免疫細(xì)胞治療是一種革命性的癌癥治療方法，利用免疫細(xì)胞的力量選擇性地靶向并消滅腫瘤細(xì)胞。然而，由于傳統(tǒng)影像學(xué)方法需要每2-3周進(jìn)行一次評(píng)估，該療法的臨床應(yīng)用往往受到延遲治療評(píng)估的限制。為了解決這一關(guān)鍵挑戰(zhàn)，張凡團(tuán)隊(duì)最新的研究開發(fā)了一種非侵入性納米傳感器C8R-DSNP，旨在第二近紅外長(zhǎng)波段（NIR-II-L，1500-1900 nm）特異性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)免疫細(xì)胞活動(dòng)。這一創(chuàng)新策略顯著增強(qiáng)了深層組織成像能力，并加速了對(duì)治療效果的評(píng)估（僅需4.5小時(shí)）。

　　新型納米傳感器用于快速檢測(cè)免疫細(xì)胞-癌細(xì)胞相互作用

　　本研究團(tuán)隊(duì)首先合成了核/多殼結(jié)構(gòu)的立方相鉺摻雜下轉(zhuǎn)換納米粒子，實(shí)現(xiàn)了在808 nm和980 nm處的雙激發(fā)，并且可以同時(shí)發(fā)出1532 nm的NIR-II-L熒光。之后通過(guò)在DSNPs表面修飾caspase-8（該酶在NK-92細(xì)胞與腫瘤細(xì)胞相互作用過(guò)程中被激活，是關(guān)鍵的外源性凋亡啟動(dòng)標(biāo)志物）的特異性底物以及吲哚菁綠（ICG），成功制備了可特異性識(shí)別caspase-8的新型NIR-II-L比率型納米傳感器（C8R-DSNP），用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)NK細(xì)胞介導(dǎo)的免疫治療。由于吸收競(jìng)爭(zhēng)誘導(dǎo)發(fā)射效應(yīng)，ICG以及可作為808 nm激發(fā)的濾光層，大幅淬滅C8R-DSNP的1532 nm熒光（99%），而980 nm激發(fā)下的熒光信號(hào)基本不受影響。這一設(shè)計(jì)使C8R-DSNP在caspase-8酶切后能迅速恢復(fù)808 nm激發(fā)熒光，實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫細(xì)胞介導(dǎo)的腫瘤細(xì)胞凋亡的高靈敏度檢測(cè)。通過(guò)比率式NIR-II-L熒光成像，我們成功捕捉到NK-92細(xì)胞在小鼠模型中與腫瘤細(xì)胞動(dòng)態(tài)相互作用的實(shí)時(shí)情況。成像結(jié)果顯示，在NK-92細(xì)胞注射后短短4.5小時(shí)內(nèi)，腫瘤細(xì)胞已開始發(fā)生凋亡——相比傳統(tǒng)評(píng)估方法，大大縮短了免疫細(xì)胞治療的評(píng)估時(shí)間。除了體內(nèi)成像外，我們還通過(guò)體外尿液成像驗(yàn)證了凋亡過(guò)程的啟動(dòng)，檢測(cè)到了被切割的熒光分子，提供了一種替代性的非侵入性療法監(jiān)測(cè)方法。

圖1：（a）C8R-DSNP的比率熒光檢測(cè)機(jī)制；

（b）連接不同濃度 ICG-NHS 后C8R-DSNP 在FLEx808 nm 和（c）FLEx980 nm 的NIR-II-L熒光強(qiáng)度；

（d）不同時(shí)間點(diǎn)小鼠在 980 nm和 808 nm激發(fā)下的NIR-II-L 比率熒光圖像；

（e）不同組尿液中 ICG片段的熒光強(qiáng)度及其統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)值以平均值 ± s.e.m 表示；NS 表示無(wú)顯著性，***P < 0.001（n = 3）。

　　實(shí)時(shí)追蹤免疫單細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的動(dòng)態(tài)變化

　　此外，免疫細(xì)胞治療過(guò)程中，了解NK細(xì)胞如何在腫瘤微環(huán)境中遷移并發(fā)揮作用，對(duì)于優(yōu)化治療策略至關(guān)重要。因此，研究團(tuán)隊(duì)利用 C8R-DSNP 標(biāo)記 NK-92 細(xì)胞，并將其回輸至腫瘤小鼠體內(nèi)，連續(xù)8小時(shí)對(duì)血管內(nèi)和腫瘤組織中的NK細(xì)胞進(jìn)行單細(xì)胞追蹤。并且，高時(shí)空分辨率的NIR-II-L顯微成像揭示了NK-92細(xì)胞在從腫瘤邊緣的外圍血管逐步遷移至腫瘤實(shí)質(zhì)的過(guò)程：在腫瘤實(shí)質(zhì)中，NK-92 細(xì)胞以 51.5 μm/s ~ 0.0 μm/s低速爬行，進(jìn)入血管后速度增至 238 μm/s。這對(duì)了解NK細(xì)胞在腫瘤微環(huán)境中的動(dòng)態(tài)遷移模式提供了新的依據(jù)。

圖 2. （a）NK-92 細(xì)胞在腫瘤組織血管中的時(shí)間軸成像。

（b）NK-92 細(xì)胞在腫瘤部位的實(shí)時(shí)NIR-II-L 顯微成像示意圖。

（c）不同區(qū)域和時(shí)間點(diǎn) NK-92 細(xì)胞（紫色）在腫瘤血管（綠色）中的相應(yīng)多重 NIR-II-L 圖像。白色箭頭指向外滲的 NK-92 細(xì)胞。

（d）不同時(shí)間下在i-iv區(qū)域分別收采集到的的 NK-92 細(xì)胞的數(shù)量統(tǒng)計(jì)。

（e）單個(gè) NK-92 細(xì)胞（紫色）從腫瘤血管（綠色）到實(shí)質(zhì)組織的軌跡追蹤（白色虛線）。

（f）對(duì)（e）中 NK-92 細(xì)胞從血管浸潤(rùn)到腫瘤實(shí)質(zhì)的平均速度的統(tǒng)計(jì)分析。

統(tǒng)計(jì)值以平均值 ± s.e.m. 表示；NS 表示無(wú)顯著性，*P < 0.05，**P < 0.01，***P < 0.001（n = 3）。

　　參考文獻(xiàn)：

　　L. Huang, J. Ming, Z. Wang, J. Wu, B.Yun, A. Liang, Y. Fan, F. Zhang, Noninvasively Real-time Monitoring In-vivo Immune Cell and Tumor Cell Interaction by NIR-II Nanosensor. Adv. Mater. 2025, 2420329. http://doi.org/10.1002/adma.202420329