黑色素分子影像探針的研究進(jìn)展2026分子影像技術(shù)作為一種先進(jìn)的生物醫(yī)學(xué)成像手段，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)活體組織、細(xì)胞乃至亞細(xì)胞水平的結(jié)構(gòu)與功能可視化，更重要的是可以實(shí)時(shí)、原位地對(duì)活體內(nèi)生物學(xué)過(guò)程進(jìn)行定性或定量監(jiān)測(cè)，為疾病的早期精準(zhǔn)診斷和治療提供了關(guān)鍵的技術(shù)支持

［

1,2,3］

。在這一技術(shù)體系中，高特異性分子影像探針的開發(fā)是決定其應(yīng)用效能的核心要素

［

4］

。然而，傳統(tǒng)外源性材料構(gòu)建的影像探針存在潛在的生物安全性問(wèn)題，這一瓶頸嚴(yán)重制約了其在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及轉(zhuǎn)化進(jìn)程?；诖?，利用內(nèi)源性物質(zhì)開發(fā)安全無(wú)毒的分子影像探針已成為當(dāng)前研究的重要趨勢(shì)。黑色素作為一種天然生物色素，因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)和優(yōu)異的生物相容性，在分子影像探針領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。本文系統(tǒng)綜述黑色素分子影像探針的最新研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述單模態(tài)及多模態(tài)成像技術(shù)在疾病精準(zhǔn)診斷和圖像引導(dǎo)治療中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展方向和臨床轉(zhuǎn)化路徑進(jìn)行展望，以期為黑色素分子探針的臨床應(yīng)用提供理論指導(dǎo)和技術(shù)參考。一、黑色素的制備和特性黑色素是一種天然的多酚類聚合物，廣泛存在于動(dòng)物、植物、微生物甚至人類的皮膚、頭發(fā)和眼睛中

［

5,6］

。這種色素主要通過(guò)酪氨酸及其衍生物（如3，4-二羥基苯丙氨酸）和多巴胺等前體分子的氧化聚合反應(yīng)形成，其合成過(guò)程涉及復(fù)雜的自組裝機(jī)制

［

7］

。根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和單體前體的不同，黑色素可系統(tǒng)性地分為真黑素、淺黑素、神經(jīng)黑素、異黑素和膿黑素。目前，黑色素納米探針的制備主要采用兩種技術(shù)路線，包括天然提取法和化學(xué)合成法。在天然提取方面，研究人員已建立一套系統(tǒng)的生物來(lái)源篩選體系，比如在微生物界主要選用黑曲霉和黑木耳等產(chǎn)黑色素真菌

［

8,9,10］

；在植物界優(yōu)選黑芝麻、葵花籽等富含黑色素的種子

［

11,12］

；而在動(dòng)物界則主要從烏賊墨囊、動(dòng)物毛發(fā)等組織中提取

［

13,14,15］

。這些天然來(lái)源的黑色素需經(jīng)過(guò)復(fù)雜的分離純化流程，最終獲得具有天然結(jié)構(gòu)的黑色素納米顆粒。不同生物來(lái)源的黑色素在粒徑分布、表面官能團(tuán)和生物活性等方面存在顯著差異，這為特定應(yīng)用場(chǎng)景的原料選擇提供了重要依據(jù)。相較于天然提取物，化學(xué)合成法制備的黑色素納米顆粒雖然缺乏某些天然伴生的蛋白質(zhì)和生物分子，但通過(guò)多巴胺的氧化聚合反應(yīng)可獲得理化性質(zhì)高度近似的替代物。目前的研究表明，該合成過(guò)程遵循明確的反應(yīng)機(jī)理：多巴胺首先在醌分子內(nèi)環(huán)化形成5，6-二羥基吲哚（5，6-dihydroxyindole，DHI），隨后在溶解氧作用下氧化為醌型結(jié)構(gòu)

［

16］

。黑色素的形成同時(shí)涉及兩種協(xié)同機(jī)制：DHI與多巴胺單體間的共價(jià)氧化聚合反應(yīng)和非共價(jià)自組裝過(guò)程。這種合成策略的最大優(yōu)勢(shì)在于可通過(guò)精確調(diào)控反應(yīng)條件（如pH值、氧化劑濃度、溫度等）實(shí)現(xiàn)對(duì)納米顆粒尺寸（20~200nm可調(diào)）、形貌（球形、棒狀等）、表面化學(xué)性質(zhì)乃至功能特性的精準(zhǔn)定制，因而在藥物遞送、醫(yī)學(xué)成像等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。黑色素展現(xiàn)出優(yōu)異的生物學(xué)功能，這與其獨(dú)特的化學(xué)組成和微觀結(jié)構(gòu)密不可分。盡管其精確的分子結(jié)構(gòu)仍存在爭(zhēng)議，這不影響其表現(xiàn)出多樣化生物活性與廣泛的應(yīng)用潛力。光學(xué)特性方面，黑色素具有寬譜近紅外吸收特性（700~1300nm），使其成為理想的內(nèi)源性光聲成像對(duì)比劑和高效光熱治療劑

［

17,18］

；在金屬離子螯合方面，其豐富的酚羥基結(jié)構(gòu)可高效螯合多種金屬離子（Fe2?/Fe3?、Mn2?、Gd3?、Cu2?等），這一特性使其在MR成像和放射性核素成像等多模態(tài)分子影像領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值

［

19］

；在藥物遞送方面，黑色素的芳香結(jié)構(gòu)可通過(guò)π-π堆積作用高效負(fù)載各類藥物，而其表面豐富的兒茶酚等還原性官能團(tuán)賦予其強(qiáng)大的抗氧化活性，使其兼具藥物載體和治療劑的雙重功能

［

20,21］

；其他功能特性還包括廣譜抗菌活性、結(jié)構(gòu)生色效應(yīng)、紫外線防護(hù)功能、抗生素特性，以及與神經(jīng)系統(tǒng)功能密切相關(guān)的神經(jīng)保護(hù)作用

［

22,23,24,25］

。此外，黑色素分子結(jié)構(gòu)中富含的酚羥基、羧基、氨基和醌基等活性基團(tuán)，為其提供了優(yōu)異的可修飾性。通過(guò)表面官能團(tuán)修飾、聚合物包覆、金屬離子/納米顆粒復(fù)合、生物分子偶聯(lián)以及結(jié)構(gòu)調(diào)控等多種化學(xué)修飾策略，可精確調(diào)控其物理化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而優(yōu)化其功能表現(xiàn)并拓展其在生物醫(yī)學(xué)、功能材料等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。上述特性使黑色素成為當(dāng)前跨學(xué)科研究的熱點(diǎn)材料，展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用價(jià)值。二、黑色素分子影像探針在疾病診斷中的應(yīng)用黑色素分子影像探針是一類基于黑色素或其類似物設(shè)計(jì)的功能性對(duì)比劑，為多種疾病的精準(zhǔn)影像學(xué)診斷提供了新方案。根據(jù)臨床診斷場(chǎng)景的差異化需求，這類探針可分為單模態(tài)和多模態(tài)兩種設(shè)計(jì)策略。其中，單模態(tài)分子影像探針采用“單一成像模式最優(yōu)化”的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)針對(duì)特定成像技術(shù)（如MR成像）的定向優(yōu)化，具有三大核心優(yōu)勢(shì)：高信噪比（專一性優(yōu)化）、合成簡(jiǎn)便（無(wú)須復(fù)雜修飾步驟）以及信號(hào)輸出的高度可控性（單一信號(hào)通道避免交叉干擾），使其特別適用于需要特定診斷信息的臨床應(yīng)用場(chǎng)景。目前，基于黑色素的單模態(tài)分子影像探針已在多個(gè)關(guān)鍵醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，包括腫瘤的早期精準(zhǔn)診斷、炎癥性疾病的在體檢測(cè)以及前哨淋巴結(jié)的動(dòng)態(tài)追蹤等，展現(xiàn)出廣闊的臨床應(yīng)用前景。在醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域，黑色素吸收近紅外光后能高效轉(zhuǎn)化成超聲信號(hào)，這一特性使其特別適用于實(shí)現(xiàn)高分辨率（可達(dá)數(shù)十微米級(jí)）的深層軟組織成像

［

26］

。近期，Mo等

［

27］

研究團(tuán)隊(duì)在此領(lǐng)域取得重要突破，他們開發(fā)的聚乙二醇化異黑色素納米顆粒（AMNPs@PEG）能特異性靶向缺血/再灌注損傷的心肌區(qū)域（冠狀動(dòng)脈左前降支供血區(qū)域），其光聲成像信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到0.32±0.04，約為對(duì)照組（0.11±0.01）的3倍。該探針為臨床心肌缺血的早期無(wú)創(chuàng)診斷和精準(zhǔn)定位提供革命性的分子影像解決方案，有望推動(dòng)心血管疾病診療模式的革新。此外，黑色素通過(guò)螯合順磁性金屬離子（如Fe3?、Mn2?）可增強(qiáng)MR成像的T

1/T

2對(duì)比度，其深層軟組織穿透能力遠(yuǎn)超光聲成像技術(shù)，適用于深層腫瘤成像。在此研究背景下，Xia等

［

28］

開發(fā)的Mn2?螯合黑色素納米探針（Mn

2+-PMNs-Ⅱ-813）通過(guò)增強(qiáng)T

1/T

2對(duì)比度（r

1=5.41mM?1·s?1，較臨床常用對(duì)比劑釓-二乙烯三胺五乙酸（gadolinium-diethylenetriaminepentaaceticacid，Gd-DTPA）提升32%，實(shí)現(xiàn)了前列腺癌的特異性長(zhǎng)效成像（腫瘤/非腫瘤信號(hào)比可持續(xù)升高至24h）。該探針兼具8~10cm的深層穿透能力和優(yōu)異的靶向性能，為前列腺癌早期診斷提供新型分子影像工具。Chen等

［

29］

系統(tǒng)對(duì)比黑色素與Gd

3+、Mn

2+、Fe

3+和Cu

2+等金屬離子的螯合特性，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)證實(shí)不同金屬螯合物的MR增強(qiáng)性能與其r

1弛豫率呈正相關(guān)，其中磁性納米顆粒（magneticnanoparticles，MNP）-聚乙二醇（polyethyleneglycol，PEG）-Gd

3+和MNP-PEG-Mn

2+展現(xiàn)出優(yōu)異的弛豫性能，其r

1值分別為61.9、48.7mM

-1·s

-1，遠(yuǎn)高于MNP-PEG-Fe

3+（11.1mM

-1·s

-1）和MNP-PEG-Cu

2+（9.7mM

-1·s

-1），該研究不僅闡明黑色素-金屬螯合物的構(gòu)效關(guān)系，更為設(shè)計(jì)高性能黑色素基MR分子影像探針提供了重要的理論指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，對(duì)推動(dòng)分子影像學(xué)的發(fā)展具有重要意義。與傳統(tǒng)影像技術(shù)僅能顯示解剖結(jié)構(gòu)不同，放射性核素成像技術(shù)具有獨(dú)特的分子顯像優(yōu)勢(shì)，能夠動(dòng)態(tài)反映組織器官的血流灌注特征和物質(zhì)代謝狀態(tài)，是目前應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的分子影像技術(shù)

［

30］

。以PET為例，Xia等

［

31］

開發(fā)基于黑色素和程序性死亡配體1（programmeddeathligand1，PDL1）結(jié)合肽的新型放射性示蹤劑

124I-WPMN，該探針?lè)派浠瘜W(xué)純度>95%，體內(nèi)穩(wěn)定性良好，且在非小細(xì)胞肺癌模型中表現(xiàn)出優(yōu)異靶向性和較高信噪比，其2h腫瘤/肌肉比值高達(dá)27.31±7.03，顯著高于對(duì)照示蹤劑

68Ga-NOTA-WL12（6.08±0.62），且72h內(nèi)保持穩(wěn)定。

124I-WPMN在腫瘤部位的長(zhǎng)效滯留特性（>72h）支持多時(shí)相成像，為免疫治療療效的無(wú)創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供了重要技術(shù)手段。黑色素或其衍生物通過(guò)與小分子熒光染料（如Cy5.5等）的有機(jī)結(jié)合使其發(fā)射近紅外熒光可實(shí)現(xiàn)熒光成像，適用于淺表腫瘤的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。Dong等

［

32］

將黑色素通過(guò)化學(xué)鍵合作用負(fù)載近紅外Ⅱ區(qū)熒光染料H2（inkMNP-PEG-H2）后，將前哨淋巴結(jié)顯影時(shí)間縮短至10min。此外，該新型探針的熒光強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，約為對(duì)照組的2.5倍，該研究為乳腺癌早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷提供了新型分子影像解決方案，其快速、精準(zhǔn)的成像特性有望推動(dòng)臨床前哨淋巴結(jié)活檢技術(shù)的革新。近年來(lái)，基于黑色素的近紅外Ⅱ區(qū)熒光成像還應(yīng)用于間充質(zhì)干細(xì)胞示蹤，通過(guò)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)移植干細(xì)胞的長(zhǎng)期跟蹤，解決了干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)的關(guān)鍵示蹤問(wèn)題，為藥物性肝損傷提供一種安全、高效的治療方案

［

33］

。盡管單模態(tài)成像為疾病的早期診斷提供豐富解剖信息，但每種成像方法都有缺點(diǎn)。因此，當(dāng)前醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域正從單一模態(tài)向多模態(tài)協(xié)同成像發(fā)展，不僅可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，還可提供更全面的生物信息（

表1

）。黑色素的內(nèi)在特性使其在多模態(tài)成像的應(yīng)用中展示了很大的潛力。比如，結(jié)合光聲成像的高分辨率與MR成像的高組織穿透深度、高空間分辨率，有助于實(shí)現(xiàn)原位微腫瘤生物成像等優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。據(jù)此，Chen等

［

34］

研發(fā)的PEG-IR820@MNPs納米診療平臺(tái)突破了傳統(tǒng)影像的檢測(cè)極限。系統(tǒng)研究證實(shí)，該平臺(tái)具有雙重增強(qiáng)機(jī)制：（1）黑色素內(nèi)核的等離子體共振效應(yīng)使光聲成像信號(hào)提升4.13倍；（2）IR820的熒光-MR協(xié)同作用使T

1信號(hào)增強(qiáng)1.60倍。在臨床前模型中成功檢出直徑<1.8mm的微小肝癌灶，配合實(shí)時(shí)影像導(dǎo)航的光熱消融，可實(shí)現(xiàn)亞厘米腫瘤的完全滅活，為肝癌早診早治提供了突破性解決方案。光聲成像和熒光雙模態(tài)成像通過(guò)整合光學(xué)成像的高對(duì)比度和超聲成像的高分辨率特性，為炎癥性腸?。╥nflammatoryboweldisease，IBD）的精準(zhǔn)診斷提供了創(chuàng)新性解決方案。Xu等

［

35］

開發(fā)一種基于黑色素-鎵納米復(fù)合物的智能診療系統(tǒng)，通過(guò)將其封裝于具有溫度響應(yīng)特性的IBD靶向水凝膠（thermo-sensitivemetabolicnanoregulator，TMNR）中，并采用吲哚菁綠（indocyaninegreen，ICG）進(jìn)行熒光標(biāo)記。在灌腸給藥24h后，通過(guò)三維光聲/熒光多模態(tài)成像技術(shù)可清晰實(shí)現(xiàn)TMNR在結(jié)腸近端和遠(yuǎn)端的精確定位。該研究不僅證實(shí)了基于黑色素的納米調(diào)節(jié)劑具有優(yōu)異的結(jié)腸炎靶向能力，還展現(xiàn)了其在病灶部位的特異性蓄積和長(zhǎng)效滯留特性，為IBD的靶向治療提供了新的技術(shù)路徑。近年來(lái)，無(wú)創(chuàng)多模態(tài)成像技術(shù)在腫瘤精準(zhǔn)診療領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，尤其在腫瘤早期診斷、療效評(píng)估及個(gè)體化治療指導(dǎo)方面具有重要意義。研究者基于黑色素獨(dú)特的光聲特性及其與金屬離子的強(qiáng)螯合能力，研發(fā)出一種新型多功能納米探針（Fe

3+-AMF-

64Cu

2+），通過(guò)將黑色素嵌入載鐵蛋白空腔結(jié)構(gòu)，在不添加外源螯合劑的情況下成功實(shí)現(xiàn)

64Cu

2+和Fe

3+的雙金屬標(biāo)記，從而構(gòu)建出性能優(yōu)異的PET-MR-光聲三模態(tài)成像探針。該探針不僅表現(xiàn)出顯著的腫瘤靶向富集能力、高度特異性和優(yōu)異的腫瘤-背景對(duì)比度，其核心載體鐵蛋白更通過(guò)協(xié)同作用有效增強(qiáng)了納米平臺(tái)的腫瘤靶向性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)顯著提升了MR和光聲成像的靈敏度

［

36］

。這一研究成果為腫瘤多模態(tài)分子影像診斷提供新的技術(shù)思路。隨著“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”時(shí)代的開啟，基于分子影像學(xué)的診斷對(duì)于促進(jìn)癌癥的有效治療具有重要意義，即多模態(tài)成像引導(dǎo)的精準(zhǔn)治療具有巨大的潛力

［

37,38］

。此外，可激活型多模態(tài)成像納米平臺(tái)因其智能響應(yīng)特性和精準(zhǔn)診療優(yōu)勢(shì)，在腦腫瘤診療領(lǐng)域備受關(guān)注。通過(guò)整合精氨酰-甘氨酰-天冬氨酸（Arg-Gly-Asp，RGD）靶向肽、Fe

3O

4摻雜黑色素納米顆粒和ICG，He等

［

39］

開發(fā)一種pH/光雙重響應(yīng)的納米診療劑（RGD-MMNs-DOX，RDM），實(shí)現(xiàn)了特異性生物靶向與物理靶向的協(xié)同增效。該探針（ICG-RDM）可響應(yīng)腫瘤微環(huán)境酸性pH和808nm激光雙重刺激，精準(zhǔn)調(diào)控ICG釋放，同步實(shí)現(xiàn)光聲-MR-熒光三模態(tài)成像。其超高的橫向弛豫率（r

2=409.4mM

-1·s

-1）為腦膠質(zhì)瘤精準(zhǔn)診療提供了創(chuàng)新解決方案，具有重要的臨床轉(zhuǎn)化價(jià)值。三、黑色素分子影像探針在圖像引導(dǎo)治療中的應(yīng)用圖像引導(dǎo)治療憑借其精準(zhǔn)定位和實(shí)時(shí)監(jiān)控的核心優(yōu)勢(shì)，正在革新現(xiàn)代疾病治療模式。這種治療策略通過(guò)將高分辨率影像導(dǎo)航與精準(zhǔn)治療手段有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了三大突破性進(jìn)展：首先，借助分子影像探針的精確定位能力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)病灶區(qū)域的靶向治療，顯著提高治療效率并降低對(duì)正常組織的損傷；其次，治療過(guò)程中可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥物分布和治療效果，為動(dòng)態(tài)調(diào)整治療方案提供客觀依據(jù)；最后，通過(guò)多模態(tài)影像能夠全面評(píng)估治療效應(yīng)，使治療過(guò)程實(shí)現(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)性治療”到“可視化精準(zhǔn)治療”的轉(zhuǎn)變，為個(gè)性化醫(yī)療提供可靠的技術(shù)支撐。近年來(lái)，基于黑色素的分子影像探針因其優(yōu)異的生物相容性和多模態(tài)成像特性，在圖像引導(dǎo)治療領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，特別是在腫瘤診療一體化、炎性疾病精準(zhǔn)診療和心血管疾病管理等重要醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已取得突破性進(jìn)展，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供了新的技術(shù)手段。在腫瘤精準(zhǔn)診療領(lǐng)域，黑色素分子探針因其獨(dú)特的理化性質(zhì)正引發(fā)研究熱潮。這類探針不僅具備優(yōu)異的生物相容性和可修飾性，更通過(guò)創(chuàng)新的功能化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了診斷與治療的高效協(xié)同。研究表明，黑色素分子探針在乳腺癌、腦膠質(zhì)瘤和皮膚癌等多種惡性腫瘤的診療一體化中展現(xiàn)出突破性的應(yīng)用價(jià)值。比如，RGD肽功能化的黑色素納米顆粒（cRGD-MNP）能夠高效靶向乳腺癌病灶，開創(chuàng)了圖像引導(dǎo)手術(shù)的新模式，該探針具有亞毫米級(jí)分辨率，術(shù)前光聲成像可精準(zhǔn)量化腫瘤體積并生成三維重建圖像，為手術(shù)規(guī)劃提供可視化指導(dǎo)，術(shù)中實(shí)時(shí)成像可動(dòng)態(tài)定位腫瘤邊界，使手術(shù)切除準(zhǔn)確度提升40%以上

［

40］

。這種圖像引導(dǎo)的手術(shù)策略不僅能準(zhǔn)確識(shí)別殘留病灶，還可降低保乳術(shù)后的局部復(fù)發(fā)率，為乳腺癌的精準(zhǔn)外科治療提供新思路。此外，Lin等

［

41］

開發(fā)的

64Cu

2+標(biāo)記仿生磁性黑色素納米探針代表了多模態(tài)成像技術(shù)的重大突破。該探針（

64Cu

2+-MMNs）整合了三種成像模態(tài)：PET成像（靈敏度0.1pmol/L）實(shí)現(xiàn)全身代謝顯像，超順磁性Fe

3O

4增強(qiáng)的MR成像（弛豫率24.1mM

-1·s

-1）提供精細(xì)解剖定位，光聲成像實(shí)現(xiàn)微血管可視化。這種“三位一體”的多模態(tài)成像系統(tǒng)不僅克服了單一成像技術(shù)的局限性，還能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)光熱治療效果，為腦膠質(zhì)瘤的精準(zhǔn)診療提供全面技術(shù)支持。在皮膚癌精準(zhǔn)診療方面，Zhou等

［

42］

首次研發(fā)出新型放射性黑色素納米診療平臺(tái)（

64Cu

2+-PEG-MNP），其中放射性核素

64Cu

2+兼具PET-CT示蹤和靶向放療功能：探針在皮膚癌模型中呈快速攝取，注射后2h即達(dá)到每克腫瘤組織注射劑量的［（7.45±0.50）%ID/g］，至8h達(dá)峰值攝取［（13.59±0.69）%ID/g］，長(zhǎng)效滯留24h仍保持（5.6±0.5）%ID/g，腫瘤/肌肉比值高達(dá)15.1±0.6；治療劑量（55.5MBq）的

64Cu

2+-PEG-MNP有效抑制皮膚腫瘤生長(zhǎng)，短期內(nèi)未對(duì)正常組織造成明顯損傷。這種診療一體化黑色素分子探針具有優(yōu)異的安全性，且動(dòng)態(tài)觀察窗口期長(zhǎng)達(dá)24h，實(shí)現(xiàn)了“診斷-治療-監(jiān)測(cè)”全流程管理，具有廣闊的臨床轉(zhuǎn)化前景。在炎性疾病精準(zhǔn)診療領(lǐng)域，黑色素分子探針的創(chuàng)新應(yīng)用正開辟新的研究方向。最新研究開發(fā)的Cy5.5標(biāo)記Janus間充質(zhì)干細(xì)胞系統(tǒng)

FM（Cy5.5-MSC

FM）通過(guò)活體熒光成像技術(shù)，可實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)上述探針向類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎炎癥部位的靶向遷移過(guò)程，到達(dá)病灶后，該系統(tǒng)精準(zhǔn)釋放鐵摻雜黑色素納米顆粒，其固有的抗氧化活性可高效清除病理微環(huán)境中的活性氧自由基（清除率>90%），進(jìn)而通過(guò)調(diào)控輔助性T細(xì)胞/調(diào)節(jié)性T細(xì)胞平衡，顯著緩解關(guān)節(jié)炎癥進(jìn)展，突破性實(shí)現(xiàn)診療一體化

［

43］

。在骨關(guān)節(jié)炎診療方面，“黑色素-聚賴氨酸”分子探針（PLL-MNPs）的創(chuàng)新設(shè)計(jì)解決了軟骨退變定量監(jiān)測(cè)的臨床難題

［

44］

?；诠饴暢上?，該探針不僅能提供完善的膝關(guān)節(jié)解剖細(xì)節(jié)，還可以特異性靶向軟骨基質(zhì)，研究證實(shí)其光聲信號(hào)強(qiáng)度與糖胺聚糖含量呈線性相關(guān)（

R2=0.83），進(jìn)而定量顯示早期（1454±127）和晚期骨關(guān)節(jié)炎（1036±55）的光聲信號(hào)以模擬軟骨中糖胺聚糖的流失程度，準(zhǔn)確區(qū)分早期和晚期骨關(guān)節(jié)炎病程，進(jìn)而動(dòng)態(tài)反映軟骨基質(zhì)修復(fù)情況（早于X線和MR成像），為療效評(píng)估提供客觀量化指標(biāo)。該技術(shù)突破了傳統(tǒng)影像學(xué)在軟骨代謝評(píng)估中的局限性，實(shí)現(xiàn)從解剖成像到分子功能成像的跨越。在心血管疾病精準(zhǔn)診療領(lǐng)域，黑色素基納米探針的突破性設(shè)計(jì)為動(dòng)脈粥樣硬化的早期診斷和干預(yù)提供了全新策略。Gd

3+-黑色素探針（Gd

3+-MNPpep）具有超高的T

1弛豫率（24.078mM

-1·s

-1），較臨床常用對(duì)比劑（Gd-DTPA）提升5倍，結(jié)合了黑色素固有的近紅外吸收特性，可實(shí)現(xiàn)MR-光聲雙模態(tài)成像，適用于易損斑塊分析識(shí)別，上述黑色素分子探針創(chuàng)新性采用中性粒細(xì)胞包裹策略，利用其炎癥趨化特性實(shí)現(xiàn)斑塊精準(zhǔn)靶向，能早期、無(wú)創(chuàng)識(shí)別高危動(dòng)脈粥樣硬化斑塊并延緩疾病進(jìn)展，通過(guò)抗氧化活性使ApoE基因敲除小鼠的斑塊面積降低至24.7%

［

45］

。該創(chuàng)新成果建立了動(dòng)脈粥樣硬化“精準(zhǔn)識(shí)別-靶向治療-療效評(píng)估”的全鏈診療體系。此外，cRGD靶向型黑色素探針結(jié)合聚乙二醇功能化修飾，成為天然黑色素納米診療劑cRGD-PEG-MNPs（RpMPs）

［

46］

。上述RpMPs探針突破性實(shí)現(xiàn)無(wú)螯合劑Gd3?負(fù)載，可基于MR成像用于評(píng)估斑塊區(qū)血管新生，研究顯示上述無(wú)螯合劑的Gd

3+-RpMPs在斑塊區(qū)域MR信號(hào)強(qiáng)度比Gd

3+-NpMPs和Gd-DTPA分別高1.5和5倍，并能動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)新生血管密度變化，準(zhǔn)確評(píng)估促血管生成的治療效應(yīng)。相較于傳統(tǒng)方法，上述黑色素分子探針在治療監(jiān)測(cè)功能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化干預(yù)方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，有望為心血管疾病管理帶來(lái)新的診療選擇。四、黑色素分子影像探針的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：截至目前，黑色素分子影像探針研究連續(xù)取得重大突破，其良好的生物相容性和獨(dú)特的理化性質(zhì)在腫瘤精準(zhǔn)診斷和診療一體化領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力。未來(lái)，該領(lǐng)域研究將呈現(xiàn)三大發(fā)展趨勢(shì)：首先，在分子設(shè)計(jì)層面，著力構(gòu)建“可編程”智能納米平臺(tái)，通過(guò)模塊化集成策略實(shí)現(xiàn)多模態(tài)成像、靶向治療和生物傳感等多重功能；其次，在技術(shù)創(chuàng)新方面，結(jié)合合成生物學(xué)手段改造黑色素生產(chǎn)菌株，建立基因編碼的黑色素標(biāo)記體系，同時(shí)開發(fā)適配超分辨顯微技術(shù)和膨脹顯微鏡的新型顯微成像探針，并構(gòu)建基于微流控芯片技術(shù)的單細(xì)胞多組學(xué)分析平臺(tái)；最后，在臨床應(yīng)用轉(zhuǎn)化方向，重點(diǎn)突破診療反饋型智能黑色素分子探針的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)治療過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和療效動(dòng)態(tài)評(píng)估，為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)提供新一代多功能分子影像工具。這些創(chuàng)新研究有望在未來(lái)5~10年推動(dòng)黑色素探針從實(shí)驗(yàn)室走向臨床應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)重大臨床突破。面對(duì)多模態(tài)影像數(shù)據(jù)存在的異構(gòu)性、海量性和復(fù)雜性等關(guān)鍵挑戰(zhàn)，人工智能輔助的多模態(tài)數(shù)據(jù)融合算法正發(fā)揮關(guān)鍵作用?；谏疃葘W(xué)習(xí)的智能探針設(shè)計(jì)系統(tǒng)，能夠通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬和虛擬篩選，快速優(yōu)化分子探針的靶向性和藥代動(dòng)力學(xué)特性，使開發(fā)周期縮短40%以上。在影像分析方面，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與Transformer的混合架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)影像的智能融合，將PET、MR和光學(xué)成像數(shù)據(jù)的診斷準(zhǔn)確率提升至92.3%。特別是在手術(shù)導(dǎo)航領(lǐng)域，結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)時(shí)影像分析系統(tǒng)，能夠以0.2mm的空間精度勾勒腫瘤邊界，為外科醫(yī)師提供精準(zhǔn)引導(dǎo)。當(dāng)前研究熱點(diǎn)集中在三大方向：一是開發(fā)具有環(huán)境響應(yīng)特性的智能探針，其信號(hào)強(qiáng)度可隨腫瘤微環(huán)境pH值或酶活性動(dòng)態(tài)變化；二是構(gòu)建基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的多中心數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，在保護(hù)數(shù)據(jù)隱私的前提下實(shí)現(xiàn)模型持續(xù)優(yōu)化；三是探索探針診療一體化功能，通過(guò)AI預(yù)測(cè)最佳治療時(shí)間窗。這些突破性進(jìn)展將有力推動(dòng)黑色素分子探針早日進(jìn)入臨床常規(guī)應(yīng)用，為腫瘤早診早治提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。五、總結(jié)綜上所述，在精準(zhǔn)醫(yī)療的大背景下，黑色素分子影像探