基于復(fù)合熒光納米粒子和超聲光散射成像對乳腺腫瘤定性的研究.pdf

1、本文共分為三章進(jìn)行論述:
　　第一章超聲光散射成像技術(shù)在乳腺腫瘤成像中的應(yīng)用
　　目的:探討OPTIMUS對乳腺腫塊定性診斷的臨床價值;通過與腫瘤MVD的對比，探討OPTIMUS檢測乳腺腫塊MHC的可靠性及其臨床意義;比較OPTIMUS與全數(shù)字化乳腺攝影(full-field digital mammography，F(xiàn)FDM)對乳腺腫瘤的診斷價值。
　　方法:①收集2007年4月～2008年7月在中大醫(yī)院普外科住院的乳

2、腺腫瘤患者64例（65個腫塊），術(shù)前行OPTIMUS檢查，并測量乳腺腫塊的大小和深度，根據(jù)其MHC值判斷良惡性，以病理檢查結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)，計算OPTIMUS診斷乳腺惡性腫瘤的靈敏度、特異度等指標(biāo)，分析OPTIMUS診斷乳腺腫塊漏、誤診原因;②選取40例乳腺腫塊，良、惡性各半，對手術(shù)標(biāo)本行抗體標(biāo)記的免疫組化方法測定微血管密度(Microvessel density,MVD)，探討MHC與MVD的相關(guān)性;③64例擬診乳腺腫瘤患者，術(shù)前采用雙

3、盲方法均行OPTIMUS和FFDM檢查，以手術(shù)病理結(jié)果作為對照，將OPTIMUS結(jié)果與FFDM結(jié)果作對比分析。
　　結(jié)果:①經(jīng)OPTIMUS探測，65個乳腺腫塊被探測到，超聲光散射BI-RADS分級與病理診斷結(jié)果比較，診斷正確率為86.2％(56/65)，靈敏度為87.0％(20/23)，特異度85.7％(36/42)，陽性似然比6.087，陰性似然比0.175。良性腫瘤的光散射斷層成像(DiffusedOptical Imagi

4、ng，DOI)示藍(lán)色背景上腫塊顏色主要呈藍(lán)色-綠色，經(jīng)良性腫塊散射的光子數(shù)與正常乳腺組織相似，光子運(yùn)動的速度與正常組織接近;惡性腫瘤的DOI示藍(lán)色背景上腫塊顏色主要呈紅色，經(jīng)惡性腫塊散射的光子數(shù)則低于正常組織，而光子運(yùn)動出現(xiàn)加速。②良性組與惡性組的MHC和微血管密度MVD差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，即乳腺腫塊惡性組的MHC和MVD值均明顯高于良性組;無論在良性組和惡性組，MHC與MVD之間均存在顯著性相關(guān):r良性=0.885，r

5、惡性=0.801，與MHC對應(yīng)，良性腫塊間質(zhì)內(nèi)的微血管稀疏，其MVD值較小;惡性腫塊間質(zhì)內(nèi)的微血管較密集，其MVD值較大。③經(jīng)OPTIMUS探測，65個乳腺腫塊被探測到，OPTIMUS結(jié)果與病理結(jié)果比較，診斷正確率為86.2％(56/65)，靈敏度為87.0％(20/23)，特異度85.7％(36/42)，陽性似然比6.09，陰性似然比0.175。FFDM對本組病例診斷其診斷正確率為73.8％(48/65)，靈敏度為82.6％(19/2

6、3)，特異度71.4％(30/42)，陽性似然比2.891，陰性似然比0.243。經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析，術(shù)前OPTIMUS檢查與FFDM檢查對乳腺腫瘤定性診斷無明顯統(tǒng)計學(xué)差異。
　　結(jié)論:OPTIMUS超聲光散射成像可以提供較準(zhǔn)確和客觀的數(shù)據(jù)，有助于乳腺腫瘤良、惡性的鑒別診斷;其測定的MHC值可在一定程度上反映腫塊內(nèi)Hb濃度的高低，腫塊內(nèi)Hb濃度是決定MHC值大小的最主要因素，腫塊的直徑或深度能在一定程度上影響MHC的測量。 OPTIMU

7、S與FFDM診斷水平相當(dāng)，優(yōu)勢互補(bǔ)，能夠成為當(dāng)前乳腺疾病影像診斷技術(shù)有效的、必要的補(bǔ)充手段。
　　關(guān)鍵詞:超聲;光散射成像;乳腺腫瘤;最大血紅蛋白濃度;全數(shù)字化乳腺攝影
　　第二章基于二氧化硅磁性熒光納米粒子探針在乳腺癌成像中的應(yīng)用
　　目的:構(gòu)建并合成二氧化硅熒光磁性復(fù)合納米多功能探針，從而實(shí)現(xiàn)對乳腺癌細(xì)胞MRI和熒光雙模態(tài)靶向成像，區(qū)別不同HER2水平乳腺癌，初步研究其靶向標(biāo)記HER2高表達(dá)乳腺癌細(xì)胞的雙模成像。<

8、br>　　方法:首先合成Fe3O4納米粒子(Fe3O4 Nanoparticles，F(xiàn)e3O4 NPs)，然后將其和RhBTIC-APTMS包在二氧化硅硅殼內(nèi)，再在硅殼表面綁縛特異性抗體，從而形成具有HER2受體靶向功能的二氧化硅熒光磁性復(fù)合納米探針。我們使用透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope，TEM)、能量彌散X線(Energy dispersive X-ray，EDX)、熒光成像對所合成

9、的復(fù)合納米粒子進(jìn)行表征，最后使用這種納米探針對人乳腺癌細(xì)胞行熒光成像和磁共振成像(MRI)的雙模態(tài)靶向成像。在本實(shí)驗(yàn)中，三種乳腺癌細(xì)胞被用于實(shí)驗(yàn)該納米探針的靶向能力。具有高HER2表達(dá)的SKBR3乳腺癌細(xì)胞被用作實(shí)驗(yàn)組，具有低HER2表達(dá)的MCF7乳腺癌細(xì)胞及不表達(dá)HER2的MDA-MB-231的乳腺癌細(xì)胞被用作對照組。
　　結(jié)果:我們合成的納米探針特點(diǎn)如下:具有一個殼-核結(jié)構(gòu)，以Fe3O4納米粒子作為磁性核，將燃料包埋的二氧化硅

10、作為熒光殼，平均內(nèi)徑150nm左右，探針的最外表面被特異性抗體修飾使其具有靶向能力。上述納米探針對人乳腺癌細(xì)胞行熒光和磁共振成像(MRI)的雙模態(tài)靶向成像后，結(jié)果表明經(jīng)納米探針孵育后，SKBR3乳腺癌細(xì)胞顯示出最強(qiáng)的信號，MCF乳腺癌細(xì)胞顯示了中等的信號，而MDA-MB-231乳腺癌細(xì)胞則呈現(xiàn)出最弱的信號。這些結(jié)果與上述三種乳腺癌細(xì)胞系HER2的表達(dá)水平(SKBR3＞MCF7＞MDA-MB-231)具有很好的一致性，因此，這種納米探針能

11、夠鑒別具有不同HER2表達(dá)水平的乳腺癌細(xì)胞。
　　結(jié)論:熒光成像和MRI結(jié)果證實(shí)所構(gòu)建的納米探針能夠區(qū)別具有不同HER2表達(dá)水平的三種乳腺癌細(xì)胞。由于此納米探針具有雙模態(tài)成像和特異性靶向成像的特性，預(yù)期此納米探針在腫瘤性疾病的診斷和治療中具有應(yīng)用前景。
　　關(guān)鍵詞:乳腺癌;靶向;HER2;雙模探針;熒光成像;磁共振成像
　　第三章基于磁性碳納米管復(fù)合納米粒子在乳腺癌成像中的應(yīng)用研究
　　目的:制備一種磁性碳納米管

12、復(fù)合納米探針，研究其熒光和磁性特性，實(shí)現(xiàn)對乳腺癌細(xì)胞的熒光成像，兼具磁場可誘導(dǎo)成像特性，探索其是否可能成為一種潛在的標(biāo)記HER-2高表達(dá)乳腺癌細(xì)胞的光學(xué)成像探針。
　　方法:首先合成Fe3O4納米粒子(Fe3O4 Nanoparticles，F(xiàn)e3O4 NPs)，然后將其吸附在碳納米管(SWNT)表面，再在上述復(fù)合納米粒子表面包裹一層二氧化硅層，最后在二氧化硅表面修飾量子點(diǎn)，從而形成具有磁場靶向功能的可用于乳腺癌細(xì)胞成像的復(fù)合納米

13、探針。使用透射電子顯微鏡(Transmission electron microscope，TEM)、消光光譜、熒光光譜等手段對所合成復(fù)合納米粒子的結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性進(jìn)行了表征，最后使用這種納米探針對乳腺癌細(xì)胞進(jìn)行熒光成像。
　　結(jié)果:我們合成的納米探針特點(diǎn)如下:具有一個核殼結(jié)構(gòu)，以表面修飾了碳納米管的納米粒子為核，以表面修飾了量子點(diǎn)(QDs)的二氧化硅(SiO2)作為熒光殼，整個納米探針呈圓柱狀，直徑約為300 nm，長度為400

14、nm到1μm不等。以SKBR3和MCF7兩種乳腺癌細(xì)胞作為細(xì)胞模型，結(jié)果顯示該探針的光學(xué)信號具有良好的生物環(huán)境穩(wěn)定性和磁場可誘導(dǎo)靶向特性，當(dāng)其與乳腺癌細(xì)胞共孵育2小時后，即可獲得顯著的熒光細(xì)胞成像。同時，位于磁鐵端的腫瘤細(xì)胞顯示了更強(qiáng)的熒光信號，即該探針具有良好的磁場可誘導(dǎo)成像特性。
　　結(jié)論:成功設(shè)計制備了一種可用于腫瘤細(xì)胞成像的多功能磁性碳納米管復(fù)合納米探針。SWNT由于其大的比表面積被用作整體結(jié)構(gòu)支架，而Fe3O4、SiO2