摘要研究背景:<br> 随着计算机断层扫描(CT)在肺部疾病筛查及随访中的广泛使用,早期肺腺癌结节检出率不断增高。电视辅助胸腔镜手术(VATS)因其具有微创、快速康复等优势,成为了这类患者手术的首选方式。但是由于肺腺癌结节本身特点,VATS期间的目标结节识别有时很困难,术中结节识别失败率极高,需要扩大切除范围或改为开胸手术。目前肺结节的定位方式多样,但是都存在各自的缺点与不足,因此临床急需一种简单、快速、无创的定位方式。术中荧光成像因其无辐射、无创、操作简单、不需要预先了解结节的位置、可能发现影像学阴性的结节、实时、直观等特点,将有望成为术中病变定位研究的趋势。金纳米粒子(AuNPs)在癌症检测、诊断和治疗中都有着较多的研究进展,AuNPs在体内非常稳定且无免疫原性,并且毒性低。它们通过被动靶向(增强渗透性和保留效应),或者主动靶向,能很容易的通过肿瘤组织的新生血管和淋巴系统,提高成像诊断灵敏度和治疗效果。在给药方式上,目前由许多纳米粒子和微粒制剂所制备的造影剂和药物载体(包括干粉、气雾剂和喷雾剂)都能通过气管内输送来提高疾病的治疗效果,因此靶向荧光金纳米簇通过气道给药也有望提高靶病灶的摄取,成为定位的优选方式。<br> 研究目的:<br> 旨在制备一种新型的肺腺癌靶向的金纳米簇,通过气道给药这种无创、局部的方式能够特异性的识别肺腺癌组织,并发出明亮、持久的荧光,可以在术中对肺腺癌进行荧光成像,为术中识别肺腺癌提供指导帮助,提高VATS术中肺腺癌定位的准确率。<br> 研究方法:<br> 首先制备Au-GSH-antiNapsinA(NapA-AuNCs),并对其理化性质及光学特性进行表征。表征实验中使用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)对NapA-AuNCs的形态、尺寸进行观察;通过Zeta电势测试、X线光电子能谱、红外光谱、紫外吸收光谱判断NapsinA抗体与AuNCs是否连接成功,并测得其表面电荷情况、光学特性、溶液及时间的稳定性;制备人工气道黏液模拟物,定性及定量的检测NapA-AuNCs在气道黏液模拟物中的黏液穿透情况,并通过荧光共聚焦显像观察NapA-AuNCs在小鼠气道中的黏液穿透情况。<br> 在肺腺癌细胞A549及正常肺上皮细胞Beas-2b进行细胞活力检测(CCK-8)、细胞成像实验(荧光共聚焦显像、固态光源高内涵细胞成像)、荧光强度检测(流式细胞术)、细胞毒性实验(活/死细胞染色、流式细胞术、溶血实验)等,制定NapA-AuNCs的安全浓度,观察NapA-AuNCs的成像效果、安全性及绘制荧光时间曲线。随后构建A549细胞肿瘤球模型,使用固态光源高内涵细胞成像测试NapA-AuNCs对肿瘤组织的穿透能力,并绘制荧光时间曲线。<br> 最后,建立小鼠皮下异种移植瘤模型,观察NapA-AuNCs与AuNCs通过尾静脉给药的显像差异,并观察静脉给药最强荧光显像所需时间。通过肺内注射法构建小鼠肺原位异种移植瘤模型,观察气道给予NapA-AuNCs后不同时间的肺腺癌荧光显像情况,观察气道给药达到稳定的荧光显像所需时间。通过尾静脉注射法构建小鼠肺原位异种转移瘤模型,观察气道给药后NapA-AuNCs对不同大小、不同位置的肺腺癌的荧光定位作用。观察NapA-AuNCs的药代动力学变化、体内分布、代谢情况及安全性检测。<br> 统计方法采用t检验及方差分析,统计分析软件使用GraphPadPrism9,绘图软件使用Origin2022及GraphPadPrism9,图像处理软件使用ImageJ1.53。<br> 研究结果:<br> 一种靶向肺腺癌的纳米簇NapA-AuNCs制备成功,可发出稳定且明亮红色荧光,其尺寸为5.1nm,水合半径为120nm,表面带负电。发射光范围在600-650nm,荧光强度可高达3000a.u.,具有优良的荧光性质,并可长期稳定的存在于各种溶液及极端pH等情况下。NapA-AuNCs及AuNCs均可穿透人工气道粘液模拟物,并可快速穿透小鼠气道。<br> 细胞实验验证NapA-AuNCs具有A549细胞的靶向性,对正常肺上皮细胞毒性极低,可快速进入细胞发出明亮的红色荧光,2-8小时就可以稳定的达到顶峰,并随着时间变化荧光强度逐渐减低,但24小时后仍可见到荧光。NapA-AuNCs可由外周向中心穿透肿瘤组织,体外实验观察到4小时就可以穿透到肿瘤中心,有良好的穿透性。<br> 动物实验证明了NapA-AuNCs可靶向作用到肺腺癌组织内,较非靶向的AuNCs荧光更强。NapA-AuNCs可以有效的定位肺腺癌组织中,甚至可以荧光识别极小、临床不好辨别的肺腺癌结节。气道给药较静脉给药方式对肺腺癌组织荧光显像更快,非靶器官蓄积更少。NapA-AuNCs半衰期较长,主要是通过肝脏、肾脏代谢,通过胆汁、尿液排出体外,且肝、肾毒性及肺脏影响很低。<br> 研究结论:<br> AuNCs外包被NapsinA抗体可以提高肺腺癌靶向性,选择性的在肺腺癌中蓄积增加。气道给药是一种安全、有效、迅速的肺腺癌术中定位方式,这种操作简单、无创、靶向、快速、低毒的定位方式可以为肺腺癌术中定位提供更优的选择策略,有较好的临床应用前景。
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