实现动脉粥样硬化斑块术中迅速、高灵敏性原位成像的新方法

近日，我院心血管疾病研究所科研团队针对动脉粥样硬化斑块的病理特性，发展高灵敏性和快速的术中荧光成像技术，取得丰硕成果。相关研究现已发表于领域内顶级期刊Small（影响因子13.2，1区）及ACS Applied Materials & Interfaces（影响因子9.2，1区）。心研所副研究员郑锦荣及副研究员桑芒芒为论文的主要完成人

动脉粥样硬化是一种脂质在血管内皮下层堆积导致的病理反应，是心肌梗死和脑中风等致死性心血管疾病的重要病理基础。动脉粥样硬化斑块的不断扩大使血管严重狭窄，限制血流，导致严重的组织缺氧。目前手术治疗是动脉粥样硬化斑块最常见和有效的治疗方法之一。利用简单、安全、高效、实时的医学成像技术定位斑块，有利于指导临床医生进行准确的手术治疗，从而缩短手术时间，提高手术精准性。然而目前，针对动脉粥样硬化斑块的高灵敏性和快速的术中成像技术仍然是医学影像学的挑战。基于有机小分子荧光探针的荧光成像技术提供了一种安全、无创的方式，其主要优点包括实时反馈、优越的分辨率以及对病灶的高度特异性。因此，荧光成像是术中勾勒动脉粥样硬化斑块的一种极具潜力的成像技术。

在这项研究中，研究人员设计了一系列基于香豆素结构的小分子荧光探针，通过溶剂效应的考察筛选出具有脂滴特异性成像的探针。同时，发展了两种原位给药技术，分别为原位喷雾法及原位贴片法，以缩短探针到达病灶的时间并有效减小了探针的系统暴露。在原位给药技术的加成下，具有“轻巧”结构的香豆素小分子在给药后可迅速进行组织渗透，通过快速识别斑块内部泡沫细胞中异常积聚的脂滴（LDs），在5分钟内对斑块进行稳定成像。荧光信号在斑块与正常组织中的比率得到显著提高，提示探针对于斑块组织具有高度特异性、灵敏性。在动物水平，使用这种探针进行可见荧光成像可以对直径小于等于0.5 mm的斑块进行精细描绘。另外，探针具有优异的抗荧光猝灭能力，可以在相当长的时间内进行持续、稳定的成像。这种通过脂滴探针原位给药使斑块迅速成像的技术在成像引导手术治疗动脉粥样硬化中显示了极大的应用潜力。（Zheng J, et al. Lipid-Activatable Fluorescent Probe for Intraoperative Imaging of Atherosclerotic Plaque Using In Situ Patch. Small. 2021. doi: 10.1002/smll.202104471；Sang M, et al. Lipid Droplet-Specific Probe for Rapidly Locating Atherosclerotic Plaques and Intraoperative Imaging via In Situ Spraying. ACS Appl Mater Interfaces. 2021.13(49):58369-58381.）