肿瘤的精准切除是癌症手术中最为关键的环节，但在临床实践中仍面临巨大挑战。以乳腺癌为例，手术切缘阳性率（即手术边界残留癌细胞）可达35%，常需二次手术，并增加复发风险。术前影像学或超声检查往往无法完整识别肿瘤边界，外科医生不得不依赖经验判断。这些局限性凸显了开发术中实时肿瘤可视化技术的迫切需求。
由韩国科学技术研究院（KIST，院长朴相洛）仿生研究中心苏承任博士、化学生物融合研究中心金世勋博士，以及忠南大学医院李孝仁教授领导的联合研究团队，开发出一种下一代术中成像平台。该平台使用经过基因工程改造的有益细菌，这些细菌可在肿瘤部位特异性发出荧光。这种基于细菌的对比剂如同霓虹灯一样在手术中照亮肿瘤，使切除更加精准，降低复发风险。
研究人员构建了一种荧光细菌系统，该系统在肿瘤组织内特异性激活，使外科医生能够在实时手术中识别肿瘤位置和边界。荧光信号在体内稳定持续超过72小时，即使在复杂的内部器官中也能清晰突出肿瘤区域。就像在地图上点亮一座建筑一样，这项技术使得在手术过程中，即便使用标准手术照明，也能用肉眼直观地识别肿瘤，从而减轻手术负担。
与传统上必须为每种癌症单独开发的对比剂不同，这一新平台利用了两种常见的肿瘤微环境特征——缺氧和免疫逃逸机制，使其适用于多种实体瘤。其荧光强度约为传统对比剂的五倍，并在近红外光谱范围内运行，确保与现有手术内窥镜和成像设备兼容。它还可以与手术机器人和术中成像系统集成，提高手术精度并缩短操作时间。能够与医院广泛使用的荧光引导手术系统对接，进一步增强了其临床和商业化潜力。
研究团队计划将这一细菌平台扩展为集诊断、手术和治疗于一体的综合癌症治疗系统。这种能够自主定位肿瘤的工程菌还可作为抗癌药物或治疗性蛋白质的载体。为此，团队正通过与医学成像设备、精准药物递送系统以及全面的临床应用安全评估推进该平台的发展。
KIST的苏博士表示：“这项研究展示了一种新方法，即细菌自主定位肿瘤并发出荧光信号，从而在手术过程中实时识别肿瘤位置和边界。其在多种实体瘤中的适用性使其有望成为精准手术成像的新标准。”
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