荧光成像技术因其检测灵敏度高、分辨率好、无辐射危害等优势，在生物医学领域有广泛的应用前景。然而，迄今为止只有吲哚菁绿、亚甲基蓝等少数几种非靶向荧光染料应用于临床肿瘤切除的手术指导，而基于各类靶向型生物制剂的荧光免疫探针大多尚处于临床试验阶段。值得注意的是，目前正在开发的荧光免疫探针多是以单克隆抗体为载体，存在着体积较大，难以接触具有空间位阻的靶点表位，不适宜于即取即用的临床适用标准等问题。如何开发新型荧光免疫探针，使其同时具有高灵敏度、高特异性、易体内代谢、低生产成本、高穿透深度等性质，从而为疾病诊疗与手术导航提供更全面精准的信息，是荧光成像领域亟需解决的难题。

近日，复旦大学基础医学院、上海市重大传染病和生物安全研究院的应天雷教授团队和复旦大学化学系李富友教授团队合作，通过将肿瘤靶向的全人源纳米抗体与近红外荧光染料吲哚菁绿定点共价偶联，建立了以全人源纳米抗体为靶向载体的新型荧光免疫探针研发平台。与传统的荧光染料相比，该类新型荧光免疫探针具有荧光信号强、检测灵敏度高、稳定性好、非侵入性可视化活体成像等显著优势，可用于转移瘤的精准成像和手术导航。相关研究成果以长文形式发表在《Biomaterials》上，题目为“An antigen-strengthened dye-modified fully-human-nanobody-based immunoprobe for second near infrared bioimaging of metastatic tumors”。

传统的荧光免疫探针的吸收和发射波长多集中于近红外（NIR-I, 650-900 nm）区域。近年来，近红外二窗（NIR-II, 1000-1700 nm）窗口因其较强的穿透深度、较好的可视化效果而受到广泛关注。研究人员首先利用其特色平台技术开发的针对5T4的高亲和力全人源纳米抗体n501作为肿瘤靶向载体，并在其保守区特异性单边修饰有马来酰亚胺的近红外荧光染料吲哚菁绿（ICGM）进行定点共价偶联，从而合成了新型全人源纳米抗体荧光免疫探针（ICGM-n501）。在卵巢癌转移瘤模型中，研究人员通过活体成像技术观察到ICGM-n501具有良好的肿瘤靶向性 （可识别1.38毫米大小的肿瘤）和成像精准度（分辨率为0.21毫米）。有意思的是，研究人员首次在NIR-II区域观察到特异性抗原-抗体结合导致的荧光增强现象。结合5T4抗原和n501晶体结构相关信息，以及计算化学分析其染料结构变化规律，团队推测出包括TICT和J聚集在内的荧光增强机制。这一现象有助于降低其使用剂量,提高荧光成像效果，为免疫分析检测方法的革新提供了可能性。总的来说，ICGM-n501是一种具有临床潜力的近红外二窗荧光免疫探针，为肿瘤的早期诊断、术中导航、疗效评估等提供了精准、实时的“可视化”技术手段，也提供了一种通用的NIR-II免疫探针设计模式。

本论文的第一作者是复旦大学基础医学院史逸冰博士，通讯作者是复旦大学基础医学院应天雷教授、吴艳玲副研究员与复旦大学化学系李富友教授。中国科学院上海有机化学研究所卿凤翎教授对本研究工作中化学探针合成部分给予了指导和大力支持。该研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中国博士后科学基金等的资助。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961222002770