癌癥是全世界人類死亡的主要原因之一。在一般療法中，外科手術已廣泛應用于通過物理切除惡性腫瘤來治療癌癥。成功切除高度依賴于惡性組織的快速準確定位，尤其是對于微小病灶和前哨淋巴結 (SLN) 的治療。強大的影像引導不僅可以極大地促進手術結果，還可以通過精確手術（例如某些前哨淋巴結活檢和切除）而不是整體手術（例如整個淋巴結切除）來提高手術效率。
通過熒光圖像引導手術（IGS）可以潛在地改善癌癥手術的過程和結果。目前，各種熒光分子被系統地研究作為光學引導手術的成像探針，其具有高靈敏度、生物相容性、便攜性和成本效益。然而，目前的探針還存在量子產率有限、瘤內滯留時間短和無特異性等問題。因此，迫切需要具有腫瘤特異性靶向的多功能術中成像方式。
2001年，唐本忠教授課題組發現了一種不常見的發光系統，即聚集誘導發光 (AIE) 系統。在過去的 20 年里，AIE發光體(AIEgens) 研究在生物成像和疾病治療診斷學方面取得了長足的進步。AIEgens不僅提供了腫瘤與正常組織 (T/N) 的高對比度，而且還表現出理想的體內應用生物相容性。然而，大多數AIEgens應用僅限于體外測定和小動物（如小鼠和大鼠），由于種間差異，這強烈限制了AIEgens 的臨床轉化。非人類靈長類動物模型在確定納米探針用于生物醫學應用及其最終臨床轉化的風險和益處方面發揮著重要作用。因此，在真正轉化之前，迫切需要對在基因組學、解剖學、生理功能和遺傳特征上與人類具有相似性的物種（例如非人靈長類恒河猴）進行臨床前研究。
鑒于此，浙江大學周民教授和華南理工大學/香港科技大學唐本忠院士等人通過從小動物（例如小鼠和兔子）到恒河猴模型，對利用AIEgens進行光學成像引導的外科手術進行了系統和多方面的演示。
圖|AIEgens 從實驗臺到床邊
研究人員成功合成了葉酸功能化的 AIEgen (folic-AIEgen)，它可以在 365 nm 紫外燈照射下發出亮黃色熒光 (~540 nm)。所制備的 folic-AIEgen 可以主動靶向葉酸受體 α (FRα)過表達的 SKOV3 和 Hela 癌細胞和組織，而僅具有輕微的細胞毒性。
此外，folic-AIEgen能夠對小鼠和恒河猴進行前哨淋巴結（SLN）活檢，并對腹膜播散后的微小SKOV3和Hela腫瘤進行圖像引導手術。此外，與大多數前哨淋巴結示蹤劑相比，folic-AIEgen在前哨淋巴結內顯示出更長的保留時間，這有效地提高了前哨淋巴結活檢的準確性和可重復性。此外，folic-AIEgen 提供的時間間隔也為外科醫生提供了足夠的時間通過熒光信號定位和去除淋巴結。
圖|通過基于folic-AIEgen 的圖像引導操作對裸鼠和兔乳房進行有效的 SLN 活檢
圖|通過 folic-AIEgen 在恒河猴乳房中進行有效的圖像引導SLN活檢
此外，研究結果表明，這種特異性靶向探針能夠進行快速的腫瘤積累和優越的T/N比，有助于檢測微小的腹膜播散腫瘤并指導腫瘤切除，顯著確保手術成功并降低腫瘤復發率。在各種動物模型中進行的系統生物安全評估進一步證明folic-AIEgen 的優異生物相容性。
圖|圖像引導下的小腹膜播散性 SKOV3 腫瘤手術
綜上所述，本文報告了 folic-AIEgen 的簡便制備及其在圖像引導手術中的多功能應用。利用穩定的熒光和合適的尺寸，folic-AIEgen已成功用于從小鼠到非人靈長類恒河猴的前哨淋巴結的靈敏檢測和精確解剖。研究結果表明，folic-AIEgen 可以作為一種有效且方便的熒光探針用于前哨淋巴結活檢和精確檢測微小腫瘤。該工作為非人類靈長類動物的臨床前研究提供了有價值的數據，這將極大地促進folic-AIEgen和其他基于 AIE 的發光探針在臨床轉化中的進一步進展。
參考文獻：
Zhong,D., Chen, W., Xia, Z. et al. Aggregation-induced emission luminogens forimage-guided surgery in non-human primates. Nat Commun 12, 6485 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-021-26417-2
