癫痫是一种常见的神经系统疾病，全球患病率约1%（超5000万人），其中我国患病人数在900万以上。目前临床上主要通过长期规范、合理服用抗癫痫药（ASDs）控制疾病发作。近年来，新型ASDs不断涌现，但是仍有约三分之一的癫痫患者经规范的药物治疗无法获得发作控制/缓解，被诊断为难治性癫痫。在临床上，手术切除致痫灶是难治性癫痫最有效的治疗手段，而癫痫手术成功的关键在于致痫灶的精准定位。磁共振成像（MRI）技术能够发现与癫痫发作相关的脑组织结构异常，是临床术前定位致癫灶最主要的影像手段。然而，全球仅有不到1%的癫痫患者从手术治疗中获益。究其原因，致痫灶的精准定位是目前制约临床癫痫手术开展的瓶颈：一方面，约30%难治性癫痫患者的脑部MRI影像未能发现明显异常。另一方面，对于术前有影像学病灶的患者而言，开颅手术会造成明显的“脑漂移”，使得术前定位致痫灶的空间信息发生改变，对术中精准切除产生较大影响。虽然术中颅内脑电可检测到神经元异常电活动，克服“脑漂移”的影响，但因存在空间分辨率低、耗时长、费用高昂、易受麻醉影响等缺点，限制其在临床实践中的应用。鉴于此，开发可术前术中一体化准确定位致痫灶的成像技术，是提高难治性癫痫患者治疗预后的关键。

近日，复旦大学药学院、工程于应用技术研究院双聘李聪教授，联合复旦大学附属华山医院神经外科陈亮教授、复旦大学工程与应用技术研究院王聪博士后在ACS Applied Materials & Interfaces（美国化学会应用材料与界面）杂志上发表了题为：“Guiding Epilepsy Surgery with an LRP1-targeted SPECT/SERRS Dual-mode Imaging Probe”（SPECT/SERRS双模成像探针靶向LRP1引导癫痫手术）的论著。该工作构建了一类靶向低密度脂蛋白受体相关蛋白-1（LRP1）的SPECT/SERRS双模成像探针^99mTc-ACS@AuS，此探针能够在LPR1的介导下跨越血脑屏障并靶向致痫灶。在癫痫小鼠模型中，该探针能帮助研究人员在癫痫手术开展前利用单光子发射计算机断层扫描技术（SPECT）获取致痫灶部位的大致位置信息，在术中利用表面增强共振拉曼技术（SERRS）勾勒致痫灶边界，准确引导致痫灶的切除（图1）。

图1. SPECT/SERRS双模成像探针^99mTc-ACS@AuS引导致痫灶切除的策略。

在这项工作中，研究团队以树枝状聚酰胺PAMAM为载体，将纳米金连接基团硫辛酸、近红外七甲川花菁染料Cy7-Cl、放射性金属鳌合分子DTPA、亲水性聚合物PEG以及靶头Angiopep-2依次连接在PAMAM上，构建一类可调节的“自组装单层（SAM）”样拉曼报告分子。进一步，通过一步混合法与自制的纳米金星结合得到ACS@AuS，而后标记放射性核素^99mTc即可得到一类SPECT/SERRS双模成像探针^99mTc-ACS@AuS。与常规拉曼报告分子在金纳米表面多呈无序排列，而基于SAM的拉曼报告分子通过分子间电荷排斥及分子亲水性，可以在纳米金表面获得更加有序规则的排列，表现出良好的拉曼光学性质：（1）以同一花菁类分子为研究模板，拉曼信号增长104.8 ± 21.8%；（2）ACS@AuS的拉曼信号强度稳定且批次间差异小（变异系数为±3.7%）；（3）ACS@AuS拉曼信号强度与浓度呈良好的线性相关性（图2）。

图2. 探针^99mTc-ACS@AuS的构建及其优越的拉曼成像性质。

研究团队进一步对该探针活体引导小鼠致痫灶手术切除的疗效进行评估。通过海马原位注射海人酸构建癫痫小鼠模型，对探针经SPECT成像定位致痫灶的能力进行验证。结果表明与非靶向^99mTc-CS@AuS相比，^99mTc-ACS@AuS在致痫灶处有具有更高的放射性摄取。在表面增强拉曼共振成像技术的引导下对癫痫小鼠致痫灶进行切除并在术后对小鼠进行脑电记录。膜片钳结果表明，^99mTc-ACS@AuS特征拉曼峰强的脑组织痫样放电较多。与假手术组和非靶向探针引导组相比，^99mTc-ACS@AuS引导手术组小鼠术后癫痫发作次数明显减少且发作强度明显降低。因此，该探针可以在小鼠癫痫模型上实现致痫灶的术前定位及术中有效引导切除（图3）。

图3. ^99mTc-ACS@AuS活体引导癫痫小鼠致痫灶切除。

本工作主要创新点在于：（1）揭示了靶向LRP1可实现致痫灶定位的新思路，丰富了致痫灶定位的生物标志物；（2）提出了基于树枝状聚酰胺构建超灵敏拉曼报告分子的新策略，提高拉曼成像的灵敏度、稳定性及可定量性；（3）构建了SPECT/SERRS双模态癫痫成像探针，为克服术中脑漂移、实现致痫灶术前术中一体化定位导航提供了有效工具。

复旦大学华山医院硕士生李智、浙江大学医学院附属第二医院博士生孙琬冰、复旦大学药学院博士生段文佳为本文共同第一作者。复旦大学药学院李聪教授、复旦大学附属华山医院神经外科陈亮教授、复旦大学工程与应用技术研究院王聪博士后为本文共同通讯作者。该工作获得国家科技部重点研发项目，上海市科委计划项目，国家杰出青年科学基金，国家自然科学基金项目，上海市科技重大专项，复旦大学双一流医工结合项目，国家博士后创新人才支持计划，中国博士后科学基金项目和上海市科技项目的支持。

原文链接：http://doi.org/10.1021/acsami.2c02540.