該研究由馬恒(第四軍醫(yī)大學(xué))和趙慶亮(廈門大學(xué))擔(dān)任通訊作者,黃豆豆、王廣興等為共同第一作者,相關(guān)成果發(fā)表于國際期刊《Advanced Science》。
重要發(fā)現(xiàn)
關(guān)鍵結(jié)論:
藥物富集驗(yàn)證:注射后5小時(shí),腫瘤部位PA信號強(qiáng)度達(dá)峰值,為初始值的3.6倍,表明納米片在腫瘤區(qū)域高效富集。
血流動(dòng)力學(xué)評估:治療前腫瘤中心SaO2顯著低于邊緣,提示缺氧微環(huán)境;熱化療后SaO2回升,反映血管再通和氧供改善。
宏觀治療引導(dǎo):PA成像可實(shí)時(shí)反饋腫瘤血管化程度,指導(dǎo)激光熱療的能量調(diào)節(jié),避免過度治療導(dǎo)致的組織損傷。
02光學(xué)相干斷層掃描血管成像:微血管網(wǎng)絡(luò)的“顯微鏡”
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):對荷瘤小鼠進(jìn)行長期OCTA掃描,量化治療前后微血管密度(MVD)和形態(tài)變化。
關(guān)鍵結(jié)論:
血管結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)追蹤:腫瘤生長早期,中心血管塌陷、邊緣新生血管形成;熱化療后,腫瘤整體血管網(wǎng)絡(luò)密度降低40%,且邊緣血管呈現(xiàn)異常擴(kuò)張。
治療效果對比:單純化療組僅輕微抑制血管生成,而熱化療組(5-Fu-Si NSs+激光)可顯著破壞血管完整性,導(dǎo)致腫瘤缺血性壞死。
精準(zhǔn)評估工具:OCTA的三維重建圖像可清晰顯示藥物分布與血管損傷的空間關(guān)系,為評估納米藥物療效提供直接證據(jù)。
治療響應(yīng)差異:單純化療組RBF僅短暫升高,而熱化療組可長期抑制腫瘤血流,有效阻斷營養(yǎng)供給。
功能-結(jié)構(gòu)聯(lián)合分析:LS與OCTA結(jié)合發(fā)現(xiàn),血管密度降低與血流速度下降呈正相關(guān)(R²=0.82),揭示了治療后腫瘤微環(huán)境的雙重破壞機(jī)制。
創(chuàng)新與亮點(diǎn)
01多模態(tài)成像的協(xié)同突破
傳統(tǒng)單一成像技術(shù)面臨“分辨率-穿透深度”的矛盾:PA成像穿透深度達(dá)毫米級但分辨率較低,OCTA和LS雖能實(shí)現(xiàn)微米級分辨率,但成像范圍有限。本研究通過三重技術(shù)互補(bǔ),構(gòu)建了從宏觀到微觀的完整監(jiān)測鏈:
PA成像提供腫瘤整體生理參數(shù)(如SaO2、HbT),指導(dǎo)治療方案調(diào)整;
OCTA和LS分別從結(jié)構(gòu)(血管密度)和功能(血流速度)維度驗(yàn)證治療效果,形成“宏觀引導(dǎo)-微觀驗(yàn)證”的閉環(huán)。
02納米治療的精準(zhǔn)評估總結(jié)與展望
這項(xiàng)研究通過光學(xué)成像技術(shù)的跨學(xué)科創(chuàng)新,將腫瘤治療的監(jiān)測精度從“器官層面”推進(jìn)至“單細(xì)胞血管網(wǎng)絡(luò)”層面。其核心價(jià)值不僅在于揭示了熱化療對腫瘤微環(huán)境的雙重破壞機(jī)制(血管結(jié)構(gòu)毀損+血流功能抑制),更在于建立了一套可復(fù)制、可標(biāo)準(zhǔn)化的多模態(tài)評估體系——該技術(shù)基于現(xiàn)有光學(xué)設(shè)備(如臨床可用的OCTA系統(tǒng)),無需額外硬件投入即可升級為“成像-治療一體化平臺(tái)”,具備快速臨床轉(zhuǎn)化潛力。未來,隨著光學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展(如更高分辨率的OCTA、更深穿透的PA成像),多模態(tài)成像有望從實(shí)驗(yàn)走向臨床,成為腫瘤診療的“標(biāo)配”工具。同時(shí),結(jié)合人工智能算法對多源數(shù)據(jù)的深度挖掘,或?qū)⒔怄i腫瘤治療的全新策略。
DOI:10.1002/advs.202101242.