近日，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院欽倫秀/朱文偉團(tuán)隊聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)張凡/何海生團(tuán)隊，成功研發(fā)了一種無需注射任何造影劑的術(shù)中實時腫瘤邊界可視化新技術(shù)，即組織自發(fā)熒光近紅外成像技術(shù)（tissue autofluorescence nir-ii imaging，tani）。該技術(shù)通過利用組織內(nèi)源性熒光物質(zhì)在近紅外二區(qū)（nir-ii，1000-1700 nm）的信號差異，實現(xiàn)了多種肝臟惡性腫瘤邊界的清晰、高對比度可視化，并有效避免了血液和膽汁污染、肝硬化背景以及良性病灶帶來的干擾。研究團(tuán)隊進(jìn)一步于多例患者體內(nèi)驗證了該技術(shù)在外科手術(shù)導(dǎo)航中的應(yīng)用潛力，為肝臟惡性腫瘤的精準(zhǔn)切除提供了全新的臨床輔助手段。

1月20日，相關(guān)研究成果以《無標(biāo)記組織近紅外二區(qū)自發(fā)熒光成像技術(shù)用于人肝惡性腫瘤可視化》（label-free tissue nir-ii autofluorescence imaging for visualization of human liver malignancy）為題，在線發(fā)表于《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》（nature biomedical engineering，影響因子26.6）。

在外科手術(shù)中，如何在術(shù)中實時、準(zhǔn)確判斷腫瘤邊界，是影響手術(shù)切除效果和患者預(yù)后的關(guān)鍵因素之一。真實臨床場景下，由于腫瘤組織與正常組織在外觀上高度相似，同時手術(shù)過程中不可避免存在出血等因素干擾，外科醫(yī)生往往難以僅憑肉眼觀察和觸診等常規(guī)方法對腫瘤邊界作出精準(zhǔn)判斷。術(shù)中病理檢查（如冰凍切片）雖然能夠?qū)植拷M織進(jìn)行良惡性定性分析，但該方法耗時較長、取樣范圍有限，且依賴專業(yè)病理人員配合，難以對整個切緣進(jìn)行快速、全面的實時評估。因此，開發(fā)一種安全、快速、可靠的術(shù)中腫瘤邊界可視化技術(shù)，始終是精準(zhǔn)外科領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題。

據(jù)研究團(tuán)隊介紹，目前臨床常用的術(shù)中腫瘤可視化方法主要依賴外源性造影劑的使用。該方法需要在術(shù)前向患者體內(nèi)注射吲哚菁綠（icg），通過該分子在腫瘤組織中的富集實現(xiàn)熒光引導(dǎo)。然而，icg在部分患者中可能引發(fā)過敏等不良反應(yīng)，更重要的是，該造影劑容易在非腫瘤組織（如肝硬化組織或膽汁淤積區(qū)域）中非特異性聚集，導(dǎo)致假陽性信號，臨床報道的誤判率可高達(dá)40%，顯著降低了術(shù)中判斷的可靠性。

針對上述問題，研究團(tuán)隊提出利用人體組織中本身存在的內(nèi)源性熒光信號，在無需注射外源造影劑的前提下實現(xiàn)腫瘤可視化，從而有效規(guī)避造影劑帶來的安全性隱患及脫靶干擾。通過對大量臨床組織樣本進(jìn)行系統(tǒng)性自發(fā)熒光分析，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一種近紅外發(fā)光的內(nèi)源性物質(zhì)，其在>1000 nm波段的信號可以很好的區(qū)分惡性腫瘤和正常組織。

tani技術(shù)光路示意圖

及其用于床邊可視化肝惡性腫瘤的工作流程圖

基于這一發(fā)現(xiàn)，研究團(tuán)隊進(jìn)一步開發(fā)并優(yōu)化了針對該內(nèi)源性熒光物質(zhì)的成像技術(shù)與參數(shù)設(shè)置，形成了tani成像體系。在該技術(shù)下，正常肝組織呈現(xiàn)均一而明亮的近紅外熒光信號，而腫瘤區(qū)域表現(xiàn)為顯著減弱甚至缺失的熒光信號，二者對比度高，腫瘤邊界直觀清晰。特別對于肉眼無法識別的腫瘤，tani技術(shù)能夠清晰、準(zhǔn)確探測出該腫瘤邊界。

研究進(jìn)一步表明，tani技術(shù)在肝細(xì)胞癌、肝內(nèi)膽管癌以及多種肝轉(zhuǎn)移腫瘤（包括結(jié)直腸癌、胃腺癌和乳腺癌肝轉(zhuǎn)移等）中均表現(xiàn)出穩(wěn)定、優(yōu)異的腫瘤邊界可視化能力。該技術(shù)的成像效果不受腫瘤分化程度、大小及分期的顯著影響，在肝硬化患者中同樣保持良好性能。并且，即便在術(shù)中不可避免出現(xiàn)血液或膽汁污染的情況下，該技術(shù)依然能夠提供清晰、可靠的成像結(jié)果。

tani技術(shù)于患者體內(nèi)實時可視化肝惡性腫瘤

的流程、裝置與效果圖

獲得倫理許可后，研究團(tuán)隊將tani技術(shù)應(yīng)用于真實術(shù)中場景，在多例肝切除手術(shù)中成功實現(xiàn)了對原發(fā)性肝細(xì)胞癌及多發(fā)結(jié)直腸癌肝轉(zhuǎn)移灶的實時識別。在腫瘤切除完成后，tani還可用于對手術(shù)切緣進(jìn)行快速掃描，輔助判斷是否存在殘余腫瘤組織，為實現(xiàn)“精準(zhǔn)切除、降低復(fù)發(fā)風(fēng)險”提供了重要支持。術(shù)后病理檢查結(jié)果與術(shù)中成像高度一致，進(jìn)一步驗證了該技術(shù)的臨床可靠性。

作為一種無標(biāo)記、非接觸、寬視場、實時的術(shù)中成像技術(shù)，tani操作簡便、成像信息直觀，可作為現(xiàn)有熒光引導(dǎo)手術(shù)的重要補(bǔ)充手段，有望在肝臟腫瘤等外科手術(shù)中發(fā)揮重要作用。未來，隨著多中心臨床研究的深入開展以及成像設(shè)備的進(jìn)一步優(yōu)化，該技術(shù)有望為更多患者帶來更加安全、精準(zhǔn)的手術(shù)治療體驗。同時，進(jìn)一步闡明該內(nèi)源性熒光物質(zhì)的分子基礎(chǔ)及形成機(jī)制，不僅有助于深入理解腫瘤等疾病的發(fā)生發(fā)展，還可能為這些疾病的早期識別與精準(zhǔn)調(diào)控提供新的研究方向。

復(fù)旦大學(xué)藥學(xué)院青年副研究員何海生、華山醫(yī)院肝膽外科主任醫(yī)師朱文偉為共同第一作者；化學(xué)系張凡教授、華山醫(yī)院普外科欽倫秀教授為通訊作者。研究工作得到了化學(xué)系、藥學(xué)院、華山醫(yī)院、聚合物分子工程全國重點實驗室、智能化遞藥教育部重點實驗室、克服遞藥屏障高端制劑全國重點實驗室、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金委員會、科學(xué)探索獎、新基石科學(xué)基金會、上海尚思自然科學(xué)研究院、上海市科學(xué)技術(shù)委員會、上海市教委創(chuàng)新計劃等機(jī)構(gòu)與項目的大力支持。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41551-025-01593-4

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上觀號作者：復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院