2月21日，中国科学院深圳先进技术研究院刘成波、陈敬钦团队、南方医科大学珠江医院杨剑团队、美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan Sessler团队在Journal of the American Chemical Society上联合发表题为Targeted Cyclo[8]pyrrole-Based NIR-II Photoacoustic Tomography Probe for Suppression of Orthotopic Pancreatic Tumor Growth and Intra-abdominal Metastases的研究论文（图1）。该工作基于近红外二区光声断层扫描技术揭示了环[8]吡咯靶向探针具有良好且稳定的光声和光热效应，并利用其光热效应抑制胰腺原位肿瘤生长和腹腔内转移。

                                                                                          图1 文章上线截图

     胰腺癌是一种恶性程度极高的疾病，其5年存活率约为10%，这一比率在过去40年中几乎没有改善。大多数胰腺癌患者在疾病达到晚期之前一直没有症状，早期确诊难。传统医学成像技术，如X射线计算机断层扫描、磁共振成像和超声波，很难在早期发现胰腺癌（病变大小<1cm），迫切需要研究新的早诊策略，为胰腺癌的早治争取时间窗口。基于分子层面的成像技术可以有效地检测在肿瘤解剖变化之前发生的分子和生理变化。经过近十来年的快速发展，光声分子成像技术正成为生命科学研究和临床医学应用中一项重要的新型成像技术。它结合了光学和声学成像，以及分子标记多重优势，可以无创跨尺度探测肿瘤等疾病在发生发展过程中的结构、功能和分子病理变化，为胰腺癌的早期精准诊断带来了新机遇，并提供了重要研究手段。

                                               图2. 在小鼠模型中，环[8]吡咯纳米探针靶向胰腺癌的示意图

     卟啉（porphyrin） 及其衍生物广泛存在于自然界中，如叶绿素、血红素等，具有优良的生物相容性。在化学特性方面，卟啉基本结构是由四个吡咯亚基组成的大分子杂环化合物， 有 26 个π电子，是一个可调节的共轭体系，这使得卟啉在安全性、光声激发波长可调性等方面相比传统的小分子染料或无机分子探针具有优势。在本工作中，研究团队开发了一种基于扩展卟啉，环[8]吡咯（cyclo[8]pyrrole）的近红外二区光声分子探针（图2）。在卟啉母核上增加共轭体系，使其在NIR-II区具有很高的消光系数（89.16 L/g·cm）。与αvβ3特异性靶向肽环状-精-甘-天冬氨酸（cRGD）配合，形成具有NIR-II光热治疗和光声成像性能的靶向卟啉纳米探针（cRGD-CPNPs）。使用团队自主研发的环阵PA断层扫描系统，揭示cRGD的修饰可以促进探针通过肿瘤周围的异常血管进入到实体肿瘤核心，相关结论在皮下和原位胰腺肿瘤小鼠模型中均得到验证（图3）。与NIR-II激光光照相结合，无论是体外还是体内，cRGD-CPNPs具有很好的PTT抑制肿瘤生长的效果。此外，我们还证实cRGD-CPNPs与光照相结合，可以显著抑制原位胰腺肿瘤的腹腔内转移。通过环阵PA断层扫描系统，实时监测了全身cRGD-CPNPs的分布，显示出合成的卟啉探针具有良好的生物安全性。

                                                           图3. 原位胰腺肿瘤的环阵光声断层扫描结果

     中国科学院深圳先进技术研究院刘成波研究员、陈敬钦副研究员、任亚光副研究员，南方医科大学珠江医院肝胆外科主任杨剑教授，美国得克萨斯大学奥斯汀分校Jonathan Sessler教授为论文通讯作者，中国科学院深圳先进技术研究院陈敬钦副研究员，客座硕士研究生陈瑞，美国德克萨斯大学奥斯汀分校化学系博士生Calvin V. Chau, 以及英国伦敦国王学院Adam C. Sedgwick助理教授为论文共同第一作者。该研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金委、中国科学院生物医学影像科学与系统重点实验室、中科院青促会、广东省基础与应用基础研究基金委、深圳市科技计划等多个项目的支持。