JCTH丨华中科技大学同济医学院附属协和医院张进祥教授/李民副教授团队:肝细胞癌荧光导航手术:从临床实践到基础研究进展

健康   2025-01-19 15:44   河南  


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引用本文

Xiao T, Chen D, Peng L, Li Z, Pan W, Dong Y, et al. Fluorescence-guided Surgery for Hepatocellular Carcinoma: From Clinical Practice to Laboratories. J Clin Transl Hepatol. Published online: Jan 2, 2025. doi: 10.14218/JCTH.2024.00375.




 研究背景及目的


荧光导航是目前肝肿瘤切除术中可以准确识别肝细胞癌(Hepatocellular carcinoma,HCC)病变并实现实时可视化监测的新技术。吲哚菁绿(Indocyanine green,ICG)是临床上最常用的鉴别HCC病变边界的荧光探针,但无法通过荧光成像结果区分肝肿瘤的良恶性质。

本文在介绍ICG临床应用优势的基础上,针对其局限性,引出了用于HCC术中荧光导航中的几类新型探针,如传统荧光分子联合对酶、活性氧(Reactive oxygen species,ROS)、活性硫(Reactive sulfur species,RSS)和pH等刺激响应的探针荧光;此外,还有当前研究热门的新型具有聚集诱导发光(Aggregation-induced emission,AIE)特性的荧光探针,这类探针在固态及聚集状态下具有强荧光、低背景信号、良好的生物相容性和光稳定性。本文汇总介绍的这几类探针的设计策略可为开发HCC术中实时导航的新型荧光探针提供理论基础。



 亮点解读


本文中作者总结了临床中应用的以及实验室研究阶段的荧光探针在HCC检测和手术导航中的最新研究进展(如图1)。从临床上常用的ICG荧光导航技术,针对其局限性及临床发展需求,过渡到传统的荧光探针,继而针对传统探针的不足引出了新型AIE探针。最后,作者讨论了在HCC切除术中使用新型荧光探针的挑战和机遇,从而为开发出更精确的导航探针提供理论依据,实现HCC的可视化示踪根治性外科手术切除,提高患者的临床预后。


图1. 荧光探针在HCC检测和手术导航中的最新研究进展

ICG是目前美国FDA认证使用最广泛的近红外荧光染料,被发现并应用于临床已有近60年的历史。由于HCC病变组织与正常肝组织在排泄方面存在差异,通过术前静脉注射ICG,使得外科医生在术中可利用ICG近红外荧光成像检测并判定肿瘤边界,成功切除肿瘤病灶组织。然而,ICG对深部病变的检测能力有限,仅表面或小于10毫米深的组织可实现荧光可视化;ICG在肝脏中的分布受血流量和其他生理因素(如肝硬化程度)的影响,因此难以确定术前给药的最佳时机,且如果肝硬化程度严重,给药时间过短,大量肝硬化结节均会呈现荧光;良性肝脏肿瘤也会呈现假阳性荧光。这些因素都会严重影响外科医生对肿瘤病灶的判断。

针对ICG应用的局限性,一系列光稳定性好、信噪比低、HCC特异性强、生物相容性好的荧光探针(如酶、ROS、RSS和pH响应型)被研发出来,并用于HCC术中荧光导航的基础研究。但这些分子由于聚集诱导淬灭(Aggregation-caused quenching,ACQ)效应的存在而在水环境中应用受限。

AIE分子因其独特的发光性质近年来广受科学家们关注,不同于传统的荧光探针,其在固态或聚集状态时可发出较强的荧光,且荧光强度受环境温度、pH值等因素的影响较小,大大提高了成像的准确性和稳定性。尤其是几种HCC特异性近红外AIE探针的设计开发提高了成像的分辨率,AIE探针被广泛用于HCC细胞荧光成像及小动物肝肿瘤切除荧光导航的研究中,有望成为一类新型的探针用于临床HCC手术导航中,提高HCC的根治切除率,提高患者的临床预后



 结论及展望


近年来,荧光探针在HCC术中切除导航方面取得了重大进展,尤其是具有AIE特性的新型荧光探针的开发。拟将这些荧光探针完成临床转化,仍有几个问题需解决:荧光分子的结构优化以提高荧光信号的组织穿透性;在保证HCC特异性的基础上优化信噪比;在静脉注射的给药方式下,降低荧光信号在正常肝组织中的积累,实现HCC精准的诊断和治疗。尽管还存在一些挑战,但作者坚信这些荧光探针将为HCC的临床实时导航提供新的策略。

本文“Fluorescence-guided Surgery for Hepatocellular Carcinoma: From Clinical Practice to Laboratories”在期刊Journal of Clinical and Translational Hepatology上发表。

投稿:2024年10月12日;修回:2024年12月6日;接受:2024年12月12日;上线:2025年1月2日


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原文链接:https://www.xiahepublishing.com/2310-8819/JCTH-2024-00375





 作者简介




通讯作者


张进祥
  • 主任医师,教授,博士生导师,任华中科技大学同济医学院附属协和医院副院长;

  • 1998年毕业于原同济医科大学七年制临床医学专业,同年留协和医院急诊外科工作;曾赴美国匹兹堡大学医学中心外科系学习,师从美国科学院院士Timothy R. Billiar教授,在临床急诊医疗、教学、科研一线工作20余年,擅长腹部外科急诊及多发伤救治,以快速康复外科及腔镜微创手段开展手术治疗,长期从事肝脏损伤、脓毒症、炎症因子风暴、再灌注损伤、肿瘤等机制研究;

  • 担任人卫社五年制《急诊与灾难医学》第4版规划教材第一主编、器官与系统整合统编教材《消化系统与疾病》第2版副主编,获批4项国家自然科学基金、5项省部级课题资助,获2项湖北省科技进步一等奖,1项省高校教学成果特等奖;

  • 以通讯或第一作者在JAMA、Hepatology、Front. Immunol、Surg. Endosc、Acta Biomater、J. Cell Biochem 等国际一流期刊上发表SCI收录论文30余篇。




    李民

  • 副主任医师,副教授,硕士生导师,就职于华中科技大学同济医学院附属协和医院肝胆外科;

  • 2013年获得博士学位后留院工作,目前从事肝胆外科疾病的微创治疗和肝胆恶性肿瘤诊疗的基础研究,擅长肝胆外科疾病的微创外科治疗和中晚期肝癌及胆道癌的综合治疗。2012年~2013年前往香港科技大学交流学习,师从唐本忠院士,开启AIE荧光材料在细胞成像、肿瘤诊疗的基础-转化研究;

  • 现为中国医师协会外科医师分会青年医师专家工作组专家委员、国际肝胆胰协会中国分会青年委员会委员、湖北省临床肿瘤学会胆胰肿瘤专委会委员、武汉医学会腔镜外科学分会委员等;

  • 担任Journal of Clinical and Translational Hepatology编委和《中国普通外科杂志》青年编委。先后承担国家自然科学基金三项、湖北省自然科学基金一项,其他科研项目六项。获批美国专利一项,中国发明专利两项;

  • 发表学术论文四十余篇,其中以第一作者或通讯作者在Aggregate、ACS Nano、Theranostics、JCTH、ACS Appl. Mater. Interfaces、Sensor Actuat. B-Chem、Mater. Chem. Front、Int. J. Nanomed 等发表SCI论文23篇,在《中华消化外科杂志》、《中国普通外科杂志》等发表专业论文9篇。主刀手术《腹腔镜下荧光导航肝尾叶切除术》入选中华外科杂志2020外科Superman计划。






     JCTH简介




    期刊简介

    Journal of Clinical and Translational Hepatology(JCTH,《临床与转化肝脏病杂志》,pISSN: 2225-0719, eISSN: 2310-8819)是由重庆医科大学附属第二医院主办,Xia & He Publishing Inc. 华誉出版社)出版的英文学术期刊,主要收录肝病领域的临床或转化相关的研究论文、综述、述评等。

    • Impact Factor 2023: 3.1

    • CiteScore 2023: 6.4


    期刊主题

    JCTH于2013年9月正式创刊,主要收录肝病领域临床或转化相关的研究论文、综述、述评等。JCTH收录主题包括但不限于:

    • 临床和基础肝病学新发现

    • 肝病机制

    • 肝病研究与治疗新技术

    • 肝病的流行病学/环境因素

    • 免疫系统功能在肝病中的作用

    • 急性和慢性肝炎

    • 肝硬化

    • 遗传性和代谢性肝病及其并发症

    • 肝胆疾病

    • 肝癌

    • 药物代谢

    • 腹膜结核(伴门脉高压)


    主编介绍


    任红教授

    重庆医科大学附属第二医院,病毒性肝炎研究所

    中国,重庆



    Prof. George Y. Wu

    Department of Medicine, Division of Gastroenterology–Hepatology, University of Connecticut Health Center

    Farmington, USA



    Dr. Harry Hua-Xiang Xia

    广东药科大学第一附属医院,消化内科

    中国,广州



    执行副主编介绍


    侯金林 教授

    南方医科大学南方医院,肝病中心/肝病研究所

    中国,广州



    贾继东 教授

    首都医科大学附属北京友谊医院,肝病中心

    中国,北京



    Prof. Joseph Lim

    Section of Digestive Diseases/Yale Liver Center, Yale University School of Medicine

    New Haven, USA



    王福生 院士

    解放军总医院第五医学中心,感染病医学部

    中国,北京



    魏来 教授

    北京清华长庚医院,肝胆胰中心

    中国,北京



    欢迎投稿

    期刊网站:

    https://www.xiahepublishing.com/journals/jcth



    投稿网址:

    https://mc03.manuscriptcentral.com/jcth



    期刊邮箱:

    jcth@xiahepublishing.com 陈老师

    (来源:华誉学术)


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