《Small》：异位妊娠的诊断和治疗-基于外源性纳米颗粒造影剂

异位妊娠 (EP) 是妊娠早期孕产相关死亡的主要原因。大约 98% 的异位着床发生在输卵管中，而权宜之计对于预防输卵管破裂时的出血和孕产妇死亡至关重要。目前的超声策略在高达 40% 的病例中误诊 EP，而甲氨蝶呤治疗确诊 EP 的失败率超过 10%。基于此，来自俄勒冈州立大学的Oleh Taratula和Olena R. Taratula联合俄勒冈健康与科学大学的Leslie Myatt报告了第一种在怀孕小鼠模型中潜在诊断和治疗 EP 的治疗诊断方法。它基于由单个 NIR 光响应分子硅萘菁 (SiNc) 组成的纳米试剂，封装在生物相容性聚合聚乙二醇-嵌段聚甲醚 (PEG-PCL) 中纳米颗粒（图 1A）选择性地积聚在高度血管化的组织中，包括胎盘。在全身给药后，构建的纳米颗粒特异性地将 SiNc 递送至高度血管化的胎盘组织，但不会递送至胎儿。因此，可以使用荧光和光声成像来观察发育中的胎盘（图 1）。相关研究成果以“Nano-Theranostic Modality for Visualization of the Placenta and Photo-Hyperthermia for Potential Management of Ectopic Pregnancy”为题于2022年11月17日发表在《Small》上。

图1 NIR-NP 的潜在应用及其表征

1. NIR-NP 的成像和光热疗 (PHT) 特性的体外评价

为避免严重的健康并发症，必须在孕早期尽快确定 EP。有效检测生长的胎盘将大大提高 EP 的准确和及时识别。图 2A是妊娠早期人类胎盘绒毛示意图。为了确定 NIR-NP 是否可以被胎盘细胞有效内化，作者利用 SiNc 的固有 NIR 荧光和光声特性来可视化人胎盘细胞内的纳米粒子（图 2B），可以看出纳米粒子似乎只存在于细胞质内，不会穿透细胞核，从而减少了遗传毒性的威胁。此外，用 NIR-NP 处理的 HTR-8/SVneo 细胞的 PA 成像显示在 780 nm 处具有高信噪比 (SNR)（图 2D），确保在特定波长下的明确识别。

图2 NIR-NP 的成像和光热疗 (PHT) 特性的体外评价

2. 使用 NIR-NP 进行体内胎盘靶向和荧光成像

图3A展示了人胎盘和鼠胎盘相似性的示意图，鉴于这些相似性，作者使用怀孕小鼠模型来评估 NIR-NP 的成像和光热能力。图 3 NIR-NP 进行体内胎盘靶向和荧光成像结果表明，NIR-NP 在全身给药后 24 小时内有效地在小鼠胎盘中积累，并且不会在 12.5/13.5 和 16.5/17 .5 胎龄时穿过胎盘屏障，因此不会对胎儿发育造成直接伤害。

图3 使用 NIR-NP 进行体内胎盘靶向和荧光成像

3. 不同妊娠阶段小鼠胎盘可视化的组织学、荧光和免疫组织化学分析

为了进一步检查 NIR-NP 在不同妊娠阶段小鼠胎盘单位内的分布，作者通过将荧光成像与相应的 H&E 染色组织相关联，对孕期进行了详细检查（图4）。结果显示 NIR-NP 在小鼠妊娠早期 (gd 12.5) 更有效地靶向胎盘，此时胎盘血流已建立（与人类妊娠 10 周相当）。

图4 胎儿胎盘单位的组织学和荧光成像分析

4. 使用光声成像 (PAI) 进行体内胎盘靶向和可视化

然后，作者评估了 NIR-NP 作为 PA 造影剂对胎盘和相关植入部位成像的功效。PA 成像证实 NIR-NP 在胎盘内积累，没有经胎盘迁移到胎儿。同时，实现了不同角度的胎盘的无创可视化（图5）。

图5 使用 NIR-NP 作为 PAI 造影剂的胎盘光声成像。

5. 使用 NIR-NP 的体内光热疗法 (PHT)

随后，作者评估了NIR-NP 的体内光热疗法。结果表明，当 NIR-NP 在小鼠胎盘中积累时，使用 NIR 光激活，通过改变所用光的功率可以在发育中的胎盘内产生 42-50 的温度（图 6A）。在确认产生足以导致细胞凋亡或坏死细胞损伤（ 43 C）的热量后，怀孕小鼠在 SiNc 荧光引导的 NIR-NP 静脉注射（gd 11.5）后 24 小时接受局部 PHT（图 6B）。利用 NIR-NP 的光热 (PHT) 特性可以更有效、更安全地消除 EP，同时避免与甲氨蝶呤治疗相关的副作用（图6）。

图6 使用 NIR-NP 的体内光热疗法 (PHT)

综上，本文提出了一种在怀孕小鼠模型中潜在诊断和治疗 EP 的治疗诊断方法。利用 NIR-NP 的光热 (PHT) 特性可以更有效、更安全地消除 EP，同时避免与甲氨蝶呤治疗相关的副作用，并消除对机械破坏性外科手术的需要。这项工作的主要目的是评估该纳米粒子识别和可视化发育 中胎盘的能力，并在妊娠小鼠模型中展示其光热能力，以潜在应用于 EP 管理。

文章来源：https://doi.org/10.1002/smll.202202343

了解更多

围绕医工交叉领域，EFL建有公众号、相关学术及产业社群，搜索EngineeringForLife公众号了解更多~