在保乳手术中，术中手术切缘评估仍然是一个挑战。今天学习厦门大学十月新发表的一篇文章，报告了一种免疫-正电子发射断层扫描（immuno PET）的联合策略，用于术前检测乳腺癌，并通过滋养细胞表面抗原2（Trop2）的第二次近红外（NIR-II）荧光成像指导保乳手术中的切缘评估。在小鼠自发性乳腺癌模型中，证明肿瘤中PET信号的强度比正常乳腺组织中高出近五倍，其中锆89示踪剂与sacituzumab govitecan（SG）偶联，能够识别肿瘤。进一步生成了indocyanine green(ICG)与SG（ICG-SG）的NIR-II探针，并开发了一种快速孵育成像方法，用于在手术工作流程的相关时间窗口内进行术中切缘评估。
首次验证了ICG-SG NIR-II荧光图像引导在小鼠乳腺癌模型中完全准确地去除肿瘤。此外，应用快速孵育成像方法区分26例乳腺癌患者样本中的良恶性乳腺病变。开发了靶向TROP2的核素和光学探针，用于在保乳手术中快速、精确地识别肿瘤边缘。
主要内容
1、TROP2在人和小鼠乳腺肿瘤中表达，并与SG结合
2、89Zr-DFO-SG免疫PET显像鉴定小鼠皮下MDA-MB-231-Luc肿瘤
锆-89是一种正电子核素，它在核医学领域被用作示踪剂，尤其是在正电子发射断层扫描（PET）免疫显像中。因其较长的半衰期而成为PET免疫显像的理想核素，还可用于制备纳米粒子、微球等，它在PET成像中的应用包括标记抗体进行肿瘤成像，以及作为制备放射性药物的放射性核素，用于诊断和治疗目的。
89Zr-DFO-SG的制备：将IgG对照/Trop2靶向的SG与DFO-Bz-NCS（p-isothiocyanatobenzyl–desferrioxamine）偶联，通过HPLC验证是否偶联成功；用89Zr对所得DFO-IgG和DFO-SG进行放射性标记，放射化学产率大于95%（222至370 MBq/mg specific activity）。
89Zr-DFO-SG免疫PET显像可识别小鼠皮下MDAMB-231-Luc肿瘤，注射后24 ~ 120小时皮下肿瘤BALB/c裸小鼠89Zr-DFO-IgG（对照）、Zr-DFO-SG和89Zr-DFO-SG+ SG （SG block）的PET最大强度投影（MIP）图像。白色虚线圆形表示肿瘤位置。
89Zr-DFO-SG可标记人乳腺癌细胞，但不标记正常乳腺上皮细胞。
3、89Zr-DFO-SG在MMTV-PyVT自发性乳腺肿瘤小鼠模型中鉴定肿瘤组织
MMTV-PyVT小鼠模型是一种转基因小鼠模型，乳腺肿瘤病毒(mouse mammary tumor virus，MMTV)驱动的致癌基因可导致各种乳腺癌的发生。MMTV-PyMT 小鼠就是通过 MMTV 驱动多瘤病毒中间T抗原（PyMT）癌基因在乳腺中高表达，诱发乳腺上皮细胞中 PyMT 基因的表达失控，进而诱发细胞的恶性增殖，导致乳腺癌发生。这种基因编辑自发性乳腺癌模型肿瘤发生时间早，生长速度快，并保留了正常乳腺组织中的各类细胞和精细结构，还原癌细胞发生和生长的微环境，是常用的乳腺癌研究模型。有乳腺肿瘤的表型，并出现肺及唾液腺转移，可用于研究乳腺肿瘤的发生、发展及转移机制和乳腺肿瘤相关药物的筛选。
在自发乳腺癌转基因MMTV-PyVT小鼠模型中，通过尾静脉注射89Zr-DFO-SG探针，注射后，与正常乳腺组织相比，在肿瘤中可以观察到更高的在体PET信号，切除正常和肿瘤乳腺组织后，进行PET、苏木精-伊红染色(H&E)和TROP2免疫组织化学(IHC)分析。离体组织PET高信号的区域经病理证实为肿瘤组织，并表现出较高TROP2表达水平，而PET低信号的区域则为正常乳腺组织，在MMTV-PyVT小鼠模型中，TROP2 immuno PET在检测乳腺癌组织上可达83.33%的灵敏度和100%的特异度。
4、NIR-II探针ICG-SG在人三阴性乳腺癌细胞中结合TROP2
为了进一步探索基SG的探针在乳腺癌术中手术中的应用，作者合成了一种ICG偶联NIR探针（ICG-SG）,即通过马来酰亚胺化学将ICG-马来酰亚胺（ICG-MAL）与抗Trop2人源化单抗hRS7暴露的巯基结合位点偶联，ICG是近红外（NIR）光敏分子。
5、皮下和MMTV-PyVT转基因小鼠模型中肿瘤的靶向识别
(A) MDA-MB-231-Luc肿瘤小鼠的ICG IgG、ICG-SG处理的NIR-II荧光成像。白色虚线圈为侧腹肿瘤。
(B)肿瘤与背景比（TBR）量化。
(C)静脉注射ICG-SG或ICG-IgG后36小时MMTV-PyVT转基因小鼠和野生型小鼠的乳腺荧光图像。白色虚线圈为乳腺。
6、NIR-II荧光成像引导下的小鼠皮下MDA-MB-231-Luc肿瘤手术
A:静脉注射ICG-SG后36小时肿瘤切除部位的NIR-II FL成像。
B:NIR-II FL成像引导手术后肿瘤和阴性手术缘（肌肉）的H&E染色（上）,标尺，600 μm。
7、新鲜MMTV-PyVT模型乳腺组织的体外快速孵育成像
8、人乳腺切除标本离体肿瘤的肉眼及显微成像
小结
这种靶向TROP2的核素和光学探针，提供了一种新的分子成像方法，可用于在人类乳腺癌保留手术中快速、精确地识别肿瘤边缘。有望在临床实践中提高乳腺癌手术的精确性和效率，减少复发率，并可能推广到其他类型癌症的手术中。研究还强调了未来需要进行多中心、大样本量的进一步研究，以验证这些发现，并优化快速孵化成像技术以适应临床需求。
参考文献：
Chen, Weiling et al. “Intraoperative evaluation of tumor margins using a TROP2 near-infrared imaging probe to enable human breast-conserving surgery.” Science translational medicine vol. 16,769 (2024): eado2461. doi:10.1126/scitranslmed.ado2461.
