聯合研究開發神經密度可視化技術

　　近日，中國科學院自動化研究所分子影像團隊聯合華科大同濟醫學院附屬同濟醫院教授王良團隊開發了一種前列腺癌神經密度可視化技術，實現了活體評估前列腺癌的神經密度，并可通過納米顆粒負載神經功能阻斷藥物，抑制前列腺癌進展。該研究為臨床前列腺癌神經的成像和治療提供了潛在的依據，相關成果已發表在Science Advances上。

　　前列腺癌是我國男性常見的惡性腫瘤之一，近年來發病率和死亡率呈明顯上升趨勢。雖然血管系統和免疫系統已經被證明對腫瘤的影響，但越來越多的證據表明神經系統在促進腫瘤的發生發展中發揮了作用。前列腺癌的周圍神經侵犯(Perineural invasion，PNI)，即腫瘤圍繞神經纖維或侵犯神經束膜，沿著神經周圍間隙侵襲轉移，呈現親神經性的腫瘤蔓延。PNI與前列腺癌不良預后有關。近年來，多篇文獻報道前列腺癌與神經的關系密切，腫瘤內有新生的神經元，腫瘤內及其周圍自主神經會促進前列腺癌的發生和進展，前列腺癌的神經密度會增加，前列腺癌的神經密度與前列腺癌的侵襲性和預后相關。然而，到目前為止，還沒有開發出理想的可視化方法來評估活體前列腺癌的神經密度。

　　當前，前列腺癌的神經密度可視化面臨著成像靈敏度和特異性的挑戰。磁共振成像 (Magnetic resonance imaging，MRI)是臨床診斷前列腺癌的最佳無創性方法，但對于前列腺癌旁神經密度的顯像還存在挑戰性。磁粒子成像技術(magnetic particle imaging，MPI)是一種新興的成像技術，可以有效降低組織的背景噪聲，不產生干擾信號，同時具有高靈敏度和高分辨率的優點，為神經密度顯像提供了可能。更加便捷的是，MRI和MPI兩種成像技術可以使用同一個造影劑（超順磁性氧化鐵(SPIO)納米顆粒），通過結合兩種技術的成像優勢提高前列腺癌神經密度可視化的靈敏度。此外，為準確評估前列腺癌的神經密度，提高神經密度可視化特異性，研究人員設計并偶聯靶向神經結合肽NP41，合成了能特異性靶向前列腺癌神經的探針。它通過MRI和MPI評估前列腺癌的神經密度和侵襲性，實現了高靈敏度和高特異性的前列腺癌神經密度可視化。

　　在實現前列腺癌神經密度可視化的同時，研究人員還利用神經受體阻斷劑普萘洛爾進行靶向性阻斷前列腺癌的神經功能，促進前列腺癌的靶向治療。數據顯示，與對照組相比，PSN NPs使原位前列腺癌小鼠的存活率提高到83.3％，腫瘤神經密度和增殖指數降低2倍以上。在成像和治療的同時，研究人員不僅對小鼠的各重要臟器開展毒性研究，還對小鼠自主神經支配的各重要器官的神經功能進行了安全性驗證。研究表明，他們合成的PSN NPs在成像和治療的同時對小鼠無明顯的毒副作用，對正常組織的神經功能和神經標志物的表達無影響。該研究開發了一種新技術，實現了活體評估前列腺癌的神經密度，并促進神經藥物靶向遞送至腫瘤以有效抑制前列腺癌的進展。該研究為臨床前列腺癌神經的成像和治療提供了潛在的依據。

　　分子影像研究團隊由研究員田捷帶領，多年致力于腫瘤成像的可視化研究。已與全國多家醫院深度合作，針對乳腺癌、肝癌、膀胱癌等多種腫瘤，在人體層面實現了術中腫瘤的可視化及指導術中精準切除腫瘤。神經密度可視化的工作為癌癥的精準診療提供新策略。

PSN NPs成像和治療的模式圖。通過磁共振成像（MRI）和磁性粒子成像（MPI）實現高靈敏度和高特異性前列腺癌神經密度的可視化，并且靶向遞送神經受體阻滯劑普萘洛爾有效抑制前列腺癌的進展。