光學分子影像技術在藥物療效評估和乳腺癌外科手術導航中的應用進展

陳 敏，林琳玲，何悅洋，杜智鋮，張國君

(廈門大學醫(yī)學中心，廈門大學附屬翔安醫(yī)院，廈門市內分泌腫瘤精準診治重點實驗室，福建 廈門 361111)

乳腺癌是全球最常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率居女性惡性腫瘤的第一位，死亡率居第二位[1].我國是世界乳腺癌發(fā)病率最高的國家，2015年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，年新發(fā)病例數(shù)和年死亡人數(shù)分別約占全世界的12.2%和9.6%，發(fā)病人數(shù)增長快且趨于年輕化[2].

乳腺癌的治療采用手術為主的綜合治療策略，手術方式也逐漸從最大可耐受性手術向最小有效性手術演變.對于早期乳腺癌，保乳術和/或保腋窩是標準的手術方式[3].保乳術成功的關鍵在于術中完整切除病灶，保腋窩的前提是前哨淋巴結無轉移，而現(xiàn)階段對于術中腫瘤邊界的判定以及前哨淋巴結的識別主要憑借術者的經驗、眼看、手摸等，不能從微觀層面判斷是否存在腫瘤殘留，術后切緣陽性需要再次手術的患者高達20%～55%[4-5]，增加了患者的心理負擔及二次手術感染、術后外觀不滿意等風險.因此，精準地評估切緣狀態(tài)對于保乳術患者的預后至關重要.術中病理、超聲、微計算機斷層掃描(micro-CT)、正電子發(fā)射斷層掃描(PET)等技術也相繼嘗試應用于術中腫瘤邊界評估，可在一定程度上降低手術切緣陽性率[6]，但目前仍沒有一種理想的手段用于術中精準評估切緣.光學分子影像可實時動態(tài)地監(jiān)測分子變化，具有高靈敏度、高時空分辨率等優(yōu)點，近年來已廣泛應用于生物醫(yī)學領域[7].新的光學分子影像技術可以填補術前影像學檢查和術中手術切除之間的診斷空白，引導外科醫(yī)生在術中精準切除腫瘤，進而提高手術效果、改善患者預后[8].

對于中晚期乳腺癌患者，全身系統(tǒng)治療對患者生存十分重要，盡早、準確地評價療效是改善預后的關鍵.目前臨床上普遍使用的是RECIST1.1的評價標準，借助X線、CT、磁共振成像(MRI)等傳統(tǒng)影像技術，通過測量病灶最大直徑的變化來判斷療效[9]；但這些傳統(tǒng)影像技術僅能提供解剖結構信息，難以客觀反映藥物治療的真實反應，存在評估滯后的問題.在腫瘤大小發(fā)生變化前，利用光學分子影像技術可在體內監(jiān)測上述變化，為盡早、準確地判定藥物療效提供了可能[10].

本團隊近年來研發(fā)了靶向細胞周期的一系列光學報告系統(tǒng)，不僅為腫瘤的早期診斷奠定了基礎，而且提供了藥物療效評估的手段；更重要的是，還將近紅外熒光分子示蹤技術應用于乳腺癌的外科手術導航.本文將討論光學分子影像技術在醫(yī)學領域的研究及臨床應用現(xiàn)狀，并結合本團隊在該領域的最新研究成果，對其在乳腺癌診斷、藥物療效評估、外科手術導航中的應用進展進行綜述.

1 光學分子影像技術和光學分子探針

1.1 生物發(fā)光成像

生物發(fā)光成像是指在體內表達熒光素酶融合報告基因，利用其產生的熒光素酶與熒光底物的生化反應把化學能轉化為光能，從而產生熒光信號[11].生物發(fā)光成像靈敏度高，即使只有幾千個腫瘤細胞，也能夠通過生物發(fā)光成像在體內精確探測[12]，并且信背比高，有著良好的應用前景[13].

1.2 熒光成像

1.2.1 熒光成像光區(qū)及發(fā)光材料

根據(jù)光的波長不同，可分為可見光和不可見光，可見光波長在400～700 nm之間，近紅外光(near-infrared，NIR)波長在700～3 000 nm之間，其中近紅外一區(qū)(NIR-Ⅰ)波長為700～900 nm，近紅外二區(qū)(NIR-Ⅱ)波長為1 000～1 700 nm.組織對可見光的吸收和散射較強，并且存在較強的自發(fā)熒光，信背比不高，成像效果差[14-15]；相比之下，組織在NIR波段自發(fā)熒光弱，并且對NIR的散射和吸收較弱，成像的空間分辨率和組織穿透深度更佳[16-17]，信背比更高[18-19]，更適用于體外和體內的成像，是目前熒光成像的研究熱點(表1).目前已開發(fā)的NIR熒光探針包括小分子有機染料、碳納米管、量子點和鑭系稀土納米材料等，其中碳納米管和量子點由于毒性作用而臨床轉化受限.

1) NIR-Ⅰ熒光成像

臨床上最常用的NIR-Ⅰ染料是ICG[48]，其激發(fā)和發(fā)射波長分別為780和805 nm.ICG進入人體后被肝細胞攝取，經膽道入腸，隨糞便排出體外，常被用于人體腔道的成像，包括膽道[49]、淋巴[50]、輸尿管[51]和眼底血管[52]等，在腫瘤顯像、淋巴結定位及外科手術導航中也有廣泛應用[53-54].此外，ICG還可與靶向載體結合構成光學分子探針，如ICG結合貝伐單抗(Bevacizumab-ICG)靶向VEGF，可在內窺鏡系統(tǒng)中診斷結直腸癌[37].菁染料IRDye800CW(激發(fā)和發(fā)射波長分別為774和789 nm)[55]易于化學修飾，可與抗體、多肽等靶向載體結合，如：HER2抗體熒光分子探針，可對人乳腺腫瘤異種移植小鼠進行光學成像[27]；西妥昔單抗熒光分子探針，用于評估頭頸癌患者頸部淋巴結轉移情況及手術導航[28-29].

表1 NIR熒光成像技術在腫瘤診療領域的臨床轉化研究及臨床應用Tab.1 Clinical translational research and clinical application of NIR fluorescence imaging technology in tumor diagnosis and treatment

除ICG和IRDye800CW外, 其他菁染料如IR775、IR780、IR783、IR797、IR806、IR808、IR820、IR825和Cypate等均可用于癌癥光學成像；NIR-Ⅰ染料還有黃嘌呤、卟啉、方腦、酞菁、硼二吡咯甲烷、兩性離子染料和聚集誘導發(fā)光(aggregation-induced emission,AIE)材料，可用于癌癥的診斷[56].

NIR-Ⅰ無機染料在腫瘤成像、腫瘤藥物輸送和光熱治療方面具有潛在的應用前景.如：可生物降解的多孔硅納米熒光探針，可用于人乳腺癌移植瘤的熒光成像[36]；谷胱甘肽包裹金納米熒光探針，在小鼠體內可快速從血液通過腎臟排泄[57].最新報道的K3ZrF7：Yb/Er稀土熒光探針對乳腺癌成像效果良好，可在活體內生物降解為無毒的小分子排出[35].上述NIR-Ⅰ納米熒光探針均具有臨床轉化的可能.

2) NIR-Ⅱ熒光成像

相比于NIR-Ⅰ，NIR-Ⅱ具有“組織透明窗口”的獨特性，背景信號和自發(fā)熒光更弱，對光的散射和吸收也更弱，成像的空間分辨率和組織穿透深度進一步提高，因而備受關注[16-17].

有機NIR-Ⅱ染料由于其組織相容性好，有潛在的臨床轉化和應用前景.研究發(fā)現(xiàn)ICG和IRDye800CW的發(fā)射波長可延伸到NIR-Ⅱ[58].此外，新研制的有機染料CH1055代謝快，毒性小，在小鼠腦血管、淋巴系統(tǒng)和腫瘤成像方面均明顯優(yōu)于ICG，在NIR-Ⅱ成像分辨率、信背比及成像深度等方面都有很大的提升[38].進一步將CH1055官能團上的羧酸改變?yōu)榛撬岷铣傻挠袡C染料CH-4T，水溶性好，量子產率高，可在成像時大幅降低染料劑量[59].

此外，具有NIR-Ⅱ發(fā)光的新型無機熒光染料也不斷被報道.其中，稀土納米材料因其易偶聯(lián)、高信背比、低光漂白、低細胞光損害的特性，在手術導航、造影成像和腫瘤光敏治療等領域被廣泛研究[60].Wang等[41]使用腫瘤靶向肽修飾的NaGdF4:5%Nd@NaGdF4稀土熒光探針，顯示出了良好的光穩(wěn)定性和組織穿透深度(8 mm)，可用于卵巢轉移癌灶的示蹤及手術導航.小分子量的NIR-Ⅱ鑭系稀土配合物Nd-DOTA代謝快，其NIR-Ⅱ熒光成像可對直徑≤1 mm的卵巢癌轉移癌灶進行示蹤并引導術中精準切除[42].

相比于NIR-Ⅱa(1 000～1 300 nm)，波長范圍為1 500～1 700 nm的NIR-Ⅱb熒光成像具有更高的信背比與更大的穿透深度，使NIR-Ⅱb熒光材料成為研究熱點.如利用激光氣化法合成半導體單壁碳納米管，對小鼠乳腺癌組織及其后肢血管進行成像時，相較于其NIR-Ⅰ和NIR-Ⅱa成像，NIR-Ⅱb成像效果更佳[46]；由硫化鉛/硫化鎘核殼結構合成的量子點可產生1 600 nm的發(fā)射光，活體示蹤腫瘤的分辨率高，還可實現(xiàn)腫瘤血管的3D成像[47]；偶聯(lián)上CD8抗體的硫化鉛量子點，其NIR-Ⅱb成像可活體示蹤腫瘤部位的細胞毒性T細胞，用于評估腫瘤免疫治療的效果[44]；稀土納米顆粒NaLnF4:Gd/Yb/Er摻雜Ce3+后，其NIR-Ⅱb熒光可活體示蹤小腫瘤和轉移瘤，還可對腦血管和腫瘤血管進行無創(chuàng)成像[43]；另外，在稀土納米顆粒(NaYbF4:Er,Ce@NaYF4)中摻雜Zn可使NIR-Ⅱb熒光更強，將其與PD-L1抗體偶聯(lián)后可對腫瘤免疫治療過程中PD-L1的變化進行動態(tài)監(jiān)測[44].上述納米材料表現(xiàn)出良好的NIR-Ⅱb發(fā)光性能，如能提高其生物安全性，將有廣闊的臨床應用前景.

1.2.2 光學分子探針

1) 非靶向光學分子探針

與正常組織相比，實體瘤組織中血管豐富，血管壁間隙較寬，結構完整性差，淋巴回流缺失，對大分子類物質和納米顆粒的通透性高，導致大分子和納米顆粒滯留在腫瘤組織中，這種現(xiàn)象被稱作實體瘤組織的高通透長滯留(enhanced permeability and retention,EPR)效應[61].EPR效應的強弱與實體瘤的血管狀態(tài)有關[62-63].熒光染料可直接通過EPR效應累積在腫瘤部位，也可包裹在非靶向性藥物載體中(如白蛋白[64]、紅細胞膜[65]和脂質體及病毒蛋白籠[66])，增強EPR效應，延長血液循環(huán)時間.

2) 靶向光學分子探針

相比于被動聚集，利用腫瘤特異性分子修飾熒光材料的靶向性更強，可明顯提高腫瘤部位與瘤周正常組織的信背比，實現(xiàn)高特異性腫瘤成像.靶向腫瘤的抗體類、多肽類和核酸適配體受到廣泛關注，這些探針在臨床癌癥診斷和治療中具有潛在的應用價值.

抗體與受體之間具有高度的特異性和親和力，將熒光材料與抗體結合可實現(xiàn)靶向成像，用于腫瘤診療和手術導航[67].如：靶向癌胚抗原(carcinoembryonic antigen,CEA)的AlexaFluor 488-conjugated anti-CEA單抗熒光探針，能夠可視化大腸癌和胰腺癌裸鼠模型中的原發(fā)和轉移癌灶[68]；靶向MUC1的聚乙二醇(PEG)化脂質體-ICG-hCTM01單抗熒光探針，可用于小鼠乳腺腫瘤成像[23].

相比于其他偶聯(lián)物，多肽對靶點親和力高，特異性強且毒性小，具有良好的臨床應用前景[69].其中，天冬酰胺-甘氨酸-精氨酸肽(NGR)和精氨酸-甘氨酸-天冬酰胺肽(RGD)被廣泛用于制備腫瘤靶向探針.如：NGR修飾的PEG化量子點可用于神經膠質瘤和腫瘤脈管系統(tǒng)的熒光成像[70]；化學交聯(lián)RGD的NIR-Ⅱ納米探針(APP-Ag2S-RGD)可用于切除直徑約0.2 mm的微小腫瘤轉移灶[45].

圖1 一系列用于活體可視化細胞周期不同時相的基于生物發(fā)光報告基因的光學分子影像技術Fig.1 A series of optical molecular imaging techniques based on bioluminescent reporter genes to visualize different phases of the cell cycle

核酸適配體通常由20～60個核苷酸組成.適配體對靶標的識別方式和抗體對抗原的識別類似，解離常數(shù)(Kd)能達到皮摩爾至納摩爾級，被稱為“化學抗體”，分子量小且免疫原性低[71].如靶向MUC1的核酸適配體-鑭系元素鋱熒光傳感器[40]，可以簡便、敏感地對乳腺癌MCF-7細胞進行檢測，表現(xiàn)出極高的靈敏度(檢測限低至70個細胞)，且傳感器的合成過程簡單，光學性能穩(wěn)定，生物相容性良好.

2 可視化光學分子影像平臺用于癌癥藥物的療效評估

2.1 可視化監(jiān)測細胞周期

腫瘤是一種細胞周期相關性疾病，因細胞周期的異常激活引起細胞的失控性增殖[72].細胞周期的正常運轉依賴于細胞周期蛋白(Cyclins)的時相性表達及細胞周期蛋白依賴性激酶(Cyclin dependent kinases,CDKs)的活化[73].2008年日本理化研究所的Miyawaki團隊首先用紅色和綠色熒光蛋白分別標記細胞周期特異性蛋白Cdt1和Geminin，研發(fā)出FUCCI細胞周期傳感器，通過紅綠兩色熒光的改變顯示G1期與S/G2/M期[74].2016年，Lin團隊在FUCCI系統(tǒng)的基礎上又添加了2個報告因子，使該傳感器可以把G1期到M期4個不同時相分別通過青、綠、橙、紫4種顏色呈現(xiàn)出來，并能夠監(jiān)測不同時相轉變的過程[75].

本團隊2004年應用p27融合蛋白技術和生物發(fā)光成像手段，研制出CDK2的生物發(fā)光報告系統(tǒng)，實現(xiàn)在活體水平監(jiān)測CDK2的活性和細胞周期的改變，并用于細胞周期特異性抗癌藥物的篩選[76]；此后，又研發(fā)了一系列靶向Cyclins/CDKs的生物熒光報告質粒，在細胞和小動物水平上實現(xiàn)了細胞周期不同時相的可視化，如CYCA-Luc[77]可視化S期，CyclinB-Luc[78]可視化G2/M期；在此基礎上，應用這些報告系統(tǒng)在細胞和小動物水平對常用的細胞周期特異抗腫瘤藥物，如黃吡哆醇(flavopiridol)、紫杉醇(paclitaxel)、多西紫杉醇(docetaxel)、羥基喜樹堿(HCPT)和5-氟尿嘧啶(5-Fu)進行療效評價[76-77,79-80](圖1).這些生物發(fā)光報告系統(tǒng)與高內涵成像系統(tǒng)結合，可對活細胞的細胞周期實現(xiàn)高效精確的測量，用于高通量抗癌藥物篩選[79,81-82].

2.2 可視化監(jiān)測細胞凋亡

大多數(shù)化療藥物是通過誘導細胞凋亡導致腫瘤細胞的死亡[83]，因此可視化監(jiān)測細胞凋亡可用來評估抗腫瘤藥物療效.在細胞凋亡過程中，半胱氨酸蛋白酶(caspase)家族是關鍵的生物標志物[83].基于天冬氨酸-谷氨酸-纈氨酸-天冬氨酸(DEVD)多肽序列可以被caspase-3/7識別和切割，Ozawa團隊[84-85]開發(fā)出一種基因編碼的環(huán)狀螢火蟲熒光素酶pcFluc-DEVD，當細胞凋亡時，caspase-3識別并切割DEVD，使其恢復熒光素酶活性，在細胞或活體動物中均可檢測到這種生物發(fā)光.在轉染了pcFluc-DEVD生物發(fā)光報告質粒的人頭頸部鱗狀細胞癌細胞和小鼠乳腺癌4T1細胞中，可視化不同濃度阿霉素誘導轉染細胞發(fā)生凋亡的過程，發(fā)現(xiàn)細胞凋亡與阿霉素殺傷效果呈時間與劑量依賴性[86].

膜聯(lián)蛋白V(Annexin V)可特異性結合凋亡細胞的磷脂酰絲氨酸(PS)，對凋亡細胞親和力高，且免疫原性和毒性低，廣泛應用于體內細胞凋亡的檢測[87].Shah等[30]使用NIR700-Annexin V探針對曲妥珠單抗治療的HER2陽性乳腺癌模型鼠進行成像，可實時動態(tài)監(jiān)測曲妥珠單抗治療引發(fā)的乳腺癌細胞凋亡和腫瘤消退.Leng等[31]利用NIR熒光探針Annexin Vivo 750來檢測人源性骨髓間充質干細胞治療中的乳腺癌細胞凋亡，在乳腺癌移植瘤中實時動態(tài)監(jiān)測骨髓間充質干細胞的抑瘤效果.

3 光學分子影像技術在乳腺癌外科手術導航中的應用

早在2011年，van Dam等[88]合成了可見光染料FITC標記葉酸的分子探針，首次將光學靶向分子探針應用到外科手術中，開展術中探測卵巢癌及其腹膜轉移灶的臨床試驗，使腫瘤術中診療精準度提升至分子水平.從此開啟了熒光分子影像技術在腫瘤外科手術導航中的應用[56].

3.1 示蹤乳腺癌前哨淋巴結

傳統(tǒng)腋窩淋巴結清掃術(axillary lymph node dissection，ALND)會大范圍切除腋窩淋巴結，易導致上肢淋巴水腫、功能障礙和感覺喪失等并發(fā)癥，降低了患者的術后生活質量.前哨淋巴結活檢術(sentinel lymph node biopsy，SLNB)作為腋窩分期的重要手段，通過NSABP-B32[89]、ACOSOG Z0011[90]和IBCSG 23-01[91]等大量臨床試驗證實，目前已經成為臨床腋窩淋巴結陰性早期乳腺癌的標準手術方式，取代了常規(guī)的ALND，避免ALND所致并發(fā)癥，改善了乳腺癌患者的生活質量.鑒于此，臨床上通過SLNB來判斷SLN是否受腫瘤影響，若SLN陰性，則可避免不必要的淋巴結切除，顯著提高了患者的術后生存質量[92]，對乳腺癌手術方式的改革具有重要意義.目前臨床上用于SLNB的染料主要有美藍染料、放射性膠體、ICG和納米碳.其中，ICG信背比更高[93-94]，價格便宜且毒性低[95]，更具優(yōu)勢.

本團隊利用ICG指導乳腺癌術中SLNB(圖2)，檢出率可達99%[20-22].此外，發(fā)現(xiàn)ICG示蹤上臂回流至腋窩的淋巴管和淋巴結的準確率(87.2%)顯著高于美藍組(52.5%)，提示ICG也可用于腋窩淋巴系統(tǒng)逆向造影[96].Valente等[97]也將ICG成功用于乳腺癌患者的SLN識別，可達到與99mTc類似的效果，證實了其有效性.Schaafsma等[98]通過ICG和99mTc 整合制備ICG-99mTc-納米膠體，可精確識別乳腺癌患者的SLN，且淋巴管清晰可見.

(a)～(c)術前ICG示蹤腋窩SLN；(d)～(f)術中ICG 示蹤腋窩SLN；(g)～(i)術后離體SLN熒光成像.圖2 ICG引導的人體乳腺癌腋窩SLN術中示蹤及切除[21]Fig.2 ICG-guided intraoperative detection and resection of the SLN in humans[21]

光學靶向分子探針也逐漸應用于乳腺癌淋巴結識別.如：乳腺珠蛋白A抗體熒光分子探針(MamAb-680)可示蹤乳腺癌荷瘤小鼠淋巴結中的癌轉移[99]；CD206抗體-Dylight755熒光分子探針靶向示蹤腫瘤相關性巨噬細胞，可在乳腺癌小鼠模型中檢測到SLN的腫瘤轉移[32]；而有機染料XB1034結合西妥昔單抗制備的NIR-Ⅱ熒光分子探針，可在小鼠中示蹤淋巴結的腫瘤轉移，并在術中引導淋巴結的切除[39].

3.2 保乳術中腫瘤邊緣界定

乳腺癌保乳術是指切除原發(fā)腫瘤和鄰近的乳腺組織，術后輔以放療.經過NSABP-B06[100]、Milan trial[101]和EORTC[102]等多項大型前瞻性臨床試驗證實，保乳術輔以放療在局部復發(fā)率和總體生存率方面，與改良根治術的療效相比并無統(tǒng)計學差異.這些研究結果驗證了保乳術的安全性，使其被逐漸推廣，現(xiàn)已成為早期乳腺癌患者的首選術式.保乳術縮小手術范圍減少了創(chuàng)傷，但增加了病灶殘留和二次手術的風險；而光學分子影像技術可以“點亮”腫瘤組織，引導外科醫(yī)生精準切除腫瘤并保護正常組織.

在一項將ICG用于保乳手術導航的臨床研究中，NIR成像顯著提高了陽性邊緣檢出率，但50%(6/12) 的患者在腫瘤切除后瘤床存在異常熒光信號，提示腫瘤殘留；而術后病理檢測證實切緣陰性，究其原因可能是探針缺乏靶標，滯留于周圍正常組織而產生假陽性[103].因此，使用腫瘤特異性靶向探針開展手術導航至關重要.

荷蘭van Dam團隊在2017年將靶向VEGF的熒光探針Bevacizumab-IRDye800CW用于乳腺癌保乳術切緣界定的Ⅰ期臨床試驗[24]：對20例原發(fā)性浸潤性乳腺癌患者的保乳術切緣殘留腫瘤組織進行靶向性“點亮”和精準示蹤，其結果與病理診斷相符且無一例發(fā)生不良反應(圖3).2018年，張國君團隊與van Dam教授合作開展了此探針的Ⅱ期臨床試驗，對使用劑量進行摸索，從微觀和宏觀的水平對探針進行全面評估，結果顯示相比于傳統(tǒng)方式，此探針的應用將腫瘤邊界的術中檢出率提高到88%，為后期Bevacizumab-IRDye800CW推向臨床奠定了基礎[26].此外，van Dam團隊[25]在Bevacizumab-IRDye800CW引導的保乳術中建立了fSTREAM的分析方法，綜合處理熒光、顏色和組織學信息，設定區(qū)分腫瘤組織與正常組織的閾值，使術中對腫瘤邊界的判定更加客觀.

Whitley等[33]利用組織蛋白酶底物肽將Cy5熒光團與猝滅劑QSY21連接，構建了酶響應性LUM015光學智能分子探針，并于2016年開展了首個光學智能探針用于乳腺癌手術切緣評估的Ⅰ期臨床試驗.2018年Smith等[34]證明用LUM015智能探針開展手術導航的平均信背比可達到4.7，切緣判定與術后病理檢測結果一致.

多個目前處于動物實驗階段的用于手術切緣評估的分子探針也表現(xiàn)出一定的臨床轉化潛力.如：連接環(huán)肽cRGD的生物響應性NIR-AZAs探針，有較高的信背比和較短的體內清除時間[104]；利用anti-EGFR-IRDye800CW的熒光壽命成像，可以在人類乳腺癌的臨床前模型中，提供比基于強度的連續(xù)波熒光成像更顯著的腫瘤對比度[105]；抗B7-H3抗體[106]、透明質酸[107]連接ICG構成的探針也能靶向腫瘤組織，用于保乳術導航.

4 總結與展望

(a)～(c)對切除的腫塊進行體外光學成像，可在陽性邊緣中檢測到貝伐單抗-IRDye800CW示蹤劑，其中(a)為白光，(b)為熒光，(c)為假彩色覆蓋；(d)～(f)面包切片；(g)～(i)石蠟切片；(j)～(l)4 μm石蠟切片，其中(j)為蘇木精-伊紅染色，(k)為熒光平板 掃描，(l)為(j)和(k)圖像重疊(*皮膚縫合，**衛(wèi)星腫瘤病灶；紅/白/黑色虛線：腫瘤輪廓；白/黑色箭頭：陽性腫瘤邊緣).圖3 光學分子影像用于腫瘤邊緣界定(修改自文獻[24])Fig.3 Optical molecnlar imaging of tumor margin identification (modified from Ref.[24])

現(xiàn)有的光學造影劑和光學分子影像系統(tǒng)憑借其高分辨率、實時可視化等優(yōu)勢，廣泛應用于臨床和臨床前研究.目前已批準應用于臨床的熒光分子染料僅有ICG，IRD800CW已經被批準進行臨床試驗，未來更多的近紅外熒光分子探針有望用于臨床，如可在活體實現(xiàn)生物降解的稀土發(fā)光材料[35].與此同時，光學分子影像技術還有許多可改進的空間：首先，光學影像穿透深度相對較低，采用波長更長的熒光染料(如NIR-Ⅱ熒光染料)更適合于活體組織成像[38].光聲成像與光學分子影像類似，是一種無創(chuàng)、無輻射的影像技術；但相比之下，光聲成像具有更高的對比度、空間分辨率和更大的穿透深度，并且對組織特征敏感，可以呈現(xiàn)良好的解剖和生理學特征[108].目前，基于內源性對比劑黑色素的光聲成像可用于黑色素瘤肝臟微轉移的早期診斷，并指導術中腫瘤切除[109].相信不久的將來，光聲成像技術在乳腺癌檢測、外科導航以及藥物療效評估中也將發(fā)揮更大的作用.其次，光學分子影像融合CT、MRI、PET以及光聲成像等技術，通過多模態(tài)間的優(yōu)勢互補，能大幅度提高實時手術中導航與療效監(jiān)測的精準度.再者，由于腫瘤存在異質性，單靶點分子探針對腫瘤組織的整體靶向性不足，所以開發(fā)具有多靶點、親和力強的分子探針也是未來發(fā)展的方向.此外，采用能夠識別腫瘤組織和正常組織的多光譜同時成像,輔以多參數(shù)分析方法和人工智能技術，光學分子影像技術將有望為乳腺癌患者提供個體化、精準化的診療方案，提高生存率和生活質量.

致謝：感謝廈門大學醫(yī)學院2019級生理學博士張永渠、汕頭大學醫(yī)學院2017級腫瘤學博士王尊，以及廈門大學醫(yī)學院2020級腫瘤學研究生羅忠、明梓何、陳洪宇、黨永穎的大力協(xié)助.