如今，在美国出生的女性中，有近13%的人会在一生中的某个时候患上乳腺癌。早期疾病的治疗通常包括保乳手术，即切除肿瘤及其周围的一些健康组织(肿瘤边缘)。然而，大约20%的此类手术需要第二次手术，通常是因为在肿瘤边缘发现了癌细胞。
现在，nibib资助的研究人员正在开发一种成像方法，使外科医生能够在手术中更好地识别肿瘤边缘的癌细胞。这项技术可以减少后续的乳腺癌手术，降低乳腺癌的复发率。研究结果最近发表在《柳叶刀》杂志的《电子生物医学》杂志上。
这项技术依赖于一种被称为近红外成像的方法，该方法利用探针在近红外光下发出荧光。这些荧光探针可以让临床医生看到组织表面以外的特征，如血管或肿瘤，这有助于指导手术。然而，美国食品和药物管理局(FDA)批准用于临床的近红外药物并不多，而且那些被批准的近红外药物都是非特异性的，这意味着它们不会瞄准体内的特定目标。此外，唯一被批准用于手术的近红外探针吲哚菁绿(ICG)不会在血液中停留很长时间，因此它在图像引导肿瘤切除术中的应用在某种程度上受到了限制。
为了克服传统近红外成像探头的局限性，伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员设计了一种新型探头，专门用于在手术过程中实时检测乳房肿瘤边缘的癌细胞。该探针结合了fda批准的染料ICG和无毒的肿瘤靶向细胞穿透肽p28。伊利诺伊大学医学院外科副教授、该研究的资深作者Tohru Yamada博士解释说:“我们的研究小组以前报道过，p28优先进入各种人类乳腺癌细胞，并实际上诱导了抗增殖作用。”更重要的是，p28已在早期临床试验中进行了评估，患者对其耐受性良好。“我们的新探针被称为ICG-p28，可以在近红外光下选择性地照射乳腺癌细胞，从而促进手术时图像引导下的癌组织去除。”
研究人员首先需要确定他们的成像探针能在多大程度上准确地从健康组织中描绘出乳腺癌。为了做到这一点，他们创造了一种表达iRFP蛋白质的乳腺癌细胞系，这种蛋白质在近红外光下发出荧光。这样，当研究人员通过给小鼠注射这种特殊的细胞系来建立他们的乳腺癌模型时，他们可以精确地看到乳腺肿瘤的确切形状和大小。在建立乳腺癌模型后，研究人员给小鼠注射了成像探针，等待24小时，切除肿瘤，并比较iRFP和ICG-p28之间的荧光信号。他们发现这两个信号有很好的重叠，这表明他们的成像探针在很长一段时间内专门针对乳腺癌肿瘤。
接下来，Yamada和同事们用他们的探针在两个乳腺癌模型中指导肿瘤切除，并观察动物的癌症复发情况。一旦小鼠出现肿瘤，研究人员给它们注射ICG-p28、单独的ICG或不含任何近红外染料的对照缓冲溶液，并等待24小时。然后，通过近红外光的图像引导可视化，或使用传统触诊和直接可视化(对注射对照缓冲溶液的小鼠)，切除肿瘤。手术后四周，注射对照缓冲液的小鼠中有30%以上的肿瘤复发，单独注射ICG的小鼠中有25%的肿瘤复发。然而，注射ICG-p28的小鼠只有6%以上复发，这表明ICG-p28探针改善了手术结果。
Yamada说:“这项临床前研究表明，术中使用ICG-p28成像可以准确地识别肿瘤边缘，并最终提高多种乳腺癌模型中的肿瘤复发率。”“此外，由于p28优先穿透各种类型的人类癌细胞，我们预计我们的成像方法可以应用于其他癌症类型。”
Yamada指出，这项研究仍处于早期阶段，在临床试验中对这种成像探针的评估将是重要的下一步，以确定它在人类患者中的效果如何。
