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目的:结肠癌（Colon cancer,CC）是常见的消化系统恶性肿瘤之一,近年来的发病率和死亡率不断增加,据统计,近年我国结肠癌的发病率已上升到恶性肿瘤发病率的第五位。早发现、早治疗可以有效提高结肠癌患者的治愈率、生存率,改善患者的生存质量,结肠癌的精确诊断以及高效治疗已经成为临床研究的热点及难点。传统的治疗方法包括外科手术、化学治疗、放射治疗等存在的毒副作用、多药耐药、复发等问题目前尚难以克服。融合多学科交叉协作的纳米探针技术,有望克服现有结肠癌治疗手段产生的靶向生物利用率低、对人体不良反应多等缺陷,把结肠癌诊断和治疗有机结合,为结肠癌诊治提供了新思路。本研究拟使用已在临床医疗应用的近红外荧光染料吲哚菁绿（Indocyanine green,ICG）标记人血清白蛋白（Human serum albumin,HSA）,基于ICG的光热特性,设计生物相容性好、可生物降解的HSA-ICG纳米探针,观察HSA-ICG纳米探针在肿瘤成像诊断和光热治疗方面的作用,为实现结肠癌诊疗一体化探索新的方法。方法:1.采用有机溶剂沉淀技术制备出还原的HSA,HSA与ICG混合后,重新复合形成HSA-ICG纳米微粒。在透射电镜下观察HSA-ICG的形貌特征,采用动态光散色（Dynamic light scattering,DLS）法测定HSA-ICG粒径大小,近红外（Near infra-red,NIR）激光进行照射,测试探针光热转换性质及稳定性。2.培养制备结肠癌HCT116细胞,建立裸鼠结肠癌皮下移植瘤模型,利用980nm NIR激光照射加入HSA-ICG探针的结肠癌细胞样液,MTT比色法检测不同浓度下加入HSA-ICG的HCT116细胞存活率;测定其光热转换的性质,并使用Annexin V FITC/PI双荧光标记法,流式细胞仪观察细胞凋亡情况。3.分别将Folate RsenseTM680、HSA-ICG、ICG探针注入每组同一批、各同样数量的6只裸鼠结肠癌皮下移植瘤模型中,使用活体成像仪（In vivo imaging system,IVIS）进行荧光发光成像（Fluorescence luminescence imaging,FLI）,测量各时间点感兴趣区域（Region of interest,ROI）的平均荧光信号强度。4.构建光热治疗设备,将皮下瘤模型裸鼠分为2组,每组3只。分别将HSA-ICG探针和商用FolateRsenseTM680探针尾静脉注射入小鼠体内。分别利用980nm NIR激光照射皮下瘤,照射完成后对肿瘤进行FLI,观察肿瘤部位荧光信号的改变。肿瘤组织在治疗36小时后,切病理观察变化。通过裸鼠结肠癌移植瘤模型考察材料的肿瘤靶向性、荧光成像性和光热治疗作用。结果:1.HSA-ICG纳米微粒的表征结果显示,HSA-ICG的粒径均在20-50nm之间。HSA-ICG纳米微粒肉眼外观看呈团簇状白色的粉末样,透射电镜（Transmission electron microscope,TEM）下观察多数为点状或片状,有小部分相互聚集而形成球状体。2.HSA-ICG样品浓度为400ug/ml时,溶液的温度会随着激光照射样本时间的延长而增高,持续照射5分钟后的样本溶液温度可上升到45℃以上。980nmNIR激光照射后,随着HSA-ICG样液所用浓度的梯次增加,温度上升幅度逐渐增大,且均可在一定的时间内上升到40℃以上,说明HSA-ICG微粒具有良好的光热转换性能;980nmNIR近红外激光连续照射浓度为400ug/ml的实验HSA-ICG溶液,所测定出的温度基本保持了一致,表明HSA-ICG纳米微粒具有良好的光热稳定性能;根据细胞毒性实验结果,在不同浓度下HSA-ICG组的细胞存活率与ICG组无明显区别,均无显著毒性,表明HSA-ICG具有可靠的生物安全性。3.近红外激光持续照射加入HSA-ICG颗粒的HCT116结肠癌细胞培养基,样液培养基的温度会随着加入的HSA-ICG溶液浓度的增加而升高,但是温度上升到一定范围后将不会再继续升高,说明在结肠癌细胞中的HSA-ICG所具备的光热转换性质稳定;用980nm近红外激光照射后进行流式检测显示,HSA-ICG+HCT116+激光组的细胞存活率为32.2±2.3%,具有显著的光热杀伤效应（P<0.05）。4.裸鼠结肠癌皮下移植瘤模型分别注射HSA-ICG、FolateRsenseTM680、ICG前后的FLI显示,构建的HSA-ICG与FolateRsenseTM680在裸鼠结肠癌皮下移植瘤模型中同样拥有信噪比好的较强的荧光信号。Folate RsenseTM680及HSA-ICG在裸鼠结肠癌皮下移植瘤模型中浓聚高峰时间分别为1h及24h。而作为对照的ICG主要在肝脏信号特别强,肿瘤部位无特别明显的肿瘤聚集。5.对两组实验鼠尾静脉分别注射Folate Rsense TM680和HSA-ICG,然后给予0.6W/cm2的激光照射5分钟,注射HSA-ICG纳米探针的裸鼠,其肿瘤位置最高温度可达到50℃,可导致肿瘤组织不可逆的损伤。而作为对照组的注射FolateRsenseTM680的肿瘤部位的温度并没有变化,一直保持在30℃左右,并不能对肿瘤产生损伤。对注射HSA-ICG的裸鼠在进行PTT后均进行FLI成像和白光成像,成像结果发现每一次治疗后肿瘤均会明显缩小,可见明显的肿瘤坏死及空洞形成,治疗效果明显。对光热治疗后的肿瘤进行FLI时同样能发现荧光信号逐渐减弱,肿瘤坏死区域的荧光信号消失,与白光及肉眼结果相一致。病理结果证实,注射HSA-ICG后肿瘤部位的坏死为典型的热损伤特征,FLI的成像效果与其病理切片染色结果有良好的相关性。注射FolateRsenseTM680的肿瘤组织经过激光照射后,无损伤性变化,肿瘤组织结构完整,激光照射后的病理结果也显示FolateRsenseTM680对肿瘤没有光热治疗效应。结论:1.成功构建的吲哚菁绿纳米探针（HSA-ICG）具有理想的尺寸,良好的光热转换稳定性以及毒副作用低、可靠的生物安全性。将ICG进行HSA修饰后并进行纳米微粒化,能将ICG的粒径变小,利用肿瘤的EPR效应,使其通过肿瘤时实现非特异性聚集,产生肿瘤靶向性。2.HSA-ICG纳米探针FLI靶向成像效果与商用的Folate RsenseTM680相当,标记肿瘤细胞的能力强,荧光信号强度及信噪比好,具有很好的光学检测结肠癌的能力。3.HSA-ICG纳米探针在NIR照射后产生的光热效应可显著杀伤肿瘤细胞,对结肠癌产生显著消融作用,具有良好的光热治疗效果。4.此研究将白蛋白包载ICG的近红外荧光诊断和PTT过程有机地融为一体,通过分子影像技术靶向标记肿瘤后,基于诊断结果加以激光照射,对肿瘤实施对症PTT,避免对正常机体组织造成损伤,提高肿瘤诊治效率,为结肠癌的诊疗一体化研究提供了新的思路。