神经胶质瘤是一种高度恶性的脑部肿瘤，其中最具代表性的胶质母细胞瘤（GBM）因其浸润性生长和难以明确界定的肿瘤边界，给临床手术治疗带来了极大的挑战。传统的外科手术往往因肿瘤和正常脑组织的界限模糊，导致切除不彻底或对健康脑组织的损伤，从而影响患者的预后和生活质量。因此，寻找一种高效、特异的肿瘤影像引导技术成为近年来神经科学和肿瘤外科领域的研究热点。近红外（NIR）脂肪酸分子探针应运而生，为解决这一难题提供了新的思路。 脂肪酸作为细胞代谢的重要能源，尤其在肿瘤代谢重编程中扮演着关键角色。胶质母细胞瘤细胞利用加速的脂肪酸摄取及合成机制，为其高速增殖和适应恶劣微环境提供充足能量。
基于这一生物学特性，将脂肪酸结构与近红外荧光染料偶联，设计出一种能够特异识别和追踪肿瘤脂肪酸代谢的分子探针FA-ICG（脂肪酸-吲哚菁绿），不仅实现了分子水平的高灵敏检测，还充分利用了近红外光穿透深组织、低自体荧光干扰的优越物理特性，显著提升了肿瘤成像的信噪比和空间分辨率。 FA-ICG的研发过程兼具科学创新与临床考量。研究团队通过化学合成，将FDA批准使用的吲哚菁绿（ICG）与长链饱和脂肪酸棕榈酸进行共价连接，形成新颖的脂肪酸代谢探针。该结构设计确保探针能够被脂肪酸转运蛋白（FATP）系统摄取，精准模拟天然脂肪酸的代谢路径，增强肿瘤组织对探针的特异性积累。吸收光谱峰值集中在780纳米，发射峰于820纳米，使其兼容现有多种临床NIR影像设备。 体外实验中，利用3T3-L1细胞系的成纤维细胞和分化为脂肪细胞的两种状态，验证了FA-ICG对脂肪酸代谢的真实模拟。
实验显示脂肪细胞对FA-ICG摄取呈剂量依赖性增加，且胰岛素刺激显著促进了脂肪酸的摄入，与生理状态高度一致。此外，多种肿瘤细胞系中胶质母细胞瘤U87-MG细胞对该探针摄取尤为显著，竞争性抑制实验进一步确认了FA-ICG的摄取途径依赖于天然脂肪酸转运体系，其特异性优于游离ICG。 将FA-ICG应用于动物模型，研究者成功展示了其在两种不同的原位胶质母细胞瘤移植模型中的肿瘤积累能力。通过体内成像系统（IVIS、FMT-CT）捕捉到探针在肿瘤部位的强烈近红外荧光信号，且肿瘤与周围健康脑组织荧光对比度显著提升。探针在体内的肿瘤与对侧脑半球比值随时间增高，进一步证明了其稳定的靶向和滞留能力。组织切片联合染色分析同样验证了FA-ICG信号与肿瘤病灶的高度吻合。
特别值得关注的是，FA-ICG在患者来源的异种移植模型（PDX）中同样表现出良好的成像性能，显示出其对临床真实肿瘤异质性的适应潜力。 结合影像学优势，FA-ICG被用于图像引导的外科切除实验中，表现出远超游离ICG的肿瘤定位效果。借助已获FDA批准用于临床的近红外成像仪器，在胶质母细胞瘤小鼠模型的手术过程中，FA-ICG显像清晰地描绘了肿瘤的边界，帮助外科医生精准切除肿瘤组织，最大程度地保留正常脑组织结构与功能。此外，FA-ICG还成功应用于伴侣犬的肥大细胞瘤切除手术中，验证了其在不同物种及肿瘤类型上的有效性和广泛适用性，进一步推动了其临床转化的可行性。 相较于现有的荧光引导手术剂，例如基于5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的探针，FA-ICG具备明显的多重优势。5-ALA尽管已被FDA批准用于胶质瘤手术，但其激发光波长较短，限制了组织透光深度，且存在光敏性和光漂白问题。
另外，5-ALA同样显示出在某些肿瘤相关免疫细胞中积累的偏差，影响了其肿瘤边缘的准确标记。相比之下，FA-ICG凭借近红外光谱窗口，实现了更深层次的组织穿透，增强了信号的稳定性和特异性。同时，基于脂肪酸代谢靶向策略，使其更多地聚焦于肿瘤细胞代谢活跃区域，减少了非特异性信号的干扰。 米开朗基罗·达芬奇曾言“了解自然的过程是艺术和科学的结合”，FA-ICG的出现正是医学影像科学与生命代谢艺术的完美融合。随着代谢重编程被公认为肿瘤发展的核心标志之一，探索并利用肿瘤独特的代谢特征开展影像学诊断与辅助治疗成为必然趋势。FA-ICG不仅为胶质母细胞瘤的术中导航提供了强有力工具，也为未来脂肪酸代谢相关肿瘤标志物的开发及精准治疗策略奠定了坚实基础。
从未来展望看，FA-ICG的临床推广需要深入研究其药代动力学、安全性及工艺稳定性。部分研究团队已在进行进一步的药理学研究和剂型优化，期望将其推向一期临床试验阶段。随着精确医学的推进，结合多模态影像技术，如近红外二窗（NIR-II）成像或荧光寿命成像，FA-ICG或将突破传统成像限制，实现更清晰的肿瘤识别和微小残留病灶的检测。此外，联合免疫治疗或代谢干预的新兴治疗方式，也可借助FA-ICG的影像优势，监测治疗反应，优化临床方案。 值得注意的是，FA-ICG的研发及应用还体现了跨学科合作的典范。化学合成、生物代谢、光学成像、动物模型及临床外科的紧密协作，不仅推动了科学发现，也强化了成果转化的动力。
伴侣动物模型的成功应用，更加凸显了“以动物实验为桥梁”的转化医学策略，缩短了基础研究到临床实践的距离。 综上所述，近红外脂肪酸分子探针FA-ICG凭借其独特的代谢靶向机理和优越的光学性能，正在成为神经胶质瘤影像引导手术中的新兴利器。通过实现肿瘤边界的精准显像，为提高手术切除率和保护正常脑组织注入新活力。随着技术进一步完善及临床验证推进，FA-ICG有望在不远的将来成为胶质母细胞瘤及其他恶性肿瘤外科治疗的重要影像工具，助力精准医疗新时代的到来。
