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华东理工大学郭志前/中山医院沈亚星、冯明祥等:口服内质网靶向型近红外荧光探针实现术中胸导管无创、实时定位
发布时间:2025-10-27

胸导管(TD)是人体最大的淋巴管,在维持代谢稳态,例如如淋巴液回流与脂质吸收方面起着至关重要的作用。然而,由于胸导管形态多变、解剖位置隐藏,使其在术中可视化方面极具挑战性,增加了术中损伤的风险。目前,术前服用高脂质食品如牛奶、冰淇淋等使胸导管充盈是增强胸导管可视化的主要辅助手段,但其在脂肪组织包裹中的精准识别仍具有较大的挑战。已有的手术导航技术通过在超声引导下,定点在腹股沟淋巴结中注入吲哚菁绿(ICG)可实现胸导管近红外荧光可视化,然而这种方法需要复杂的术前准备且存在潜在注射失败风险。因此,临床上对基于生理脂质转运途径的高效、无创荧光造影剂,简化术前准备,提高胸导管成像成功率具有迫切需求。

近日,华东理工大学化学与分子工程学院郭志前教授、朱为宏院士团队联合复旦大学附属中山医院胸外科沈亚星、冯明祥团队共同设计开发了一种高亲脂性近红外菁染料口服制剂(IR790+@oil)用于术中胸导管精准显影。其中,IR790+具有独特的电荷与亲脂性平衡结构,其阳离子的七甲川骨架和疏水性己烷侧链共同赋予染料卓越的内质网(ER)靶向能力(1)。进一步通过多入口涡流混合器(MIVM)系统将染料与橄榄油混合制备成均匀的染料-脂质制剂IR790+@oil。在口服后,制剂中的橄榄油能够刺激肠道细胞大量合成乳糜微粒,同时IR790+能够在30分钟内快速定位乳糜微粒的合成工厂内质网,并原位标记乳糜微粒。进一步,被荧光标记的乳糜微粒通过肠道淋巴系统汇入胸导管内,实现对胸导管术中荧光可视化成像。术中成像结果表明,IR790+@oil口服制剂能够高对比度地定位猪的胸导管,并且在整个2小时手术过程中保持高强度荧光信号,实现对胸外科手术的精准引导,有效防止胸导管的医源性损伤(2)。值得注意的是,相较于超声引导淋巴结注射,口服给药的方式具有显著的便捷、无创的优势,为术中荧光导航提供了一种非侵入性影剂输送途径,相关研究成果已经获得两项中国发明专利授权。

图1. 口服给药新型ER靶向氰胺脂质制剂用于胸导管术中荧光成像的示意图。(A)通过多入口涡流混合器(MIVM系统构建口服脂质-荧光制剂;(B)制剂实现术中实时胸导管可视化的作用机制。

图2. 术中IR790+@oil胸导管近红外荧光成像。(A)近红外荧光成像引导手术示意图;(B)空肠内注射IR790+@oil 30分钟后,被筋膜覆盖的胸导管代表性成像;(C)近红外荧光成像及(D)叠加成像;(E)2C中胸导管红虚线区域的荧光强度分布曲线(黑点)及高斯拟合曲线;(F)胸导管与周围组织的荧光信号定量分析。 采用t检验进行统计分析,****P < 0.0001。

综上,本研究开发了一种高亲脂性近红外菁染料口服制剂用于术中胸导管精准显影,为胸外科手术中胸导管无创识别及实时定位提供了新的策略,有望在手术导航中实现临床转化。

该成果以“Oral ER-targeting near-infrared nanoprobes enable real-time intraoperative thoracic duct mapping in swine”为题,最新在线发表于Science China Chemistry上(doi: 10.1007/s11426-025-2829-5)。论文的第一作者为华东理工大学化学与化工学院副研究员张玉涛,共同通讯作者为华东理工大学化学与化工学院郭志前教授和复旦大学附属中山医院胸外科沈亚星副教授、冯明祥主任医师。

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【通讯作者简介】

郭志前,教授,博士生导师,国家杰出青年基金获得者。针对有机荧光染料在信息材料、生物医药、环境生态等交叉领域中的应用创新问题,开展功能性荧光染料创制和应用研究,发展了系列高性能、精细化、可产品化的近红外荧光染料。迄今,以通讯作者在Chem. Soc. Rev.Nat. Biomed. Eng.Nat. Commun.Nat. Protoc.J. Am. Chem. Soc.Angew. Chem. Int. Ed.Sci. China Chem.Chem. Sci.等期刊发表SCI论文150余篇,引用1.3万余次,H指数60。多个喹啉腈荧光染料已实现商品化销售。获得国家重点研发专项(项目负责人)、国家自然科学基金重大项目(课题负责人)、上海市科技创新计划重大项目等资助。

沈亚星,复旦大学附属中山医院胸外科副主任医师,副教授。博士毕业于复旦大学,曾在北京协和医学院从事博士后研究。在胸外科顶尖杂志论文发表多篇论文,并在世界顶尖四大胸外科学术会议上作大会发言。主持国家青年自然科学基金项,上海市科委2022年度科技创新行动计划医学创新研究专项项目项、中国博士后科学基金面上项目项。获得全球心胸外科青年医师最高奖项Evarts A. Graham学者奖。

冯明祥,复旦大学附属中山医院胸外科主任医师。博士毕业于复旦大学,美国华盛顿大学Barnes-Jewish医院高级访问学者,中国医促会胸外科分会青年委员。从事胸外科临床工作十余年,熟练掌握胸外科常见病如肺癌、食管癌、纵隔肿瘤、贲门癌以及气胸的诊断和治疗。在国内外学术刊物上发表中英文论文40余篇,获得多项国家发明专利。主持过国家自然科学基金(面上项目)一项以及多项地区级基金,作为主要完成人获得上海市科技进步奖二等奖一项,上海市医学科技三等奖一项。