胶质母细胞瘤浸润边缘荧光导航手术的新型胶束纳米探针mFA-ICG的临床前验证

本研究针对胶质母细胞瘤(GBM)手术中浸润边缘难以精准界定的临床难题，开发了基于脂肪酸代谢的近红外(NIR)胶束纳米探针mFA-ICG。通过系统药理学验证，证实该探针具有延长半衰期(1.47小时)、深层组织穿透性和肿瘤特异性靶向能力，在PDX和转基因模型中显著提升手术导航精度，为突破当前5-ALA荧光成像的局限性提供了创新解决方案。

　　

胶质母细胞瘤(GBM)作为最具侵袭性的原发性脑肿瘤，患者中位生存期仅14-17个月，其中80-90%的复发源于手术难以完全清除的浸润性肿瘤边缘。尽管5-氨基乙酰丙酸(5-ALA)等荧光引导技术已应用于临床，但其蓝光激发的特性导致组织穿透性差，且代谢产物原卟啉IX(PpIX)易受组织自发荧光干扰，阴性预测值仅约30%。更棘手的是，当前近红外(NIR)染料如吲哚菁绿(ICG)存在半衰期短(约3分钟)、依赖增强渗透滞留效应(EPR)等缺陷，严重制约了其在神经肿瘤手术中的应用。

针对这些技术瓶颈，荷兰伊拉斯姆斯医学中心(Erasmus University Medical Center)的研究团队创新性地将棕榈酸与ICG偶联，开发出脂肪酸修饰的近红外探针FA-ICG，并进一步采用临床批准的辅料Kolliphor? HS15构建胶束制剂mFA-ICG。相关成果发表于《Pharmacological Research》，为GBM手术导航提供了突破性解决方案。

研究采用多组学技术体系：通过动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征胶束理化性质；建立患者来源的胶质瘤干细胞(GSCs)模型和转基因Pten;Ink4a/Arf;K-Ras^v12小鼠模型验证靶向性；结合7T磁共振成像(MRI)和QUEST Spectrum? 2手术导航系统实现多模态成像；创新应用三维冷冻荧光断层扫描技术实现9.25 mm³微小肿瘤的亚毫米级定位。

3.1 胶束制剂的开发与表征
筛选18种注射用辅料后，确定2% Kolliphor? HS15为最优处方，形成的胶束粒径19±6.4 nm，在37℃和冷藏条件下均保持稳定。透射电镜显示FA-ICG能形成致密胶束核心，与动态光散射测得的20 nm粒径结果一致。

3.4 药代动力学特征
在小鼠模型中，mFA-ICG呈现双相消除特征，半衰期达1.47小时，较游离ICG延长30倍。曲线下面积(AUC_0-inf)为219 μg·min/mL，清除率0.183 mL/min，符合术中持续显影需求。

3.5 生物分布与靶向性
在患者来源异种移植(PDX)模型中，给药8小时后脑部信号达到峰值，肝脏和肾脏为主要代谢器官。竞争实验证实探针通过脂肪酸转运体(如CD36)进入肿瘤细胞，且能在体外类器官模型中产生较5-ALA强300倍的荧光信号。

3.6 手术导航验证
在转基因GBM模型中，术中NIR成像的肿瘤背景比(TBR)达1.86，离体切片验证肿瘤核心与浸润边缘均存在特异性荧光，且与CD68+肿瘤相关巨噬细胞(TAMs)共定位，提示其能同时靶向肿瘤细胞和免疫微环境。

这项研究首次系统证实了脂肪酸代谢探针在GBM手术导航中的双重价值：一方面通过肿瘤细胞异常活跃的脂肪酸β氧化(FAO)实现特异性蓄积；另一方面借助浸润区巨噬细胞的CD36介导摄取机制增强边缘显影。相较于临床标准5-ALA，mFA-ICG将检测灵敏度提升两个数量级，且NIR成像不受组织自发荧光干扰。更关键的是，采用已获批的药用辅料和标准化生产流程，使该技术具备快速转化的潜力。

未来临床研究需重点评估mFA-ICG在血脑屏障(BBB)完整性各异区域的显影差异，以及其与术中电生理监测的协同效应。该技术不仅为GBM的"超最大范围切除"提供了精准导航工具，其代谢靶向策略更为其他实体瘤的手术边界界定开辟了新思路。