在外科手术中，如何实时、准确判断肿瘤边界，是影响手术切除效果和患者预后的关键因素之一。真实临床场景下，由于肿瘤组织与正常组织在外观上高度相似，同时手术过程中不可避免存在出血等因素干扰，外科医生往往难以仅凭肉眼观察和触诊等常规方法对肿瘤边界作出精准判断。荧光手术导航技术因能够增强医生对肿瘤的识别能力，近年来在临床中受到了广泛的关注。该方法需要在术前向患者体内注射吲哚菁绿（ICG）等造影剂分子，通过该分子在肿瘤组织中的富集实现荧光引导。然而，ICG在部分患者中可能引发过敏等不良反应，更重要的是，该造影剂容易在非肿瘤组织（如肝硬化组织或胆汁淤积区域）中非特异性聚集，导致假阳性信号，临床报道的误判率可高达40%，显著降低了术中判断的可靠性。
近日，复旦大学化学系张凡教授、药学院何海生青年副研究员团队联合复旦大学附属华山医院副院长钦伦秀教授/朱文伟主任医师团队，成功创制了一种无需注射任何造影剂的术中实时肿瘤边界可视化新技术，即组织自发荧光近红外成像技术（Tissue Autofluorescence NIR-II Imaging，TANI）。团队在人体组织中发现了一种近红外发光的内源性物质，其在>1000 nm的近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）波段信号可以很好的区分恶性肿瘤和正常组织。基于这一发现，团队开发并优化了针对该内源性荧光物质的成像技术与参数设置，形成了TANI成像体系。在该技术下，正常肝组织呈现均一而明亮的近红外荧光信号，而肿瘤区域表现为显著减弱甚至缺失的荧光信号，二者对比度高，肿瘤边界直观清晰。特别对于肉眼无法识别的肿瘤，TANI技术能够清晰、准确探测出该肿瘤边界。1月20日，相关研究成果以《无标记组织近红外二区自发荧光成像技术用于人肝恶性肿瘤可视化》（Label-free tissue NIR-II autofluorescence imaging for visualization of human liver malignancy）为题，在线发表于《自然·生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）。
图1 TANI技术光路示意图及其用于床边可视化肝恶性肿瘤的工作流程图
研究表明，TANI技术在肝细胞癌、肝内胆管癌以及多种肝转移肿瘤（包括结直肠癌、胃腺癌和乳腺癌肝转移等）中均表现出稳定、优异的肿瘤边界可视化能力。该技术的成像效果不受肿瘤分化程度、大小及分期的显著影响，在肝硬化患者中同样保持良好性能。并且，即便在术中不可避免出现血液或胆汁污染的情况下，该技术依然能够提供清晰、可靠的成像结果。进一步，团队将TANI技术应用于真实术中场景，搭建了手术导航相关设备，并在多例肝切除手术中成功实现了对原发性肝细胞癌及多发结直肠癌肝转移灶的实时识别。术后病理检查结果与术中成像一致，进一步验证了该技术的临床可靠性。作为一种无标记、非接触、宽视场、实时的术中成像技术，TANI操作简便、成像信息直观，可作为现有荧光引导手术的重要补充手段，有望在肝脏肿瘤等外科手术中发挥重要作用。未来，随着多中心临床研究的深入开展以及成像设备的进一步优化，该技术有望为更多患者带来更加安全、精准的手术治疗体验。
图 2 TANI技术于患者体内实时可视化肝恶性肿瘤的流程、装置与效果图
何海生青年副研究员、朱文伟主任医师为论文共同第一作者，张凡教授、钦伦秀教授为通讯作者。研究工作得到了复旦大学化学系、药学院、附属华山医院、聚合物分子工程全国重点实验室、智能化递药教育部重点实验室、克服递药屏障高端制剂全国重点实验室、国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会、科学探索奖、新基石科学基金会、上海尚思自然科学研究院、上海市科学技术委员会、上海市教委创新计划等机构与项目的大力支持。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01593-4
