來自南京大學(xué)、埃默里大學(xué)和南京醫(yī)科大學(xué)的研究人員組成的一個研究小組報告稱，他們開發(fā)出了一種可在體內(nèi)超靈敏檢測腫瘤細(xì)胞和癌細(xì)胞的缺氧敏感性分子探針。這一重要的成果發(fā)布在2015年1月5日的《自然通訊》（Nature communications）雜志上。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院蔣錫群（Xiqun Jiang）教授。蔣教授的主要研究方向包括高分子介觀化學(xué)與物理、功能高分子以及生物醫(yī)藥高分子。目前擁有二項美國專利和8項國家發(fā)明專利，并已在國際學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表研究論文50多篇。

癌癥是嚴(yán)重威脅人類生命和社會發(fā)展的重大疾病，是致人死亡的主要原因之一，其發(fā)病率呈逐年上升的趨勢，嚴(yán)重危害人們的身體健康。因此，癌癥的預(yù)防和治療是目前人類醫(yī)學(xué)健康面臨的最大挑戰(zhàn)。癌癥的早期發(fā)現(xiàn)和診斷是預(yù)防和治療癌癥的關(guān)鍵，研究表明若能早期發(fā)現(xiàn)和做出正確診斷，并采取相應(yīng)的治療措施，可極大提高治愈率和生存率。

然而，很多癌腫發(fā)病隱秘，早期無明顯臨床癥狀，同時對腫瘤發(fā)生、發(fā)展、轉(zhuǎn)移的實(shí)時監(jiān)控目前尚缺少特異性的醫(yī)學(xué)手段。上世紀(jì)90年代末起誕生于美國的分子影像學(xué)，是在分子和細(xì)胞水平上對生命或體內(nèi)部的生理、病理過程進(jìn)行的無創(chuàng)性實(shí)時成像。其通過采用高特異性的探針，無創(chuàng)地與體內(nèi)細(xì)胞特定的分子靶位結(jié)合，以影像方式反映分子水平的變異信息，可在機(jī)體尚未出現(xiàn)形態(tài)學(xué)變化之前即對疾病做出準(zhǔn)確診斷。因此，分子探針是分子影像技術(shù)的關(guān)鍵核心。近年來科學(xué)家們一直在致力于開發(fā)高度靈敏的、特異性無創(chuàng)分子成像方法以推動癌癥的早期診斷。

腫瘤的發(fā)生、發(fā)展與細(xì)胞的過度增殖和凋亡的減少有關(guān)，腫瘤細(xì)胞無限制的增殖是其主要的特征，而細(xì)胞增殖需要大量耗氧，研究證實(shí)缺氧是實(shí)質(zhì)性腫瘤物理微環(huán)境的基本特征之一。眾多研究表明低氧一方面通過刺激微環(huán)境表達(dá)多種細(xì)胞因子使腫瘤細(xì)胞自身生物性狀調(diào)整以適應(yīng)缺氧環(huán)境,另一方面在持續(xù)低氧情況下,還可通過誘導(dǎo)細(xì)胞因子如血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)等的表達(dá)促進(jìn)血管生成改變微環(huán)境,促進(jìn)腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移,進(jìn)而介導(dǎo)多藥耐藥。與正常組織相比，實(shí)體瘤內(nèi)缺氧是一種特殊狀態(tài)，其有可能為腫瘤特異性診斷和治療開拓新的領(lǐng)域。

在這篇文章中研究人員報告稱，開發(fā)出了對缺氧腫瘤微環(huán)境具有高度特異性的一種近紅外光學(xué)成像探針，能夠以幾千個癌細(xì)胞的靈敏度來檢測腫瘤和癌細(xì)胞。這種對氧敏感、近紅外發(fā)光的、水溶性磷光大分子探針不僅能夠報告包括體內(nèi)轉(zhuǎn)移性腫瘤在內(nèi)的各種癌癥模型的缺氧微環(huán)境，還能夠在腫瘤形成前基于癌細(xì)胞增殖過程中增加的耗氧量檢測到少量的癌細(xì)胞。

這一缺氧敏感性探針有可能為確定體內(nèi)的腫瘤微環(huán)境特征，在腫瘤形成和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的極早期檢測癌細(xì)胞提供了一個有用的成像工具。