前列腺癌已成为全球范围内男性发病率最高的肿瘤，也是我国发病率增速最快肿瘤之一。根治性前列腺切除术（RP）是局限性前列腺癌的首选治疗方案，旨在完整切除前列腺实现治愈。术中肿瘤边界定位不准可能导致阳性手术切缘，其临床发生率高达15%‒40%。阳性切缘是肿瘤复发的核心风险因素，而扩大切除又可能损害邻近神经、尿道等功能组织，引发勃起功能障碍、尿失禁等并发症。Gleason分级分组（Grade Group，GG）是临床评估前列腺癌恶性程度的最常用指标，GG≥3的恶性组织残留提示更强的侵袭性，对预后影响大。切缘GG≥3前列腺癌患者的死亡风险是低级别患者的近4倍，通常需要扩大切除范围。而GG<3的肿瘤组织恶性程度较低，若扩大切除面临重要功能组织时，可考虑保守切除并采取术后放化疗治疗策略。因此，术中可视化肿瘤异质性，可指导扩大切除范围和功能保留策略，降低切缘阳性和术后复发率，提升前列腺癌根治术的安全性和精准度。传统术中病理分析（如冰冻病理）耗时长、需要专业人员配合，难以在术中提供切缘快速、整体分级评估。因此迫切需要术中快速、准确、即时的组织恶性程度可视化技术，有效降低手术阳性边界。

图1.免标记拉曼导航系统术中实现前列腺癌恶性分级。（A）手术导航系统工作流程示意图。（B）术中检测组织间液酸化（pH）和前列腺特征抗原（PSA）活性双分子标志物定位GG≥3前列腺癌组织的受试者操作特征曲线。（C）病人前列腺组织白光照片、H&E染色切片与pH和PSA活性分布图。

近日，下注足球 李聪教授团队联合中国科下注足球 深圳先进技术研究院医学成像科学与技术系统全国重点实验室郑海荣院士、杨慧研究员团队，复旦大学附属中山医院泌尿外科王杭主任，复旦大学生物医学工程下注足球 余锦华教授，共同在Nature Biomedical Engineering杂志发表题为“Label-free Navigation System for in-situ Grading Prostate Tumor Malignancy via Tissue pH and Prostate-Specific Antigen Activity”研究性论文。该工作开发了一类基于表面增强拉曼散射（SERS）技术的肿瘤切除导航设备，该设备集成了微流控采样、拉曼阵列检测、AI光谱分析模块。采样模块通过纯水水滴无损、连续提取手术切缘表面物质，继而转移到纳米压印技术制备的拉曼阵列。阵列表面修饰的报告元件特异性识别水滴中肿瘤标志物：组织间液酸化（pH）和前列腺特异性抗原（PSA）活性，并通过特征拉曼峰之间比率变化定量肿瘤标志物。AI智能模块自动分析拉曼光谱，实现两类肿瘤分子标志物的同步、定量检测，且单位点采样样本的检测时间小于2 min。对144名临床前列腺肿瘤患者术中切除新鲜组织分析表明，该仪器对GG≥3高恶性肿瘤组织的受试者工作特征曲线下面积高达0.890，展示了术中快速定位高级别肿瘤区域的可行性。

肿瘤侵袭过程中，分子标志物变化往往早于影像结构变化。因此，相较术前影像导航技术，该术中拉曼定位系统能够为外科医生提供更加即时、客观、精准的恶性分级信息。手术过程中，医生可以基于实时生成的肿瘤分子标志物地图，动态调整切除范围，实现肿瘤最大化切除与功能组织最小化损伤之间的平衡。该仪器有潜力提升根治性前列腺切除术的精准度，降低阳性切缘率，最终改善前列腺癌患者的预后和生存质量。此外，通过更换拉曼报告元件可实现不同类型肿瘤分子标志物的定量检测，从而使该设备成为跨癌种手术导航平台。该设备兼容性强，各类模块可进一步小型化和自动化，与腹腔镜、达芬奇机器人等结合，适配微创手术应用场景。

论文共同第一作者为复旦大学金子义、董孝严、赵铮、中国科下注足球 深圳先进技术研究院陈思卉。郑海荣院士、余锦华教授、杨慧研究员、王杭主任、李聪教授担任通讯作者。本研究得到了国家重大科研仪器研制项目，国家杰出青年科学基金、上海卫健委交叉学科前沿项目，复旦大学AI4S项目、医工结合项目，国家资助博士后研究人员计划C档等项目的资助。