肿瘤微环境双模响应磁共振/拉曼探针导航胶质瘤手术切除

脑胶质瘤是颅内最常见的恶性肿瘤，具有发病率、复发率、死亡率“三高”和治愈率低等特点。神经外科手术切除是胶质瘤的主要治疗手段，且手术切除程度与预后呈正相关。不过，由于脑胶质瘤表现为弥漫浸润性生长，肿瘤组织与正常脑组织往往缺乏明显边界，大部分情况下手术切除程度只能依靠神经外科医生根据经验或触觉来判断。保守切除后，残余的微小病灶往往造成肿瘤迅速复发，而激进的切除则容易破坏重要的神经和脑功能区域，造成失语、瘫痪等严重的手术后遗症，严重影响患者生存质量。这无疑增大了患者的神经外科手术风险，并使医生面临巨大的挑战。因此，发展具有特异性、安全性和通用性的新型探针，通过影像学手段引导手术切除，对于改善脑胶质瘤神经外科手术的术后转归有着重要意义。

近日，复旦大学药学院李聪教授（点击查看介绍）研究团队报道了一项用于脑胶质瘤手术导航的新型磁共振/拉曼（MRI/SERRS）双模态响应金纳米探针。该探针可跨越血脑屏障，通过响应肿瘤酸性环境引导手术切除，有望为提高脑胶质瘤手术预后提供新策略。该论文发表在材料学权威杂志Advanced Materials上，第一作者是复旦大学博士研究生高西辉和复旦大学附属华山医院岳琪医师。

图1. 磁共振/拉曼双模态响应纳米探针引导脑胶质瘤切除示意图

该探针基于金纳米颗粒，通过受体介导的转胞吞作用跨越血脑屏障。随后在肿瘤酸性环境中特异性自组装形成三维球状聚集体，并引起T1加权磁共振信号和表面增强拉曼信号同时增强。

图2. 酸性环境诱导的探针聚集与透射电镜图

采用这种新型探针，可以在手术前用高信噪比的磁共振成像对胶质瘤总体定位。而在手术中，还可基于手持式拉曼光谱仪，利用高灵敏度（10^-12−10^-15 M）的表面增强拉曼信号引导肿瘤切除。

图3. 表面增强拉曼散射引导胶质瘤手术切除。（A）胶质瘤切除示意图；（B）胶质瘤组织的拉曼散射图谱；（C）胶质瘤边界的HE染色和拉曼map图。

由于酸性环境是几乎所有固体肿瘤的普遍特征，此类酸响应探针将较少受到肿瘤异质性影响，有望实现不同类型胶质瘤普适性示踪和导航。另外，胶质瘤浸润区域血脑屏障结构相对完整，这种跨血脑屏障探针能够提高对胶质瘤边缘的示踪信噪比和准确率。

论文研究作者复旦大学附属华山医院神经外科的毛颖教授认为该类双模态影像探针能够实现手术前肿瘤磁共振定位像和手术中导航像的实时比对，若可应用于临床，则有望克服开颅手术过程中脑移位造成的导航信号偏倚，对提高胶质瘤浸润部位准确切除率并避免损伤邻近重要脑功能区均具有积极的临床意义。

该论文作者为：Xihui Gao, Qi Yue, Zining Liu, Mengjing Ke, Xingyu Zhou, Sihan Li, Jianping Zhang, Ren Zhang, Liang Chen, Ying Mao, Cong Li

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Guiding Brain-Tumor Surgery via Blood-Brain Barrier Permeable Gold Nanoprobes with Acid-Triggered MRI/SERRS Signals

Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201603917

导师介绍

李聪

http://www.x-mol.com/university/faculty/17020

复旦大学官网报道：

http://news.fudan.edu.cn/2017/0324/43326.html

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