复旦大学化学系教授张凡团队联合复旦大学附属华山医院普外科教授钦伦秀团队,自主研发了组织自发荧光近红外成像技术(TANI),无需注射任何造影剂,即可在术中实现多种肝脏恶性肿瘤边界的清晰、高对比度可视化,为肝脏恶性肿瘤的精准切除提供了全新的临床辅助手段。1月20日,相关研究成果发表于《自然-生物医学工程》。
在外科手术中,如何在术中实时、准确判断肿瘤边界,是影响手术切除效果和患者预后的关键因素之一。真实临床场景下,由于肿瘤组织与正常组织在外观上高度相似,同时手术过程中不可避免存在出血等因素干扰,外科医生往往难以仅凭肉眼观察和触诊等常规方法对肿瘤边界作出精准判断。开发一种安全、快速、可靠的术中肿瘤边界可视化技术,是精准外科领域亟待解决的关键问题。
研究团队发现了一种近红外发光的内源性物质,在>1000纳米波段的信号可以很好地区分恶性肿瘤和正常组织。进一步地,研究团队开发并优化了针对该内源性荧光物质的成像技术与参数设置,形成了TANI成像体系。在该技术下,正常肝组织呈现均一而明亮的近红外荧光信号,而肿瘤区域表现为显著减弱甚至缺失的荧光信号,二者对比度高,肿瘤边界直观清晰。
TANI技术光路示意图及其用于床边可视化肝恶性肿瘤的工作流程图。图片由研究团队提供
TANI操作简便、成像信息直观,是一种无标记、非接触、宽视场、实时的术中成像技术。研究结果表明,TANI技术在肝细胞癌、肝内胆管癌以及多种肝转移肿瘤中均表现出稳定、优异的肿瘤边界可视化能力。该技术对不同分化程度、病灶大小和临床分期的肿瘤均具有稳定的成像效果。值得一提的是,在肝硬化等复杂病理背景下,或者术中出现血液或胆汁污染时,TANI技术依然能够提供清晰、可靠的成像结果。
获得伦理许可后,研究团队将TANI技术应用于真实术中场景,在多例肝切除手术中成功实现了对原发性肝细胞癌及多发结直肠癌肝转移灶的实时识别。在肿瘤切除完成后,TANI还可用于对手术切缘进行快速扫描,辅助判断是否存在残余肿瘤组织。术后病理检查结果与术中成像高度一致,进一步验证了该技术的临床可靠性。
研究团队表示,TANI技术可作为现有荧光引导手术的重要补充手段,有望在肝脏肿瘤等外科手术中发挥重要作用。随着多中心临床研究的深入开展以及成像设备的进一步优化,TANI技术有望为更多患者带来更加安全、精准的手术治疗体验。同时,进一步阐明该内源性荧光物质的分子基础及形成机制,不仅有助于深入理解肿瘤等疾病的发生发展,还可能为这些疾病的早期识别与精准调控提供新的研究方向。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41551-025-01593-4
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