多色荧光/光声聚合物纳米探针的构建及其肺癌淋巴转移精准诊断研究

Surgery is the primary treatment for early stage lung cancer. Correct evaluation of the presence or absence of metastases in intrathoracic lymph nodes is a critical factor that determines the treatment options and selects patients who are likely to benefit from surgery in patients with lung cancer. However, to date, it is difficult to realize the precise diagnosis of metastasis lymph nodes by using the current clinical imaging technologies. Therefore, there is an urgent need to realize the precise diagnosis of metastasis lymph nodes of lung cancer by development of targeted probe with high specificity, high sensitivity and high resolution. Previously, we have developed near-infrared fluorescent (NIRF) polymer nanoprobe for imaging twelve lymph nodes of a mouse at one time. In this project, we purpose to develop receptor-targeted nanoprobes based on red MEH-PPV, yellow PFBT and green PFPV polymers by choosing overexpressing receptor of lung cancer as targets. Red/yellow/green multicolor fluorescence can be used for multi-channel fluorescence microscope imaging and flow cytometry analysis. By doping NIR dye to get NIRF and photoacoustic nanoprobes. And the precise diagnosis of metastasis lymph nodes of lung cancer can be realized by combine the NIRF imaging of high sensitivity and photoacoustic imaging of high resolution. The result of this study will provide a unique approach for the early diagnosis of lymph node metastasis in lung cancer in vivo.

手术治疗是早期肺癌的首选治疗方式，对肺癌淋巴转移的精准诊断是确定患者治疗方案以及影响预后的关键，然而目前临床影像学方法尚难以对转移淋巴结实现精准诊断，因此，亟需发展高特异性、高灵敏度及高分辨率的分子影像学方法及分子探针以实现对肺癌淋巴结转移程度的准确评估。申请人前期研究设计合成了一类近红外荧光(NIRF)聚合物纳米探针可在体检测裸鼠12个淋巴结。本项目拟在已有工作基础上，以红色MEH-PPV、黄色PFBT、绿色PFPV聚合物为载体，以肺癌细胞过量表达的受体为靶点，构建双/多受体特异性靶向的多色荧光聚合物纳米探针。红/黄/绿多色荧光用于多通道荧光显微成像及流式定量分析。通过掺杂NIR染料获得NIRF/光声双模态聚合物纳米探针用于活体成像，结合NIRF成像技术的高灵敏度以及光声成像技术的高空间分辨率，实现对肺癌淋巴转移的精准诊断。本项目的结果将为肺癌淋巴转移影像学早期诊断提供新方法。

对淋巴结转移的精准诊断是确定患者治疗方案以及影响预后的关键。然而目前临床影像学方法尚难以对转移淋巴结实现准确诊断。因此，亟需发展高灵敏度、高特异性的分子探针以实现对淋巴结转移程度的准确评估。申请人前期研究设计合成了一类近红外荧光共轭聚合物纳米探针，经尾静脉注射24小时可检测到裸鼠全身12个淋巴结（Nat Commun. 2012）。然而，如何降低探针在正常淋巴结的摄取，提高其在转移淋巴结的摄取量，实现探针对转移淋巴结的特异性靶向成像，这是亟需解决的关键问题。.基于前期工作，申请人采用共沉淀方法一步合成了Gd3+掺杂、叶酸靶向的近红外荧光共轭聚合物纳米探针，用于三模态近红外荧光/光声/磁共振成像肺癌淋巴结转移及光动力学治疗（Adv. Funct. Mater.,2018， 中国发明专利：No. 201710199235.1; 国际专利：PCT/CN2017/094222; 美国授权发明专利：US10，702，612 B2）。 其中，在裸鼠脚垫肺癌淋巴转移早期模型中，探针可快速（注射后5min内）、特异性成像肿瘤侧的腘窝淋巴结和髋部淋巴结，而在对侧淋巴结没有检测到探针信号。与前期工作相比（Nat Commun. 2012），脚垫注射方法需要更少剂量的探针，有效降低了探针在肝的摄取及潜在的肝毒性。该纳米探针采用共沉淀方法一步合成，合成工艺简易且效率高。探针可快速成像发生肿瘤转移的淋巴结，且在转移淋巴结的滞留时间长，可满足长时间观察检测的需求。此外，融合近红外荧光成像，光声成像，和磁共振成像三模态成像技术，可望用于多模态成像介导的手术导航，实施对肿瘤、淋巴管及淋巴结位置的准确定位及切除，拥有临床转化应用前景。.这部分工作在2017年世界分子影像大会（WMIC2017）中作为口头报告，并被选为亮点工作（Highlight Lecture）。此外，昆士兰大学Xu ZhiPing教授在综述（Small, 2019）正面评价申请人发展的多功能纳米探针能被转移淋巴结快速摄取，有效识别转移淋巴结和正常淋巴结，及进一步指导肿瘤的光动力治疗。