在醫(yī)學研究領域，急性呼吸道炎癥的早期精準檢測一直是備受關注的焦點。傳統(tǒng)的檢測方法往往存在諸多局限，難以滿足臨床對于快速、準確、無創(chuàng)診斷的迫切需求。如今，一項全新的技術——基于Nano-ICG增強巨噬細胞活體光聲成像技術應運而生，為急性呼吸道炎癥的無創(chuàng)定量評估帶來了革命性的新希望。

研究背景：呼吸道感染檢測的挑戰(zhàn)
呼吸道感染是全球范圍內(nèi)極為嚴重的健康問題，堪稱兒童健康的“頭號大敵”。據(jù)權威統(tǒng)計，僅5歲以下兒童每年因呼吸道病毒感染死亡的人數(shù)就高達300萬，這一數(shù)字令人痛心疾首。細菌感染在引發(fā)急性呼吸道炎癥方面扮演著關鍵角色，其中革蘭氏陰性菌的感染與急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、慢性阻塞性肺�。–OPD）急性加重以及哮喘急性發(fā)作等疾病中的氣道炎性損傷緊密相連。

在疾病的早期階段，炎癥悄然發(fā)生。巨噬細胞作為炎癥反應的“先鋒部隊”，會迅速聚集到炎癥部位。它們?nèi)缤�一個個“小衛(wèi)士”，試圖清除入侵的病原體。然而，傳統(tǒng)的成像技術在面對這一微觀戰(zhàn)場時，卻顯得力不從心。

核磁共振成像（MRI）雖然能夠提供較為清晰的人體內(nèi)部結構圖像，但對于早期炎癥細胞的細微變化，其分辨率還遠遠不夠。就好比用放大鏡去看細菌，還是無法看清細菌表面的微小細節(jié)。X射線計算機斷層成像（CT）在檢測肺部的大體形態(tài)和明顯病變方面有一定優(yōu)勢，但對于炎癥初期細胞層面的變化，也難以精準捕捉。正電子發(fā)射斷層成像（PET）雖然在腫瘤等疾病的診斷中發(fā)揮著重要作用，但在呼吸道炎癥的早期診斷上，也存在特異性不足的問題。超聲（US）成像在觀察肺部的一些較大結構和血流情況時較為常用，但對于炎癥細胞的分辨能力有限，就像用望遠鏡去看近處的螞蟻，根本無法看清。光學相干斷層成像（OCT）和熒光成像（FI）雖然在某些方面具有較高的分辨率，但它們的穿透深度太淺，無法深入到肺部組織內(nèi)部去觀察炎癥細胞的活動。

在這樣的背景下，尋找一種能夠高分辨率、深穿透性地觀察呼吸道炎癥的成像技術，成為了醫(yī)學領域亟待解決的難題。這不僅關系到對呼吸道炎癥發(fā)病機理的深入理解，更是研發(fā)新型治療方案和藥物的關鍵所在。只有準確地了解炎癥的發(fā)生發(fā)展過程，醫(yī)生們才能有的放矢地制定治療策略，避免過度使用抗生素等藥物，從而提高治療效果，保障患者的健康。

技術創(chuàng)新：神奇的Nano-ICG
研究人員首先對Nano-ICG進行了詳細的表征。透射電鏡下，Nano-ICG呈現(xiàn)出平均尺寸約65nm的圓形顆粒，并且呈現(xiàn)聚集狀分布。這就像是一群緊密團結在一起的“小士兵”，準備在后續(xù)的實驗中發(fā)揮重要作用。

在光學吸收性能方面，Nano-ICG在600-850nm區(qū)間的780nm處展現(xiàn)出了最強的光吸收特性。這一特性就如同它擁有了一個獨特的“信號發(fā)射器”，能夠在光聲成像過程中產(chǎn)生強烈的信號。更為重要的是，經(jīng)過嚴格的生物安全性測試，質(zhì)量濃度為330μg/mL的Nano-ICG溶液對小鼠巨噬細胞沒有毒性。這意味著它可以安全地進入細胞內(nèi)部，為后續(xù)的成像研究奠定了堅實的基礎。

進一步的研究表明，在Control組中，小鼠呼吸道內(nèi)的Nano-ICG隨著滴注后時間的增加不斷地減少，就像潮水逐漸退去；而在Model組中，小鼠呼吸道內(nèi)的 Nano-ICG隨著時間的延長不斷地增加，仿佛在炎癥的“土壤”中生根發(fā)芽。這一結果充分說明，Nano-ICG在注入60分鐘后能夠準確地反映呼吸道壁上炎癥細胞的發(fā)展程度，就像一個精準的“溫度計”，為醫(yī)生判斷炎癥的嚴重程度提供了重要的依據(jù)。

研究人員利用軟件對二維PAI圖像進行了三維重建。這一重建過程就像是將一幅平面的地圖變成了一個立體的模型，能夠提供更準確、更全面的呼吸道炎癥信息。通過三維呼吸道炎癥的PAI結果，我們可以清晰地看到炎癥細胞在呼吸道中的具體位置和聚集情況，就像在一個透明的人體模型中直接觀察炎癥的發(fā)生部位一樣。

光聲成像：無創(chuàng)檢測具有分辨率和深度優(yōu)勢
光聲成像技術在呼吸道炎癥診斷中的成功應用，讓我們看到了它的巨大潛力。與傳統(tǒng)的成像技術相比，它的優(yōu)勢不僅僅體現(xiàn)在分辨率和穿透深度上。光聲成像技術還具有非侵入性的特點，這對于患者來說是一個極大的福音。在臨床實踐中，這意味著患者不需要承受過多的痛苦和風險，就能夠進行準確的檢查。

在肺部疾病的早期篩查方面，光聲成像技術有望發(fā)揮重要作用。例如，對于長期吸煙或處于空氣污染環(huán)境中的人群，定期進行光聲成像檢查，可以及時發(fā)現(xiàn)肺部的微小炎癥病變，從而采取有效的預防措施，降低患嚴重肺部疾病的風險。在肺部腫瘤的診斷和治療監(jiān)測中，光聲成像技術也可以與其他成像技術相結合，通過觀察腫瘤周圍的炎癥反應，可以更好地了解腫瘤的生物學行為，為醫(yī)生提供更全面的信息。

研究結論：光聲成像可無創(chuàng)檢測呼吸道炎癥
PAI技術在評估炎癥方面具有高度的可行性，就像一把精準的尺子，能夠準確地測量炎癥的程度。Model組炎癥的光聲成像結果、病理結果以及熒光成像結果高度匹配，如同一個緊密配合的團隊，共同為呼吸道炎癥的診斷提供了有力的證據(jù)。在未來的醫(yī)學實踐中，醫(yī)生們可以利用這一技術，更加準確地診斷呼吸道炎癥，及時制定個性化的治療方案。對于患者來說，這意味著能夠更快地得到有效的治療，減少疾病帶來的痛苦和并發(fā)癥的發(fā)生。同時，這也為醫(yī)學研究人員進一步深入研究呼吸道炎癥的發(fā)病機制提供了重要的工具和方法，有望推動呼吸疾病相關領域的不斷發(fā)展。

DOI：10.3788/CJL231378