《Biomaterials Science》：Rational design of a targeted theranostic nanoagent for sequential application during oral squamous cell carcinoma surgery
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本文報道了一種名為AuNPs/HSA–ICG的診療一體化納米平臺，它集成了術前計算機斷層掃描（CT）成像、術中近紅外熒光導航與術后光動力療法（PDT），旨在為口腔鱗狀細胞癌（OSCC）手術提供貫穿圍手術期的連續管理策略。研究證實了該平臺基于富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（SPARC）的主動靶向性、優異的雙模態成像性能、良好的生物相容性及對術后殘留腫瘤的顯著抑制效果，為改善OSCC手術切緣管理提供了一種極具臨床轉化潛力的新方法。
引言：口腔鱗癌的手術挑戰與診療一體化需求
口腔鱗狀細胞癌（OSCC）是頭頸部常見的惡性腫瘤，其治療效果高度依賴手術中腫瘤的完全切除。當前，術前影像、術中導航與術后治療手段之間缺乏有效銜接，導致外科醫生難以精準判斷腫瘤邊界并處理殘留病灶。為應對這一臨床未滿足的需求，本研究開發了一種多功能診療納米平臺——AuNPs/HSA–ICG，旨在構建一個覆蓋術前、術中、術后的圍手術期連續管理策略。
AuNPs/HSA–ICG納米平臺的構建與表征
該平臺通過將吲哚菁綠（ICG）和金納米顆粒（AuNPs）負載于人血清白蛋白（HSA）上而制備。透射電子顯微鏡（TEM）和動態光散射（DLS）分析顯示，最終形成的納米顆粒呈球形，流體動力學直徑約為100±20納米。紫外-可見光譜和傅里葉變換紅外光譜證實了各組分成功偶聯。重要的是，與游離ICG相比，AuNPs/HSA–ICG在體外表現出顯著增強的熒光穩定性。同時，AuNPs賦予了其出色的X射線衰減能力，CT值與金濃度呈良好線性相關，而ICG則提供了濃度依賴性的近紅外熒光信號，實現了優異的熒光/計算機斷層掃描（FI/CT）雙模態成像性能。
基于SPARC表達的細胞靶向與攝取機制
富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（SPARC）在OSCC中高表達，并與不良預后相關。HSA可與SPARC特異性結合，從而實現主動靶向。細胞攝取實驗表明，在高表達SPARC的CAL27細胞中，AuNPs/HSA–ICG的攝取量顯著高于低表達SPARC的HSC3細胞。此外，與游離ICG相比，納米平臺在CAL27細胞中的攝取效率更高。在4°C低溫條件下，細胞對納米平臺的攝取被顯著抑制，表明其主要通過能量依賴的主動途徑（如內吞作用）進入細胞，證實了SPARC介導的靶向攝取機制。
體外細胞毒性、活性氧生成與光動力療效
細胞毒性試驗顯示，即使在高達50 μg mL?1的濃度下孵育48小時，AuNPs/HSA–ICG對多種細胞系（包括正常內皮細胞HUVEC和OSCC細胞系）的細胞活力影響極小，均保持在95%以上，表現出良好的生物相容性。在光動力治療方面，使用DCFH-DA探針檢測發現，經808 nm激光照射后，AuNPs/HSA–ICG處理組的細胞內活性氧（ROS）水平顯著升高，熒光強度約為未照射組的四倍。通過細胞計數試劑盒（CCK-8）和活/死細胞染色評估，確定了最佳治療條件（ICG濃度9 μg mL?1，激光功率0.5 W cm?2，照射5分鐘），在此條件下可有效誘導約75%的CAL27細胞死亡，證實了其強大的體外光動力治療療效。
體內雙模態成像與生物安全性評估
在荷瘤裸鼠模型中，尾靜脈注射AuNPs/HSA–ICG后，體內熒光成像顯示其在腫瘤部位有特異性積聚，且腫瘤滯留時間顯著長于游離ICG，提供了良好的腫瘤與背景信號比。同時，微型CT成像清晰勾勒出腫瘤邊界，造影強度在注射后12小時達到峰值。離體器官熒光分布進一步證實了納米顆粒在腫瘤、肝臟和腎臟中的積累。為評估其臨床轉化潛力，對健康小鼠進行了系統的生物安全性測試。在為期14天的重復給藥過程中，小鼠體重、血液學指標及血生化參數（反映肝腎功能）均未出現顯著異常，主要器官的組織病理學切片也未發現明顯損傷或炎癥跡象，證明了AuNPs/HSA–ICG具有良好的體內生物相容性和安全性。
雙模態影像引導下的舌癌原位模型手術
為了模擬臨床手術流程，研究建立了舌癌原位模型。在注射AuNPs/HSA–ICG約一小時后進行手術。術前，CT成像提供了腫瘤的三維解剖定位，而熒光成像則同步突出了表淺病灶。初次切除肉眼可見的腫瘤組織后，對手術床進行熒光成像，發現了特異性發光的殘留區域，CT掃描也提示異常密影。隨后，在熒光引導下進行擴大切除，清除了所有發光組織。術后再次成像確認手術區域內異常信號消失，病理檢查證實切除組織均為腫瘤且手術床無殘留，充分展示了CT與熒光雙模態成像在引導腫瘤完全切除方面的協同優勢。
體內光動力療法對殘留腫瘤的抑制作用
針對術后切緣陽性這一臨床難題，研究建立了小鼠皮下殘留腫瘤模型。在手術切除大部分腫瘤后，對近紅外（NIR）治療組進行多次光動力治療。結果顯示，盡管兩組腫瘤體積隨時間均有增長，但NIR治療組的腫瘤生長受到了顯著抑制。治療結束后，治療組腫瘤的重量明顯低于對照組。腫瘤組織的蘇木精-伊紅（H&E）染色、末端脫氧核苷酸轉移酶介導的dUTP缺口末端標記（TUNEL）和Ki67染色顯示，治療組腫瘤細胞凋亡增多、增殖減少。在整個治療期間，小鼠體重和血液指標無顯著差異，且未發生死亡或明顯不良反應，證實了該療法的體內安全性。這表明AuNPs/HSA–ICG介導的光動力療法作為一種微創、靶向的輔助治療手段，能有效抑制殘留腫瘤的生長。
討論與結論
本研究成功開發了由臨床成熟組分構成的AuNPs/HSA–ICG納米平臺，并提出了一種整合術前CT規劃、術中熒光導航和術后PDT的OSCC圍手術期創新管理策略。該平臺通過SPARC介導的主動靶向實現了腫瘤特異性遞送，其雙模態成像能力為精準手術提供了關鍵信息，而術后PDT則為管理陽性切緣提供了一種微創輔助治療選擇。系統的體外和體內評估證明了其優異的成像性能、顯著的腫瘤抑制效果和良好的生物相容性。盡管存在如術中CT臨床轉化成本較高、光動力治療未能完全消融腫瘤等局限，但本研究為改善OSCC手術預后提供了一條從診斷到治療的完整、連續的轉化路徑，具有重要的臨床意義和應用前景。未來，通過人工智能算法融合術前CT與術中熒光實現實時三維導航，以及優化治療參數或探索聯合療法，有望進一步提升其療效。
