长，在治疗观察期内也未见肿瘤复发。由此可见，光热治疗协同化疗是抑制肿瘤复发的有效手段。该纳米粒不仅可以运用紫杉醇介导的化学药物治疗联合吲哚菁绿介导的光热治疗，同时还可作为光声/超声双模态成像的对比造影剂。该纳米粒具有诊断和治疗一体化的多功能作用，为乳腺癌以及其它恶性肿瘤的治疗提供了新思路，也为临床转化提供了有效的方案。