研究背景:乳腺癌已成为全球女性发病率最高的肿瘤,其持续走高的死亡率严重地威胁着女性的身心健康。因此,对乳腺癌,尤其是早期乳腺癌、隐匿性淋巴结转移的乳腺癌的有效诊断和治疗尤为重要。目前对于乳腺癌的影像学诊断方法有超声、钼靶X射线、CT、磁共振等,但它们在灵敏度、分辨率等方面都存在着各自的优缺点。乳腺癌的治疗手段主要有手术、化疗和放疗。手术治疗存在着过度治疗、创口感染、手术后复发等问题;化疗通常会引起严重的副作用;而低剂量多次的射线治疗会引起癌细胞的耐受,进而影响治疗效果。随着影像技术和纳米技术的不断发展,借助纳米探针对肿瘤进行分子影像诊断,可以对病灶部位的微环境、细胞的代谢情况、血供情况等进行评估,以此来推断肿瘤的转移和预后情况。此外,有些纳米分子影像探针本身也是一种治疗肿瘤的佐剂,如光热治疗、载带药物、放射增敏治疗等,可以实现诊断和治疗的一体化。发展一体化的多模态诊断和多手段治疗对乳腺癌的早诊断、早治疗有着重要意义。研究目的:借助纳米分子影像探针,对早期乳腺癌及其淋巴结转移情况进行优势互补的多模态精确诊断,同时对其进行多手段的治疗,实现对早期乳腺癌及淋巴结转移进行精确诊断和精准治疗。研究方法:本论文第一部分主要利用纳米分子影像探针对早期乳腺癌进行多模态成像和多模式治疗。首先,利用一锅法制备了超小的WO_3-x多模态纳米探针,该探针在近红外区有着很强的LSRP,而且在弱酸、乏氧的情况下LSRP较强,恰好迎合了肿瘤部位乏氧弱酸的微环境。基于此特性,WO_3-x纳米探针被用作光声成像的造影剂和光热治疗的佐剂。其次,W具有较高的原子序数,有较大的X射线数衰减系数,因此,超小WO_3-x纳米探针可以做为CT对比剂和肿瘤放疗增敏剂,在光声成像、CT成像引导下对早期乳腺癌进行光热治疗和放射增敏治疗的研究。本论文第二部分主要针对乳腺癌淋巴结转移开展成像诊断。首先,我们采用足垫注射肿瘤细胞的方式建立乳腺癌淋巴结转移模型。其次,采用高温热分解和配体交换法制备的上转换荧光纳米探针NaGdF₄:Yb,Er@NaGdF₄,通过荧光成像和SPECT/CT成像来研究不同时期的淋巴结转移。研究结果:WO_3-x纳米探针不仅可以作为光声成像造影剂对早期乳腺癌进行功能成像,而且又可作为CT造影剂对早期乳腺癌进行结构成像,实现了多模态优势互补的精确诊断。借助WO_3-x纳米探针对早期乳腺癌的光热治疗和放疗增敏治疗的协同效应,联合治疗可以彻底杀死肿瘤细胞、防止肿瘤复发,为乳腺癌的临床诊疗提供了一种潜在新思路。针对乳腺癌的淋巴结转移,采用NaGdF₄:Yb,Er@NaGdF₄纳米探针成功地诊断了早、中、晚期的乳腺淋巴结转移,活体即可清晰的区分存在转移的淋巴结。进一步研究发现,NaGdF₄:Yb,Er@NaGdF₄纳米探针呈环状分布在转移的淋巴结边缘,清晰显示肿瘤边界,这一研究成果为临床手术准确切除淋巴结转移、避免过分的清扫淋巴结提供了强有力的参考。结论:利用多模态分子影像技术,成功地对早期乳腺癌进行了精准诊疗,成功诊断了不同时期的乳腺癌淋巴结转移,清晰显示转移瘤的边界。