不可见肺癌结节荧光可视化系统的开发 (RECOGNISE)

肺癌是欧盟 (EU) 癌症死亡的主要原因（每年 267,000 例死亡），也是第四大常见癌症（每年 321,000 例新发病例）。 迄今为止，根治性手术仍然是早期肺癌患者的最佳治疗选择。 此外，癌症筛查计划导致频繁诊断出不确定的肺部病变，许多需要手术活检来诊断和干预。

例如，现有数据显示，15 岁以上的欧洲人口中有 5.9% 每天至少吸 20 支香烟（男性人口为 8.4%），约 12.6% 的人每天吸支烟少于 20 支。 最近的肺癌筛查研究表明，高危吸烟者中不确定性肺结节的患病率高达 50%，总体筛查人群的癌症检出率为 1%。 令人着迷的是，69% 的筛查检测到的肺癌是在早期 IA 或 IB 阶段检测到的。

最后，关于肺癌筛查的研究（例如 NELSON 试验）显示，10 年后肺癌死亡率降低了 26%。 本项目的潜在社会影响与在欧洲建立这一筛查计划有关。 据估计，如果应用于高危欧洲人群（即高吸烟者），筛查可以识别出 350 万个不确定的肺结节，其中 25 万个是早期肺癌。 [2] 因此，研究人员建议使用近红外追踪器可以同意在这种情况下进行微创手术作为诊断和治疗程序。 因此，它可以减少诊断时间、发病率、死亡率以及与更具侵入性的外科手术相关的术后护理成本。

迄今为止，肺解剖切除加淋巴结清扫仍然是早期非小细胞肺癌患者的最佳治疗选择。 此外，癌症筛查计划导致频繁诊断出不确定的肺部，许多需要手术活检来诊断和干预。

尽管如此，微创手术（例如电视辅助胸外科手术 -VATS- 和机器人辅助胸外科手术 -RATS-）的使用增加仍然是强制性的，以减少传统手术的显着发病率，即手术创伤，保护器官功能并改善患者的生活质量。 尽管如此，在欧洲进行的肺解剖切除术中，微创手术占不到 40% 的首选手术方法。 阻碍 VATS 和 RATS 在大多数早期 NSCLC 患者中应用的重大问题之一是难以识别位于肺实质深处的肺结节，因此传统摄像系统无法看到。 事实上，VATS 和 RATS 不同意手动肺部触诊，这使得定位非浅表肺结节成为问题。

已经开发出几种方法来增强不确定肺结节的定位并减少诊断时间和转为开放手术的比率。 然而，这些都不是 100% 敏感或没有并发症，甚至是严重的并发症。

目前正在采用多种术前方法，包括经皮 CT 引导放置技术，包括使用微线圈、钩线和螺旋线。 这些设备可以在微创肺部手术期间支持结节定位；然而，它们在患者转运和定位、术中肺不张、单肺通气和外科医生操作过程中很容易移位。 而且，肺的某些位置为肺尖，靠近膈肌，且邻近纵隔和大血管。 此外，所有这些术前定位技术都需要两种不同的程序，一种用于 CT 引导的转诊放置，另一种用于手术治疗。 最后，气胸、出血和皮下气肿的发生率也不容忽视，在几个亚组患者中必须避免这些并发症。 其他术前方法包括使用亚甲基蓝或荧光染料标记。 [8] 然而，目标区域染色的准确性很大程度上受到肿瘤标记和胸腔镜检查之间的时间的影响。 特别是，显着的影响是手术期间染料可视化的困难、病灶深度信息有限以及注射和手术期间染料快速扩散到周围肺实质中。 值得注意的是，亚甲蓝在炭疽色素沉着患者中的应用有限。 此外，这些技术还需要诊断和治疗两个过程。 最后，由于气胸、出血、染料空气栓塞和脑血管意外的风险以及对所选染料的致命过敏反应的风险，这些程序仍然很复杂。

另一方面，临床术前分期和手术计划基于手术前通过计算机断层扫描 (CT)、正电子发射断层扫描 (PET) 或磁共振成像 (MRI) 拍摄的术前图像。 这些术前影像学评估经常低估淋巴结受累和继发定位。 这导致临床 I 期肺癌手术切除后的分期范围从 9% 到 24% 不等。 [10, 11] 然而，当前的术中成像系统基于在主要肿瘤块中直接注射跟踪器，在肺癌方面表现出很大的局限性。 这主要是由于淋巴结位置较深，通常深入正常脂肪组织，以及呼吸区淋巴结引流系统不规则。

在这种情况下，术中荧光成像可以增强微创手术过程中癌细胞的实时识别。 这可以克服寻找位于肺实质深处的癌结节的困难，而这些癌结节在正常、未受累组织的表面上是不可见的。 近红外 (NIR) 荧光（700-1,000 nm）检测避免了生物分子的自然背景荧光干扰，从而在小动物的目标组织和背景组织之间提供了高对比度。 与可见荧光检测相比，近红外荧光团由于散射减少，因此具有更全面的动态范围和最小的背景荧光。 然而，传统的近红外（NIR）吲哚菁绿（ICG）方法在深度癌症识别方面表现出明显的局限性，这主要是由于其固有的低深度组织穿透性。 同样，ICG方法进行的淋巴结前哨方法被证明是低效的，这主要是由于追踪器的非特异性和肺淋巴结引流路径的不规则。

IRDye® 800CW 是一种吲哚菁型 NIR 荧光团，峰值吸收位于 775 nm 处，峰值激发发射位于 796 nm 处。 它的量子产率为 9%，消光系数为 242,000 M-1cm-1。 它的分子量为 962 Da。 与其他 NIR 染料相比，IRDye® 800CW 具有更强的组织渗透性。

表皮生长因子 (EGF) 是一种由 53 个氨基酸 (6.2 kDa) 组成的细胞因子，由外胚层细胞、单核细胞、肾脏和十二指肠腺分泌。 EGF刺激表皮和上皮细胞的生长。 EGF和至少七种其他生长因子及其跨膜受体激酶在细胞增殖、侵袭、转移、新血管形成、粘附、迁移、分化和抑制细胞凋亡中发挥重要作用。 EGF受体（EGFR）家族由四种跨膜受体组成，包括EGFR（HER1/erbB-1）、HER2（erbB-2/neu）、HER3（erbB-3）和HER4（erbB-4）；并且通常在肺癌中过度表达。 西妥昔单抗是一种单克隆抗体，能够抑制和降解 EGFR。 通过静脉输注 (IV) 给予，西妥昔单抗与 EGFR 结合并阻止下游信号通路的结合和激活。 此外，正如研究人员之前发表的，EGFR 突变与跳跃转移现象有关（即，在没有肺内或肺门淋巴结疾病的情况下，病理证明纵隔淋巴结受累）。

与临床批准的单克隆抗体抗表皮生长因子 EGFR 西妥昔单抗 (Cetuximab-IRDye800) 的组合作为其他癌症类型（即脑癌、胰腺癌、头颈癌）的特异性追踪剂显示出有希望的结果。 研究人员推测，在肺癌微创手术过程中使用西妥昔单抗-IRDye800可以克服ICG和传统定位策略（例如线圈、钩、染料瘤内注射）所显示的局限性。 研究人员希望使用一种最佳跟踪器进行验证，该跟踪器可以在微创肺部手术过程中轻松地在术中应用。 研究人员希望确定跟踪器的最佳时间窗口和最佳给药剂量。 研究人员期望发现术前无法预测的淋巴结和肺实质肿瘤定位。