近紅外熒光雙模態成像在腫瘤診療研究中的應用
目前，近紅外（NIR，650-1700 nm）成像已成為腫瘤診斷的有力方法，尤其是近紅外一區（NIR-I，650-950 nm）熒光成像因其高量子效率和良好的生物相容性而受到廣泛關注。將NIR-I熒光成像與其他成像方式進行結合的雙模態成像，在近幾年也逐漸成為研究熱點，因其能夠克服傳統單一成像方式的缺點，實現優勢互補的協同成像效果，在腫瘤治療診斷中具有巨大的應用潛力。
表1. 不同生物醫學成像技術特性對比
將NIR-I熒光成像與其他成像方式進行結合，如與核醫學成像（NMI）、磁共振成像（MRI）、計算機斷層掃描（CT）以及光聲成像 （PAI）結合，可提供更加智能的解決方案。
中南大學曾文彬教授團隊總結了近5年來與NIR-I熒光探針相關的腫瘤雙模態成像研究進展，包括不同類型探針的設計策略和代表性案例。希望這篇分享能夠引起相關領域研究人員的更多興趣，為生物醫學多模態成像在癌癥診斷中的發展提供思路。- 近紅外熒光成像/核醫學成像（NIR-I/NMI）
NMI已被普遍用于癌癥診斷，主要包括：單光子發射計算機斷層掃描（SPECT）和正電子發射斷層掃描（PET）。金屬或非金屬放射性核素通常用作示蹤劑以生成圖像，因此，商業化的 NMI 探針通常是放射性標記的分子。一些雙模態成像技術，如PET/CT和PET/MRI，目前已被應用于臨床，具有將功能信息與解剖學信息或軟組織信息整合起來進行診斷評估的優勢。然而，除了高輻射暴露和相關的健康風險問題，這些成像方案對癌癥早期微小病變的診斷有困難，這阻礙了其進一步應用。
相比之下，NIR-I熒光成像具有高靈敏度但毒性顯著降低的特點，與單一NMI 或其他以NMI為基礎的雙模態探針相比，NIR-I/NMI 探針能夠以較低的劑量在腫瘤的早期診斷中提供更好的圖像。NIR-I和NMI的結合可以克服單一模態成像的障礙，實現輻射負擔小、穿透深度不受限制的成像結果。
圖1. 利用雙模態探針111In-Wazaby9-Trastu 對荷有HCC1954細胞HER-2+ 皮下腫瘤的小鼠進行NIR熒光成像和SPECT/CT成像。
圖2. 利用一種具有內在熒光能力的NIR-I/PET雙模態探針Dox-CuPoP對攜帶原位4T1乳腺腫瘤的小鼠進行體內PET成像（左）、熒光成像（右），可在荷瘤小鼠體內觀察到探針積累；此外，在 665 nm光（200 J/cm2）照射下，用Dox-CuPoP進行化學光療治療可強烈抑制4T1原位腫瘤的生長。
- 近紅外熒光成像/磁共振成像（NIR-I/MRI）
圖3. 注射治療性納米復合材料MUCNPs@BPNs-Ce6后不同時間，Hela荷瘤小鼠體內腫瘤的MR圖像（左）和MR信號強度（中）以及熒光圖像（右）。結果表明，該探針可作為一種良好的診療劑，同步進行針對腫瘤的NIR-I/MRI成像以及提供高效的光動力治療（PDT）和光熱治療（PTT）。
- 近紅外熒光成像/光聲成像（NIR-I/PAI）
圖4. 注射AS-Cy-NO2后，4T1荷瘤裸鼠缺氧時的體內比率熒光成像（左）和光聲成像（右）。
- 近紅外熒光成像/計算機斷層成像（NIR-I/CT）
隨著技術的進步，除傳統的二維熒光成像外，三維近紅外熒光成像與CT的結合可最大程度發揮這兩類成像方式的優勢。例如，一種將三維近紅外熒光斷層掃描與CT相結合的多模態成像系統FLECT/CT，可以在單次采集過程中，同步收集活體小鼠深層組織的熒光與CT數據，進行全角度的3D斷層成像，使結果更加接近體內真實情況，同時滿足研究人員對精確定位與定量分析的需求，有助于快速篩選NIR-I/CT小分子探針及納米探針。
圖5. 對注射不同探針樣品后24 h和48 h的LLC荷瘤小鼠進行3D熒光斷層成像，對探針在腫瘤中的積累進行相對定量分析。
圖6. 利用激光激發小鼠體內的NIR-I探針，FLECT/CT系統的探測器以環繞方式收集發射光信號：①隨著機體位置的不斷改變，完成從3D采集、重建到可視化分析的全方位掃描分析過程；②同軸一體的CT功能為熒光信號提供精確的解剖學參考；③與PET或SPECT相比，FLECT 技術可提供一種無放射性同位素標記的光學成像，在不損失靈敏度和準確度的情況下，有效提高安全性，同時降低成本。
關于本篇分享的更多詳細內容，您可以通過訪問以下鏈接進行查看：
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8984032/
目前FLECT/CT系統在多地國醫學科學院實驗動物研究所（北京）均有裝機，若您想要了解更多設備信息，或預約使用FLECT/CT進行動物成像實驗，歡迎您通過以下方式聯系我們：孫元元（技術部）
Tel：13810818543
柴丹（銷售部）
Tel：13810910943
田建華（應用工程師）
Tel：18302907782
張婷瑞（應用工程師）
Tel：13910490151
聯系郵箱：sales@bio-one.cn
北京博益偉業儀器有限公司，作為美國TriFoil Imaging公司在中國的銷售服務商和技術服務中心，還承接了TriFoil Imaging收購的前公司所有設備維修、維護，包括GE公司的小動物CT、SPECT/CT以及BioScan公司的光學成像系統。
歡迎您關注我們的微信公眾號以查看更多相關報道。歡迎您就產品、應用及實驗等感興趣的方面與我們交流。
您還可以通過訪問以下網站了解更多關于小動物3D熒光/CT斷層掃描成像的內容：https://www.trifoilimaging.com
聯系電話：010-64841721/1727,64842355/2356,58294864/4669，13810818543
E-mail：13810818543@139.com
