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光学分子探针——实现从实验台到病床旁的转化

【字体: 时间:2020年07月08日 来源:基因有限公司

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  LI-COR公司研发的IRDye®近红外荧光染料在近红外荧光波段(700-800nm)具有信噪比高、在膜/细胞/组织中成像时背景低、光吸收低、灵敏度高、信号稳定等特点。

转化医学

转化医学是医学研究的一个分支,目的是在基础研究与临床医疗之间建立更直接的联系。转化医学在健康产业中的重要性不断提升,而它的精确定义也不断变化。在药物的研发过程中,转化医学的典型含义是将基础研究的成果转化成为实际患者提供的真正治疗手段,强调的是从实验室到病床旁的连接,这通常被称为“从实验台到病床旁”。

近红外荧光

670-1100nm被称为近红外荧光,细胞、组织、膜等物质对近红外波段的光吸收、光散射很低,且在该波段自发荧光显著降低,从而保证在近红外荧光检测中有更好的组织穿透力,卓越的灵敏度和高信噪比。

IRDye®近红外荧光染料

LI-COR公司研发的IRDye®近红外荧光染料在近红外荧光波段(700-800nm)具有信噪比高、在膜/细胞/组织中成像时背景低、光吸收低、灵敏度高、信号稳定等特点。IRDye®近红外荧光染料可以标记多种成像探针和试剂,应用于体外,体内和离体检测等临床领域,实现“从实验台到病床旁”的转化。目前,使用 IRDye近红外荧光偶联的探针和试剂已在二十多项 I 期/II 期临床试验中展开。

临床应用一:光学分子探针应用于影像导向手术(Image-Guided Surgery )

随着医学影像技术的发展,光学分子影像导向手术作为一种新兴的医学影像方法,可以辅助医生在实施肿瘤切除的过程中,精确定位肿瘤的边界。临床实验表明,该方法能够为医生实施精准手术提供强大的帮助,并提高患者的术后生存率。光学分子影像导向手术是在活体状态下对细胞内分子水平的病变状态进行定性和定量分析,与其他成像技术相比,可在手术中精确定位肿瘤组织,客观显示肿瘤边界信息,实现病变的术中早期发现。

靶向分子可通过与近红外染料如IRDye 800CW偶联,在手术中增强可视化来帮助外科医生改善神经外科、血管造影、淋巴结定位和肿瘤切除的手术结果。

For a surgical oncologist, the most commonly asked question by patients after an operation is, “Did you get all the cancer?” The answer is most commonly, I removed everything I could see. “

——Eben Rosenthal

IRDye 800CW标记的分子靶向探针在手术中监测肿瘤

来自美国斯坦福大学的罗森塔尔实验室致力于用光学成像技术改善肿瘤手术,该实验室认为:“目前仍有必要提高肿瘤手术的成功率。目前, 外科医生只能对肿瘤切除过程中应去除的东西进行粗略估计。作为一个肿瘤的外科医生, 在过去的十年中, 我一直在探索光学成像在改善肿瘤手术中的作用, 我非常愿意协助将这项技术转化为临床应用。” 该实验室目前正在评估各种新颖的肿瘤靶向探针, 包括使用IRDye800CW标记几种抗体进行实时肿瘤成像,并先后进行了以下四项Ⅰ/Ⅱ期临床试验:

1 帕尼单抗-IRDye800CW光学成像研究(Ⅰ期临床试验 )
2 西妥昔单抗-IRDye800CW作为光学显像剂在手术过程中检测癌症的研究(Ⅰ期临床试验 )
3 西妥昔单抗-IRDye 800CW在胰腺癌手术中的成像(Ⅰ/Ⅱ期临床试验)
4 西妥昔单抗-IRDye 800CW在胰腺癌手术中的成像(Ⅰ/Ⅱ期临床试验)

lRDye 800CW-BBN PET-NIRF在成胶质细胞瘤患者手术中的影像导向

此类分子探针在临床上的应用,在国内也已经开始受到关注。来自北京天坛医院,联合北京协和医院、国家生物医学成像和生物工程研究所(NIBIB)、中科院分子影像重点实验室开展的早期临床Ⅰ期临床试验:在成胶质细胞瘤患者手术中使用 IRDye 800CW标记的BBN PET-NIRF双模式成像探针,研究该探针在术中的影像导向性能和评估疗效。BBN具有Gln-Trp-Ala-Val-Gly-His-Le u-Met-NH 2的氨基酸序列,已广泛用于胃泌素释放肽受体(GRPR)成像分子探针的开发,GRPR是在各种癌细胞(包括多形性成胶质细胞瘤)中过表达的蛙皮素受体的G蛋白偶联受体家族的成员。针对GRPR靶向双模式探针临床转化的目的,设计了开放性双模式成像PET/ NIFR研究,以探讨68Ga-BBN-IRDye800CW在GBM患者中的安全性和影像导向性能。该实验指明非侵入性术前PET成像评估和实时荧光导向手术将对GBM患者有很大的帮助。

临床应用二:光学分子探针应用于光免疫治疗 Near-Infrared Photoimmunotherapy,NIR-PIT

近红外光免疫治疗(Near-Infrared Photoimmunotherapy,NIR-PIT)是一种新型的肿瘤疗法,与传统的光免疫疗法相比,靶向性更强,不会对临近正常细胞造成危害。原理是偶联了近红外荧光光敏剂的靶向特异性抗体,与肿瘤细胞表面的目标蛋白特异性结合,在近红外光的照射下,光敏剂吸收光子并将吸收的光能转化为热量和活性氧,靶向杀死目标细胞,而不会对正常细胞造成伤害。IRDye 700DX的光敏剂特性以及将染料共价连接到靶向分子的能力使其成为光免疫疗法的合适荧光染料。

使用IRDye 700DX 标记的分子靶向探针进行癌症治疗

近期,使用IRDye 700DX 作为光敏剂偶联药物RM-1929在临床Ⅰ/Ⅱ期进行试验:实验药物RM-1929是由染料IRDye 700DX与西妥昔单抗(Cetuximab)偶联制成。西妥昔单抗是FDA批准的,用于靶向高表达EGFR分子例如头颈部鳞状细胞癌(HNSCC)等肿瘤细胞的单克隆抗体。RM-1929与肿瘤细胞表达的EGFR特异性结合,结合光免疫疗法治疗可对HNSCC癌细胞造成选择性的破坏,并提供有效的治疗疾病的方法。

临床应用三:光学分子探针进行生物分布研究(Preclinical Biodistribution)

使用近红外染料标记的光学分子探针还可以进行靶向分子的生物分布,吸收,定位和特异性的评估,微剂量的ABY-029(EGFR特异性的光敏剂结合的多肽)在复发性神经胶质瘤脑组织中分布的临床试验也在开展。

LI-COR® Biosciences 团队致力于推进近红外(NIR)检测技术的应用,已有25年的丰富经验,能更好地帮助您拓展生物医学的前沿领域。在过去的十年中,LI-COR已经成功开发和商业化了基于IRDye近红外荧光染料的大量成像探针,并引导客户开发创新的诊断和治疗方法。

基因有限公司作为LI-COR在中国区独家代理,邀请您一同关注近红外荧光染料的应用开发。如需产品和技术咨询,欢迎扫码添加产品专员的企业微信。

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