作者：余秋凤，孟延锋，彭跃有，山西医科大学附属太原中心医院医学影像科

原发性肝癌是常见恶性肿瘤，肝细胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)占其中75%~85%。治疗HCC方法包括手术切除、肝移植、TACE、射频消融、放射治疗(放疗)及化学治疗(化疗)等；手术切除是治疗早期HCC的首选方法，但确诊时多数病例已处于中晚期而无法实施手术。对于中晚期HCC，全身性治疗是重要治疗手段，但常规抗肿瘤药物存在水溶性差、靶向性弱、不良反应强及多药耐药等缺点。

MRI具有高空间分辨率及高软组织分辨力，增强MRI能提供更多信息，但常规方法特异性较差，需进一步提高特异性及对比度以实现精准诊断肿瘤。快速发展的生物纳米技术使得可视化MR纳米探针逐步用于精准诊断肿瘤，同时可搭载抗肿瘤药物或治疗基因，在靶向治疗肿瘤的同时显示疗效。本文就可视化MR纳米探针在诊疗HCC中的进展进行综述。

1. 可视化MR纳米探针的靶向性

利用靶向纳米探针通过影像技术获得病灶信息的同时还可进行同步治疗，实现肿瘤特异性成像、靶向治疗及疗效监测等。可视化MR纳米探针由信号组件(金属钆及其螯合物、磁性纳米颗粒等)、亲和组件(肿瘤特异性配体等)及治疗组件(化疗药物、治疗基因等)构成。亲和组件可使纳米探针特异性与肿瘤结合，信号组件改变局部磁场或氢质子弛豫时间，治疗组件通过诱导肿瘤细胞凋亡等机制抑制肿瘤生长。

此外，纳米探针还能与不同模态信号分子组合实现多模态成像，精准定位病灶范围，多维度监测药物分布及抗肿瘤疗效。现有HCC特异性分子靶点包括磷脂酰肌醇蛋白聚糖-3(glypican-3，GPC-3)、整合素受体、上皮细胞黏附分子(epithelial cell adhesion molecule，EpCAM)、叶酸(folic acid，FA)受体、去唾液酸糖蛋白受体及转铁蛋白受体等。

1.1 GPC-3适配体纳米探针：GPC-3是存在于细胞膜表面的HCC特异性糖蛋白，其上调与HCC发生及预后密切相关，可作为诊断HCC的特异性指标。核酸适配体(aptamers，APT)是通过指数富集配体系统筛选获得的寡核酸序列，可自行折叠成为独特的三维结构，利用氢键、静电力及范德华力等多种相互作用力与靶标分子实现高亲和性及特异性结合，广泛用于诊断及治疗肿瘤。

GPC-3核酸适配体基于HCC肿瘤细胞GPC-3蛋白的高表达特性实现精准靶向，为构建可视化MR纳米探针提供了基础。ZHAO等以GPC-3特异性核酸适配体AP613-1偶联超小超顺磁性氧化铁(ultra small superparamagnetic iron oxide，USPIO)，构建可视化探针Apt-USPIO用于荷HCC小鼠，发现病灶T2WI强化时间更长、与非瘤组织对比更为明显，表明肿瘤内部USPIO积聚量远高于非瘤组织。

1.2 靶向整合素纳米探针：整合素是异二聚体跨膜糖蛋白，对于调节细胞黏附、迁移、侵袭、增殖及凋亡等具有重要作用。整合素αvβ3是HCC肿瘤细胞的特异性整合素之一，于HCC新生血管内皮细胞大量表达而于正常肝细胞未见，可作为HCC分子成像极佳靶点而与精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycinaspartic acid，RGD)等特异性结合。HAO 等以二硫化钼(molybdenum disulfide，MoS2)为载体平台，通过耦联整合素αvβ3靶向性短肽RGD及对比剂钆喷酸葡胺制备特异性靶向探针MoS2-Gd-RGD，使肿瘤T1WI信号明显增强，用于HCC荷瘤小鼠高特异性及高分辨力成像。

ZHANG等针对HCC肿瘤细胞表面过表达整合素α6，将靶向性c(半胱氨酸-精氨酸-色氨酸-酪氨酸-天冬氨酸-谷氨酸-谷氨酰胺-丙氨酸-半胱氨酸)[c(Cys-Arg-Trp-Tyr-Asp-Glu-Asn-Ala-Cys)，c(CRWYDENAC)]环状肽(简称RWY)与钆特酸葡甲胺(gadoterate meglumine，Gd-DOTA)结合构建RWY-dL-(Gd-DOTA)4探针，可使肿瘤T1WI信号明显升高，且5~50min内持续显影并于15min达峰。

1.3 靶向EpCAM 纳米探针：EpCAM 为跨膜糖蛋白，维持细胞间黏附，调控细胞增殖及分化。HCC发生、发展过程中EpCAM 表达水平明显上调，而正常肝细胞不表达EpCAM，使之亦可作为诊疗HCC的潜在靶点。ZHANG 等制备具有EpCAM 和波形蛋白(vimentin，Vim)双重靶向性递送超顺磁性氧化铁纳米颗粒(superparamagnetic iron oxide nanoparticles，SPION)的纳米探针EpCAM/Vim-LEN-MNL，MRI显示Hep3B荷瘤小鼠肿瘤T2WI值明显降低。

1.4 靶向FA受体纳米探针：FA受体是糖基磷脂酰肌醇锚定糖蛋白，在HCC肿瘤细胞中过表达，可为诊疗HCC提供靶点；FA受体介导的纳米探针可精确定位HCC。MAGHSOUDINIA等利用FA修饰载Gd和全氟己烷合成的MR/超声双模态成像纳米液滴Gd-NDs-FA经超声触发后可迅速气化并产生空化力，在HCC中快速释放负载物，以增强超声及MRI对比度；体外研究证实其T1弛豫率高于钆布醇；经小鼠尾静脉注射Gd-NDs-FA 10min后，超声显示肿瘤区域呈高回声并于1h达峰；MRI亦显示肿瘤T1WI信号持续增强，注射后6h信号强度提升约3倍。

1.5 基于细胞外囊泡(extracellular vesicle，EV)的靶向纳米探针：肿瘤细胞分泌的EV携带来源细胞的蛋白质、核酸及脂质等信息可调节细胞间通讯，对于肿瘤进展及转移有重要作用，具有成为生物标志物的潜能。HCC肿瘤EV通过表面纤维蛋白特异性识别并结合同源细胞膜表面的硫酸乙酰肝素蛋白多糖，以实现归巢效应；此归巢效应可为精准诊疗HCC提供新的策略。WU 等利用RGD 和HCC 来源的EV包裹极小尺寸氧化铁纳米颗粒(extremely smallsized iron oxide nanoparticle，ESION)而合成的双靶向MR 纳米探针GOD-ESIONs@EVs具有RGD 和EV双靶向能力，可特异性将对比剂递送至HCC以明显增强肿瘤T1WI信号。

2. 可视化MR纳米探针用于诊疗HCC

HCC早期难诊断且治疗后易复发。将靶向诊断与治疗结合，实时了解疗效、及时调整治疗方案更有利于治疗。可视化MR纳米探针通过精准定位及诊断肿瘤、实时监控治疗及监测疗效而为诊疗HCC带来更多利好。

2.1 可视化抗肿瘤药物靶向治疗：靶向纳米递送系统能提高局部组织抗肿瘤药物摄取，进行可控响应性释放及减轻药物不良反应。可视化MR纳米探针可将抗肿瘤药物及对比剂同时精确靶向递送至肿瘤，以使其积聚于肿瘤组织。WANG 等利用靶向GPC-3的AP613-1核酸适配体耦联负载索拉非尼(sorafenib，SRF)的中空介孔二氧化锰(hollow mesoporous MnO2，H-MnO2)制成的纳米探针HMnO2-SRF-APT可提高药物递送效率并实现肿瘤特异性精准成像，明显增强HCC的MR T1WI信号。

肿瘤组织较非瘤组织含有更丰富细胞质谷胱甘肽并呈弱酸性。有学者利用GPC-3 抗体(anti-glypican-3 antibody，AbGPC3)耦联包封SPION和SRF的聚合物胶束得到还原和pH 双响应性纳米探针GPPSS，该探针可在响应胞质谷胱甘肽和溶酶体酸性环境作用下快速释放SRF，同时AbGPC3增强HCC细胞对纳米探针的摄取，有利于提高治疗效率、避免产生耐药；且该探针的GPPSS 弛豫率为SPION 对比剂的2.5 倍，AbGPC3的主动靶向使其具有高度组织特异性，使HCC的T2WI信号持续降低。

抗肿瘤药物与治疗基因已协同用于治疗HCC。RONG等利用乳糖酸(lactobionic acid，LA)修饰制备的多功能纳米探针LA-CMGL同时负载化疗药物喜树碱(camptothecin，CPT)、治疗基因miR-145及对比剂Gd-DOTA，通过去唾液酸糖蛋白受体介导的细胞内吞作用而在溶酶体酸性环境中迅速分解，将CPT/miR-145和Gd3+ 释放到细胞质中；相比单药组，经LA-CMGL治疗后荷瘤小鼠在第36周肿瘤体积最小、肿瘤数量最少，且生存时间延长至121天，而其他组均未超过90天；经小鼠尾静脉分别注射LA-CMGL及Gd-DOTA5min后肿瘤T1WI信号均增强，但Gd-DOTA 缺乏靶向性、肿瘤与邻近非瘤肝组织T1WI信号对比不明显而使肿瘤边界模糊，而LA-CMGL探针的LA 修饰可增强靶向性、显示肿瘤与周围组织边界清晰。

2.2 可视化基因治疗 基因治疗用于肿瘤具有广阔前景，主要局限性在于缺乏肿瘤细胞靶向性，以及易被酶降解而失活；通过纳米材料封装维持基因活性、借助表面功能化修饰实现载体的主动靶向递送有助于解此困局。基于MRI的纳米探针不仅能维持基因活性，还可通过靶向配体介导精准递送实现特异性杀伤HCC肿瘤细胞，利用双模态成像实时动态监测治疗基因分布及抗肿瘤效果，为基因治疗HCC等精准治疗提供新的方案。

小干扰RNA (small interfering RNA，siRNA)通过特定碱基互补配对降解靶信使RNA，以选择性沉默基因而抑制蛋白表达。HOU等利用转铁蛋白靶向肽(sequenced HAIYPRH，T7)合成具有MR/聚集诱导发光(aggregation induced emission，AIE)双模态成像能力的非病毒递送Survivin siRNA及Gd的探针Survivin@T7-AIEGd，可通过Survivin siRNA诱导肿瘤细胞调亡和自噬抑制肿瘤生长；利用该探针联合MRI的高空间分辨率与AIE成像的高灵敏度及定量示踪优势，以提高定位及可视化肿瘤的准确性和灵敏度。

2.3 可视化光学疗法：光学疗法包括光动力治疗和光热治疗。光动力治疗利用特定波长光的激光光敏剂产生活性氧而杀死肿瘤细胞。SUN等利用靶向GPC-3的多肽修饰光敏剂SR780及信号组件Fe3+ 成功合成pH 响应性探针SR780@Fe-PAE-GP，该探针可响应肿瘤酸性微环境释放SR780和Fe3+，将光敏剂靶向递送到HCC组织，激活光动力治疗及铁死亡通路，协同增强抗肿瘤能力，并有助于同步利用多模态成像实时监测光敏剂分布及疗效；MRI的高软组织分辨力、光声成像的深层组织穿透力及近红外二区荧光成像的高灵敏度和空间分辨率互为补充，可为精准诊疗HCC提供更全面、准确的信息。

光热治疗利用近红外光等外部光源照射光热转换剂将光能转变为热能杀伤肿瘤细胞，属无创治疗方法。HE等以Fe3O4和光热转换剂半导体聚合物为核心开发的靶向GPC-3的早期HCC诊疗纳米探针可在MR/近红外二区光声双模态成像下实现无创光热治疗，用于治疗荷瘤小鼠原位HCC有效且无复发；其工作原理为基于GPC-3介导的主动靶向将光热转换剂特异性递呈于HCC组织，经近红外光激发而触发局部光热治疗。

2.4 可视化TACE：TACE通过阻断HCC血供而使其坏死。利用光敏剂维替泊芬(verteporfin，BPD)耦联MnO2纳米片合成的纳米探针MnO2/BPD具有靶向肿瘤新生血管内皮细胞上的低密度脂蛋白受体的能力及MR/PA/荧光多模态成像能力，可在结合光动力条件下引发荷瘤小鼠原位HCC血管内皮细胞凋亡并触发凝血瀑布准确栓塞肿瘤血管，可靶向栓塞肿瘤血管，使栓塞范围与肿瘤血管密度高度匹配，以提高栓塞效率；以之进行多模态成像可多维度评估肿瘤的血管密度、预测及实时监测栓塞效果；且成像信号强度越高，代表肿瘤血管密度越高、栓塞效果越好。

来源：余秋凤，孟延锋，彭跃有.可视化MR纳米探针用于诊疗肝细胞癌研究进展[J].中国医学影像技术，2025，41(05)：848-851.DOI：10.13929/j.issn.1003-3289.2025.05.033.