心血管疾病（CVD）是对人类健康最严重的威胁之一。特别是在我国，心血管疾病引起的发病率和死亡率仍在上升。动脉粥样硬化（AS）是心血管疾病的主要病理原因，炎症反应贯穿于AS的各个阶段，从动脉壁脂纹的产生开始，到AS形成过程，甚至斑块的破裂，同时，巨噬细胞在吸收氧化低密度脂蛋白（oxLDL）变成泡沫细胞的过程中起着关键作用，同时释放出大量的炎症因子，产生不稳定型AS斑块。临床研究发现富含AS斑块的泡沫细胞容易破裂形成血栓，导致心肌梗死、中风等致命并发症的发生。因此，有效识别泡沫细胞并区分易损AS斑块，对临床心血管疾病的防治具有重要意义。

基于此，北京大学健康科学中心心血管科学研究所和分子心血管科学重点实验室郑乐民教授带领团队利用Ti3C2/ICG纳米复合物作为PA纳米探针，研制了一种无创PA成像平台，成功实现了易损AS斑块的直接活体视觉成像。该研究成果以“ANon-InvASiveNanoprobeforInVivoPhotoacousticImagingofVulnerableAtheroscleroticPlaque”为题，在线发表在《AdvancedMaterials》杂志上。

Ti3C2纳米片和ICG都具有优异的PA成像性能。而且，Ti3C2纳米片具有较大的比表面积，可作为多种ICG分子负载的纳米载体，从而使Ti3C2/ICG纳米探针明显提高PA性能。为了对易损斑块进行高度选择性识别，研究人眼选择AS斑块泡沫细胞中过度表达的骨桥蛋白（OPN）作为靶点。通过对抗OPN抗体（OPNAb）的修饰，形成的OPNAb/Ti3C2/ICG纳米探针能够特异性识别泡沫细胞和易损斑块组织。静脉注射到AS模型小鼠后，OPN-Ab/Ti3C2/ICG纳米探针在脆弱的富含斑块的主动脉弓上显示出特别增强的PA成像。

研究人员还发现，未经任何处理的巨噬细胞和泡沫细胞均不显示任何红色荧光。由于缺乏OPN-Ab修饰，Ti3C2/ICG纳米探针即使与OPN过表达的泡沫细胞共孵育，其非特异性亲和力也很弱。鉴于泡沫细胞的OPN表达明显高于巨噬细胞，因此，在与OPNAb/Ti3C2/ICG纳米探针共孵育的泡沫细胞中，预期会出现明显增强的红色荧光，而同样处理的巨噬细胞获得的荧光信号相对较弱。

血管内超声（IVUS）、X射线造影、光学相干断层扫描和磁共振（MR）成像是临床诊断AS最常用的方法。利用这些技术可以很好地观察AS斑块的详细形态，分析斑块的可溶性，并测量其厚度内中膜。然而，其敏感性相对较低，且难以筛选AS斑块的关键成分，这对识别AS易损斑块构成了巨大挑战。光声成像是一种新型的生物医学诊断方法，它将光学成像的高灵敏度和超声成像的相对高穿透深度相结合，具有较高的空间分辨率和良好的组织对比度，例如，利用内源性血色素（PA）或外源性脂质（PA）的对比，可以帮助鉴别某些组织中的血色素（PA）和正常组织，纳米材料和具有典型近红外吸附的有机染料分子。在之前的研究中，AS的PA成像主要集中在借助商用血管内超声导管或AS斑块的活体血管内PA成像。然而，纯体外研究不能充分证明PA成像在更真实的含血和复杂组织环境中的可行性，而活体血管内PA成像是一种有创性的诊断方法，这给直接识别活体组织中的易损斑块带来了很大的不确定性。

近红外纳米探针的出现为克服上述缺点提供了一个很好的解决方案。近红外纳米探针通常具有优异的光学吸收系数，可以大大提高PA成像的灵敏度，即使在同时面临强背景干扰的挑战时也是如此，功能性适体与纳米探针的结合进一步促进了分子水平上的无创诊断。然而，无创PA成像在AS病中的应用尚处于起步阶段。

总之，该研究团队提出了一种基于OPN-Ab/Ti3C2/ICG纳米探针的无创活体PA成像平台，用于易损AS斑块的直观诊断。通过采用Ti3C2纳米片作为纳米载体，同时与PEI涂层一起，很好地实现了OPN-Ab的共价结合和ICG分子的大负载。探针的PA成像是在分子水平上筛选AS斑块的关键成分的一个很好的解决方案，也为进一步探索深层组织（人类颈动脉、颈动脉、颈动脉）的无创成像提供了许多机会。