武漢大學(xué)李振/李倩倩/張玉峰聯(lián)合團(tuán)隊設(shè)計了一種有機(jī)室溫磷光納米顆粒，它能簡單安全有效地在體內(nèi)成像，指示肺部轉(zhuǎn)移前微環(huán)境，效果遠(yuǎn)超現(xiàn)有技術(shù)，有望用于轉(zhuǎn)移過程的監(jiān)測，實現(xiàn)早期診斷和治療。(Sci Adv. 2023; 9: eadf6757.)

及早抓住轉(zhuǎn)移癌的蹤跡，盡早治療有望改善腫瘤患者生存。在腫瘤細(xì)胞到達(dá)遠(yuǎn)處器官之前，微環(huán)境已有改變，包括血管滲漏、成纖維細(xì)胞改變、髓系細(xì)胞募集等，形成更有利于循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC)生長和存活的土壤。

識別腫瘤早期轉(zhuǎn)移的體內(nèi)成像方法有各自的局限性，PET和CT對1 cm以下的小腫瘤可靠性較低，MRI靈敏性不足，快速靈敏的熒光成像技術(shù)又必須考慮組織自發(fā)熒光帶來的低信噪比，需要組織活檢就更有局限，很難把所有潛在的轉(zhuǎn)移部位都依次取樣。

有機(jī)室溫磷光材料(RTP)是一種新的成像劑，它有一些突出的優(yōu)點。RTP能夠在紫外光等激發(fā)源撤除之后還能保持一段時間的發(fā)光，因此能夠避免組織自發(fā)熒光的影響，在低功率密度下，控制激發(fā)源開關(guān)即可獲得高質(zhì)量的光學(xué)影像。

研究者制備了基于吩噻嗪衍生物的有機(jī)磷光納米顆粒(NP)，顆粒在水溶液中的磷光壽命可達(dá)49 ms，比普通的RTP要長得多，發(fā)光肉眼可見。

使用小鼠進(jìn)行體內(nèi)成像實驗，通過IVIS檢測，也能夠在小鼠皮下觀察到明顯的磷光信號，在關(guān)閉激發(fā)源后成像能持續(xù)1000 s，信背比(SBR)達(dá)到2278±242，是此前文獻(xiàn)報道過RTP材料最高值的6倍。

研究者將4T1癌細(xì)胞靜脈注射到小鼠體內(nèi)，建立肺轉(zhuǎn)移模型，并在14天后給小鼠注射有機(jī)磷光納米顆粒。成像結(jié)果顯示，在心臟、肝臟、脾臟、肺和腎臟在內(nèi)的主要器官中，只有肺出現(xiàn)了明顯的磷光，可見有機(jī)磷光納米顆粒對肺轉(zhuǎn)移有較高的選擇性。

研究者還建立了H22肝癌肺轉(zhuǎn)移模型，每隔3~4天通過磷光成像、CT和組織病理學(xué)檢查檢測肺部轉(zhuǎn)移程度。結(jié)果可見，從第0天至第27天磷光輻射強(qiáng)度逐漸上升，在第3天即可表現(xiàn)出顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。而H&E染色和CT都沒有觀察到明顯的差異。作為對照的健康小鼠磷光強(qiáng)度基本保持不變。

研究者進(jìn)一步對肺部進(jìn)行了免疫組化分析，發(fā)現(xiàn)TGF-β、TNF-α和VEGF的表達(dá)從第0天開始顯著增加，這表明肺部的微環(huán)境發(fā)生了顯著改變，已經(jīng)形成了轉(zhuǎn)移前生態(tài)位(PMN)。BCL-2表達(dá)也有增加，說明在形成PMN之后，有少量來自肝癌的CTC到達(dá)。

該研究結(jié)果提示，有機(jī)磷光納米顆粒真的相當(dāng)強(qiáng)力。在腫瘤植入后第3天，肺部僅存在微環(huán)境變化時，它就能及時指示，這要遠(yuǎn)遠(yuǎn)先進(jìn)于在次生腫瘤階段才能檢測到的其他成像手段。

(編譯 張佳宜)