《Biomaterials Science》：Rational design of a targeted theranostic nanoagent for sequential application during oral squamous cell carcinoma surgery
编辑推荐：
本文报道了一种名为AuNPs/HSA–ICG的诊疗一体化纳米平台，它集成了术前计算机断层扫描（CT）成像、术中近红外荧光导航与术后光动力疗法（PDT），旨在为口腔鳞状细胞癌（OSCC）手术提供贯穿围手术期的连续管理策略。研究证实了该平台基于富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（SPARC）的主动靶向性、优异的双模态成像性能、良好的生物相容性及对术后残留肿瘤的显著抑制效果，为改善OSCC手术切缘管理提供了一种极具临床转化潜力的新方法。
引言：口腔鳞癌的手术挑战与诊疗一体化需求
口腔鳞状细胞癌（OSCC）是头颈部常见的恶性肿瘤，其治疗效果高度依赖手术中肿瘤的完全切除。当前，术前影像、术中导航与术后治疗手段之间缺乏有效衔接，导致外科医生难以精准判断肿瘤边界并处理残留病灶。为应对这一临床未满足的需求，本研究开发了一种多功能诊疗纳米平台——AuNPs/HSA–ICG，旨在构建一个覆盖术前、术中、术后的围手术期连续管理策略。
AuNPs/HSA–ICG纳米平台的构建与表征
该平台通过将吲哚菁绿（ICG）和金纳米颗粒（AuNPs）负载于人血清白蛋白（HSA）上而制备。透射电子显微镜（TEM）和动态光散射（DLS）分析显示，最终形成的纳米颗粒呈球形，流体动力学直径约为100±20纳米。紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱证实了各组分成功偶联。重要的是，与游离ICG相比，AuNPs/HSA–ICG在体外表现出显著增强的荧光稳定性。同时，AuNPs赋予了其出色的X射线衰减能力，CT值与金浓度呈良好线性相关，而ICG则提供了浓度依赖性的近红外荧光信号，实现了优异的荧光/计算机断层扫描（FI/CT）双模态成像性能。
基于SPARC表达的细胞靶向与摄取机制
富含半胱氨酸的酸性分泌蛋白（SPARC）在OSCC中高表达，并与不良预后相关。HSA可与SPARC特异性结合，从而实现主动靶向。细胞摄取实验表明，在高表达SPARC的CAL27细胞中，AuNPs/HSA–ICG的摄取量显著高于低表达SPARC的HSC3细胞。此外，与游离ICG相比，纳米平台在CAL27细胞中的摄取效率更高。在4°C低温条件下，细胞对纳米平台的摄取被显著抑制，表明其主要通过能量依赖的主动途径（如内吞作用）进入细胞，证实了SPARC介导的靶向摄取机制。
体外细胞毒性、活性氧生成与光动力疗效
细胞毒性试验显示，即使在高达50 μg mL?1的浓度下孵育48小时，AuNPs/HSA–ICG对多种细胞系（包括正常内皮细胞HUVEC和OSCC细胞系）的细胞活力影响极小，均保持在95%以上，表现出良好的生物相容性。在光动力治疗方面，使用DCFH-DA探针检测发现，经808 nm激光照射后，AuNPs/HSA–ICG处理组的细胞内活性氧（ROS）水平显著升高，荧光强度约为未照射组的四倍。通过细胞计数试剂盒（CCK-8）和活/死细胞染色评估，确定了最佳治疗条件（ICG浓度9 μg mL?1，激光功率0.5 W cm?2，照射5分钟），在此条件下可有效诱导约75%的CAL27细胞死亡，证实了其强大的体外光动力治疗疗效。
体内双模态成像与生物安全性评估
在荷瘤裸鼠模型中，尾静脉注射AuNPs/HSA–ICG后，体内荧光成像显示其在肿瘤部位有特异性积聚，且肿瘤滞留时间显著长于游离ICG，提供了良好的肿瘤与背景信号比。同时，微型CT成像清晰勾勒出肿瘤边界，造影强度在注射后12小时达到峰值。离体器官荧光分布进一步证实了纳米颗粒在肿瘤、肝脏和肾脏中的积累。为评估其临床转化潜力，对健康小鼠进行了系统的生物安全性测试。在为期14天的重复给药过程中，小鼠体重、血液学指标及血生化参数（反映肝肾功能）均未出现显著异常，主要器官的组织病理学切片也未发现明显损伤或炎症迹象，证明了AuNPs/HSA–ICG具有良好的体内生物相容性和安全性。
双模态影像引导下的舌癌原位模型手术
为了模拟临床手术流程，研究建立了舌癌原位模型。在注射AuNPs/HSA–ICG约一小时后进行手术。术前，CT成像提供了肿瘤的三维解剖定位，而荧光成像则同步突出了表浅病灶。初次切除肉眼可见的肿瘤组织后，对手术床进行荧光成像，发现了特异性发光的残留区域，CT扫描也提示异常密影。随后，在荧光引导下进行扩大切除，清除了所有发光组织。术后再次成像确认手术区域内异常信号消失，病理检查证实切除组织均为肿瘤且手术床无残留，充分展示了CT与荧光双模态成像在引导肿瘤完全切除方面的协同优势。
体内光动力疗法对残留肿瘤的抑制作用
针对术后切缘阳性这一临床难题，研究建立了小鼠皮下残留肿瘤模型。在手术切除大部分肿瘤后，对近红外（NIR）治疗组进行多次光动力治疗。结果显示，尽管两组肿瘤体积随时间均有增长，但NIR治疗组的肿瘤生长受到了显著抑制。治疗结束后，治疗组肿瘤的重量明显低于对照组。肿瘤组织的苏木精-伊红（H&E）染色、末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记（TUNEL）和Ki67染色显示，治疗组肿瘤细胞凋亡增多、增殖减少。在整个治疗期间，小鼠体重和血液指标无显著差异，且未发生死亡或明显不良反应，证实了该疗法的体内安全性。这表明AuNPs/HSA–ICG介导的光动力疗法作为一种微创、靶向的辅助治疗手段，能有效抑制残留肿瘤的生长。
讨论与结论
本研究成功开发了由临床成熟组分构成的AuNPs/HSA–ICG纳米平台，并提出了一种整合术前CT规划、术中荧光导航和术后PDT的OSCC围手术期创新管理策略。该平台通过SPARC介导的主动靶向实现了肿瘤特异性递送，其双模态成像能力为精准手术提供了关键信息，而术后PDT则为管理阳性切缘提供了一种微创辅助治疗选择。系统的体外和体内评估证明了其优异的成像性能、显著的肿瘤抑制效果和良好的生物相容性。尽管存在如术中CT临床转化成本较高、光动力治疗未能完全消融肿瘤等局限，但本研究为改善OSCC手术预后提供了一条从诊断到治疗的完整、连续的转化路径，具有重要的临床意义和应用前景。未来，通过人工智能算法融合术前CT与术中荧光实现实时三维导航，以及优化治疗参数或探索联合疗法，有望进一步提升其疗效。
