研究背景根据世界卫生组织国际癌症研究机构的数据统计,2020年全球新发肝癌病例数为91万例,因肝癌死亡病例数为63万例,目前肝癌属于全球发病第六位、死亡原因第三位的恶性肿瘤。且肝癌病人的整体5年生存率不足18%,主要是临床上的影像学检查手段主要聚焦于形态学诊断,缺乏从分子、细胞层面对早期肝癌进行精准诊治的技术手段。随着分子影像诊断技术的发展,光声成像应运而生。因其涵盖了声学成像的高穿透深度及光学成像的高分辨率,尤其是近红外二区（NIR-Ⅱ）光声成像的更大穿透深度等优势,在位置较深、血供丰富的肝癌组织中成像具有很大的应用前景。近年来,肝癌光声成像研究主要聚焦于肝癌形成以后的研究,但关于早期肝癌演进过程中局部血管新生、血流、血氧等变化的研究很少。基于上述临床问题,本研究拟对肝癌演进关键节点进行光声多模成像及关键分子功能在体可视化研究,以实现真正意义上的肝癌早诊早治。目的拟通过光声多模成像设备探索肝癌演进过程中分子、细胞层面的变化情况;随后制备新型NIR-Ⅱ肝癌特异性光声纳米探针并进行早期肝癌关键分子功能在体可视化诊疗的研究。方法本研究将利用光声多模成像设备光声断层成像（PACT）及声学分辨率光声显微成像（AR-PAM）监测裸鼠皮下从HepG2肝癌细胞种植到早期肝癌形成过程中局部血管、血流、血氧层面的变化趋势,探索早期肝癌形成的时间点;基于上述研究的肝癌模型,通过将聚多巴胺包裹铂粒子、PEG修饰及外接CXCR4靶点,合成了一种具有NIR-Ⅱ光声及光热性能的肝癌特异性靶向纳米探针Pt@PDA-c,验证其体外表征及细胞层面的性能后,在裸鼠肝癌模型实施关键分子的功能在体可视化及非侵入NIR-Ⅱ光热治疗。结果本研究使用光声多模成像设备（AR-PAM及PACT）初步探索出裸鼠皮下从HepG2肝癌细胞种植到早期肝癌形成过程中的血管新生、血红蛋白浓度及血氧饱和度升高的时间平均为120～168小时;成功制备了肝癌特异性靶向纳米探针Pt@PDA-c,验证了其合适的粒径（150 nm）、良好的光声成像、光热治疗性能、良好的生物相容性及稳定性等;验证其细胞层面的疗效后,在裸鼠皮下及原位小肝癌模型成功实施了关键分子CXCR4的功能在体可视化、非侵入NIR-Ⅱ光热消融治疗及疗效评估的研究。结论本研究探索了裸鼠皮下肝癌细胞种植到早期肝癌形成的时间为120～168小时;基于肝癌特异性靶向纳米探针Pt@PDA-c,实施了精准的非侵入肝癌光声诊断及光热治疗,为纳米医学在光声诊疗中的应用推广提供了新的思路。