《Frontiers in Oncology》：In vivo detection of HER2-positive breast cancer and sentinel lymph node metastasis using activatable ICG-conjugated Trastuzumab
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本研究开发了一种可激活（淬灭）型近红外荧光探针（Trastuzumab–ICG），通过将ICG与抗HER2抗体曲妥珠单抗结合，实现了HER2阳性乳腺癌及其前哨淋巴结（SLN）转移的高对比度活体检测。该探针在循环中保持淬灭状态，仅在靶向HER2并经溶酶体降解后激活发光，显著提高肿瘤背景信噪比。研究通过体外细胞成像、流式细胞术及原位肿瘤/淋巴结转移模型验证了其特异性，为术中精准可视化及个性化治疗提供了新工具。
引言
乳腺癌是全球女性最常见的恶性肿瘤之一，年新增病例超过230万。前哨淋巴结（SLN）转移的早期准确检测对治疗决策至关重要，但传统SLN活检存在创伤性、假阴性率及过敏风险等局限。近红外（NIR）荧光成像虽具潜力，但常用染料如ICG因"始终开启"特性导致背景荧光干扰。本研究通过构建可激活型Trastuzumab–ICG探针，旨在实现HER2阳性肿瘤的高特异性光学检测。
材料与方法
探针合成中，ICG-sulfo-EG4-OSu与曲妥珠单抗以1:8摩尔比结合，纯化后标记效率为每抗体约1.66个ICG分子。体外实验采用HER2阳性细胞HCC-1419-Luc和阴性细胞BT-20-Luc，通过荧光显微镜、流式细胞术及IVIS成像评估探针结合特性。动物模型建立中，将肿瘤细胞分别注入裸鼠乳腺导管（原位肿瘤）及后足垫（SLN转移模型），于探针静脉注射48小时后进行活体及离体荧光成像。
结果
淬灭实验显示，Trastuzumab–ICG在1% SDS处理前无荧光，处理后荧光强度增强约19.6倍，而Trastuzumab–FITC始终发光。显微镜下，HER2阳性细胞在孵育1小时和6小时后出现特异性荧光，阴性细胞无信号。流式细胞术进一步证实探针结合可被过量未标记曲妥珠单抗阻断。活体成像中，HER2阳性原位肿瘤及转移淋巴结均显示强荧光，阴性组织无显著信号。离体定量分析表明，HER2阳性肿瘤荧光强度显著高于阴性组（p < 0.001），而肿瘤体积与生物发光信号无组间差异。
讨论
可激活探针的优势在于其"off-on"机制：循环时通过FRET或H-聚集淬灭，靶向内化后经溶酶体降解激活荧光，显著提升信噪比。相比临床常用游离ICG，该探针需静脉注射以系统靶向HER2，避免局部注射的局限性。尽管曲妥珠单抗与ICG均为临床已批准组分，探针的安全性、免疫原性及药代动力学仍需深入评估。本研究局限性包括免疫缺陷模型无法模拟人体免疫微环境、HER2阳性肿瘤适用性受限（占乳腺癌20-25%）等。未来可拓展至其他靶点探针或多模态成像整合，推动精准外科发展。
局限性
研究未涵盖免疫系统与探针互作、乳腺癌全分子亚型验证及自发性淋巴结转移模型。探针仅适用于HER2阳性肿瘤，但可激活抗体-荧光团 conjugate 设计为术中导航提供了新技术路径。
