吲哚菁綠熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)在泌尿外科手術(shù)中的應(yīng)用

劉 洪，熊 瑋 綜述，冉 清，△ 審校

(1.成都醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)院，四川 成都 610500；2.四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院器官移植中心，四川 成都 610072)

精確的外科手術(shù)追求“高效、安全”，需要嚴(yán)密的術(shù)前評(píng)估、手術(shù)規(guī)劃、手術(shù)實(shí)施及圍手術(shù)期管理。手術(shù)的有創(chuàng)性要求外科醫(yī)生平衡好清除病灶、保護(hù)臟器和控制損傷的關(guān)系；而術(shù)中可視化工具是重要的輔助手段。吲哚菁綠(Indocyanine green，ICG)是一種廣泛使用的無輻射熒光造影劑，近年來已在泌尿外科內(nèi)鏡手術(shù)中逐漸顯示出獨(dú)特優(yōu)勢。本文主要就ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)在泌尿外科手術(shù)中的應(yīng)用展開綜述。

1 ICG的概述

ICG是一種具有水溶性近紅外熒光(NIRF)造影劑，屬于三碳菁染料(C43H47N2NaO6S2)，分子量為775達(dá)爾頓，于1955年由美國柯達(dá)公司研發(fā)用于醫(yī)療影像，1956年FDA批準(zhǔn)開始用于人類疾病診斷[1]。在水溶液中，ICG自動(dòng)凝聚然后分解為無色的衍生物，溶液中有蛋白質(zhì)如血漿球蛋白、白蛋白，其解凝后顏色穩(wěn)定不變。較其它造影劑，其光學(xué)反應(yīng)無輻射，擁有高吸光度和低毒性，價(jià)格便宜。通過靜脈注射ICG，在血液以兩種方式運(yùn)輸，游離ICG和與血漿蛋白結(jié)合ICG，經(jīng)血液循環(huán)到人體肝臟。肝臟從血流攝取ICG并通過谷胱甘肽S轉(zhuǎn)換酶代謝，以整個(gè)分子形式經(jīng)膽汁排泄入腸道再排出體外，不參加腸肝循環(huán)，無腎毒性。

2 ICG實(shí)時(shí)顯影技術(shù)的發(fā)展

20世紀(jì)70年代，研究人員發(fā)現(xiàn)用近紅外光在600～900 nm波長照射結(jié)合ICG的蛋白質(zhì)后在840 nm處發(fā)射熒光值達(dá)頂峰，在波長840 nm處，近紅外光極少被水和血紅蛋白吸收，熒光信號(hào)可穿過5～10 mm的結(jié)締組織[2]。1992年，ICG開始臨床應(yīng)用于眼底血管造影[3]。進(jìn)入21世紀(jì)后，ICG實(shí)時(shí)顯影技術(shù)臨床應(yīng)用快速發(fā)展，在肝膽外科肝段切除[4]，普通外科腸管吻合可血供檢查[5]，乳腺外科前哨淋巴結(jié)清掃[6]等廣為使用并證實(shí)其安全性。目前，在臨床應(yīng)用的設(shè)備中，有普通腹腔鏡PINPOINT系統(tǒng)(Stryker公司)和機(jī)器人系統(tǒng)(NeuroLogica公司)系統(tǒng)平臺(tái)可使用ICG行熒光顯影。

腎臟近曲小管上皮細(xì)胞可分泌膽紅素膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，而腫瘤細(xì)胞分泌較少。膽紅素膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白是一種38.22 kDa的跨膜蛋白，由1026 bp長的mRNA序列翻譯所得，含有340個(gè)氨基酸。ICG可與其結(jié)合熒光顯影，正常腎組織呈等熒光，而腎細(xì)胞癌組織結(jié)合較少因此呈低熒光[7]。

PINPOINT系統(tǒng)可提供實(shí)時(shí)內(nèi)鏡可見光和紅外線熒光顯影，由Stryker公司推出，其熒光光源為LED，包括4K顯示器，(10 mm 0°&30°&45°；5 mm 0°&30°&45°)PINPOINT攝像頭等。靜脈注射ICG后，可熒光顯影腎臟腫瘤邊界、腎臟血管及組織灌注，顯露腎臟動(dòng)脈分支，利于腎臟腫瘤剜除手術(shù)。ICG可深入腎實(shí)質(zhì)染色，輔助內(nèi)生性腎腫瘤熒光顯影“骨骼化”利于切除[8]。

Da Vinci 機(jī)器人手術(shù)平臺(tái)熒光光源為激光，由NeuroLogica公司研發(fā)，其采用內(nèi)置近紅外ICG檢測器收集熒光顯影，呈現(xiàn)綠色熒光，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯影。ICG熒光實(shí)時(shí)顯影輔助外科醫(yī)生觀察器官功能狀態(tài)并判斷切割平面，可精準(zhǔn)識(shí)別腎動(dòng)脈分支、腎實(shí)質(zhì)血供和灌注[9]。

3 按照不同使用路徑和部位，ICG使用可劃分為如下幾類

3.1 外周靜脈血管注射為最常用的途徑，經(jīng)靜脈注射1～2 ml(2.5～5 mg)ICG，腎動(dòng)脈先顯影(5～10 s)，腎靜脈顯影(20～40 s)，在腎臟可持續(xù)顯影(1～20 min)，腎盂輸尿管顯影(3～10 min)，淋巴結(jié)顯影(20～40 min)，血漿半衰期為4 min[10]。

3.2 腫瘤周圍注射主要用于淋巴回流顯影，可經(jīng)直腸對(duì)前列腺注射，也可膀胱鏡引導(dǎo)下注入膀胱或(和)前列腺，熒光顯影標(biāo)準(zhǔn)劑量1.25～2.5 mg/kg。可顯示淋巴結(jié)核，腫瘤前哨淋巴結(jié)、淋巴轉(zhuǎn)移。如前列腺癌、膀胱癌等[11]。

3.3 尿路集合系統(tǒng)注射Barnes等報(bào)道，通過尿路注射ICG染料是否泄漏來評(píng)估尿路完整性[12]，用于泌尿系畸形和外傷的診治，也用于輸尿管損傷或術(shù)中輸尿管血供判斷。

4 ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)在泌尿外科的應(yīng)用

ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)在泌尿外科應(yīng)用廣泛，在腎臟腫瘤、腎上腺腫瘤術(shù)中顯示血管及分支，辨識(shí)腫瘤邊界和阻斷血管后標(biāo)記腎臟缺血范圍、淋巴引流。在乳腺腫瘤患者已使用ICG顯影參考區(qū)域淋巴結(jié)清掃[13]。在膀胱癌、前列腺癌、陰莖癌術(shù)中，可實(shí)時(shí)鑒別區(qū)域淋巴結(jié)引流幫助泌尿系統(tǒng)腫瘤的準(zhǔn)確分期，尤利于雙側(cè)盆腔淋巴結(jié)清除術(shù)。

4.1 利用血循環(huán)顯影

4.1.1ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)輔助腎臟腫瘤手術(shù)

腎臟腫瘤的發(fā)病率和死亡率占全身腫瘤中2%，其中腎癌約占85%，腎母細(xì)胞瘤5%-6%，肉瘤3%。腎臟腫瘤臨床癥狀明顯時(shí)大多提示腫瘤進(jìn)展到中晚期。腎單位的不可再生性要求醫(yī)生平衡“無瘤原則”和保留腎實(shí)質(zhì)功能，避免術(shù)后慢性腎功能不全。盡管已有R.E.N.A.L、ABC等評(píng)分系統(tǒng)輔助臨床外科實(shí)踐，但I(xiàn)CG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)應(yīng)用幫助醫(yī)生在術(shù)中切除及健康組織判別及精準(zhǔn)切割。

通過靜脈注射ICG，腎細(xì)胞癌組織呈低熒光，腎囊腫、腎錯(cuò)構(gòu)瘤呈超熒光。在腹腔鏡輔助腎部分切除術(shù)和機(jī)器人輔助腎部分切除術(shù)中，腎臟腫瘤呈低熒光和選擇性夾閉腫瘤供血?jiǎng)用}使灌注不足相關(guān)區(qū)域呈暗區(qū)。在復(fù)雜的腎部分切除術(shù)中，標(biāo)記腎臟缺血范圍和辨識(shí)腫瘤區(qū)域，可達(dá)到“精準(zhǔn)切除”，還可實(shí)時(shí)判斷以減少術(shù)中出血和保護(hù)健康腎臟組織灌注[14]。

4.1.2ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)輔助腎上腺腫瘤手術(shù) 腎上腺手術(shù)中，經(jīng)典手術(shù)方式多行單側(cè)腎上腺全切術(shù)。Sound等報(bào)道，通過靜脈注射ICG，ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)可描繪腎上腺腫瘤邊界，行腹腔鏡腎上腺和機(jī)器人輔助腎上腺腫瘤剜除術(shù)達(dá)到精準(zhǔn)切除腫瘤，保留部分腎上腺功能[15]。Colvin等進(jìn)行臨床研究后報(bào)道，通過靜脈注射ICG，腎上腺腫瘤組織與腹膜后脂肪區(qū)分度在熒光顯影5 min時(shí)最顯著，可持續(xù)顯影20 min，利于腎上腺腫瘤定位及剜除術(shù)進(jìn)行[16]。

4.1.3ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)對(duì)尿路疾病診斷 行ICG術(shù)中尿路造影，檢查有無輸尿管漏、輸尿管畸形，還可實(shí)時(shí)指導(dǎo)輸尿管重建術(shù)，提示吻合口狹窄、出血等情況；ICG術(shù)中膀胱造影，在膀胱鏡鏡檢和TURP手術(shù)中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、診斷膀胱破裂，膀胱畸形并及時(shí)處置；ICG實(shí)時(shí)顯影尿道連續(xù)性和完整性，在經(jīng)尿道肛門手術(shù)、經(jīng)會(huì)陰手術(shù)中避免尿道損傷，可輔助對(duì)尿道斷裂及尿道狹窄修復(fù)或前列腺根治手術(shù)中尿道殘端的識(shí)別[12]。

4.1.4ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)輔助對(duì)膀胱疾病診斷 Manny等報(bào)道，通過術(shù)中靜脈注射ICG可熒光實(shí)時(shí)顯影腸系膜下動(dòng)脈區(qū)域的血管分支和腸壁微血管灌注，輔助選擇血供良好腸段準(zhǔn)備構(gòu)建新膀胱，并檢查腸吻合口及腸-尿道吻合口的血供，降低吻合口漏發(fā)生率，而利于改善新膀胱儲(chǔ)尿、控尿、排尿[17]。

4.1.5ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)輔助對(duì)前列腺疾病診斷 機(jī)器人輔助下前列腺癌根治(RARP)或者腹腔鏡前列腺癌根治術(shù)，術(shù)中靜脈注射ICG熒光實(shí)時(shí)顯影顯露前列腺腫瘤邊界，判斷并保留血管神經(jīng)束(NVB)，有益于患者術(shù)后勃起功能和尿控恢復(fù)[18]。

4.2 利用淋巴循環(huán)途徑ICG實(shí)時(shí)顯影技術(shù)追蹤惡性腫瘤淋巴轉(zhuǎn)移，有較高的檢出率、準(zhǔn)確率和敏感性。KleinJan等報(bào)道，在示蹤淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面，ICG與目前臨床廣泛使用的納米碳(carbon nanoparticles，CNP)相當(dāng)，比放射性核素和亞甲藍(lán)更敏感和準(zhǔn)確[19]。術(shù)中注射ICG到腫瘤組織周圍，顯示區(qū)域淋巴結(jié)分布及淋巴引流，輔助行前哨淋巴結(jié)(SLN)活檢和相應(yīng)淋巴結(jié)清掃，有助于盆腔腫瘤的準(zhǔn)確分期診斷和治療，尤其是睪丸腫瘤和陰莖腫瘤根治術(shù)中行腹股溝淋巴結(jié)清掃，降低術(shù)后淋巴漏發(fā)生率[20]。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，ICG結(jié)合納米顆粒作為染料時(shí)會(huì)增加前列腺腫瘤組織的腫瘤信號(hào)和對(duì)比度；還可以用于區(qū)別前列腺淋巴引流和下肢淋巴引流，并且可以通過受損的淋巴結(jié)構(gòu)辨別淋巴管和輸尿管[21]。Kim等報(bào)道，前列腺癌細(xì)胞對(duì)ICG具有高效率和高對(duì)比度，可在超聲引導(dǎo)下經(jīng)皮對(duì)前列腺注射附帶藥物ICG，靶向輔助診治前列腺癌[22]。Nguyen等報(bào)道，經(jīng)直腸向前列腺包膜組織注射ICG用于術(shù)中前哨淋巴結(jié)活檢，發(fā)現(xiàn)腫瘤轉(zhuǎn)移可指導(dǎo)盆腔淋巴結(jié)清掃術(shù)[23]。

在膀胱鏡下對(duì)膀胱黏膜下層和逼尿肌周圍注射ICG，可行盆腔淋巴管顯影、腫瘤標(biāo)記。Golijanin等報(bào)道，在膀胱鏡下膀胱黏膜注射ICG可鑒定出膀胱癌前哨淋巴結(jié)，ICG結(jié)合低PH插入肽(pHLIP)可標(biāo)記膀胱高級(jí)別尿路上皮癌，包括肌層浸潤性和非肌層浸潤性腫瘤，早期診斷膀胱癌[24]。

4.3 治療效益(ICG熒光對(duì)腫瘤的治療)惡性腫瘤有外科治療、化學(xué)治療、放射治療、熱療、生物治療及中醫(yī)中藥等手段。熒光照射ICG可以產(chǎn)生熱輻射和活性氧，ICG實(shí)時(shí)顯影同時(shí)ICG在腫瘤組織高度濃集。因溫度超過60 ℃以上人體組織會(huì)發(fā)生不可逆改變，高濃度和高溫ICG會(huì)殺傷腫瘤組織而產(chǎn)生光動(dòng)力治療作用。針對(duì)腫瘤的免疫療法可通過提升機(jī)體免疫監(jiān)視功能早識(shí)別腫瘤細(xì)胞和腫瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移并予以清除。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和綜述報(bào)道，采用激光-ICG療法會(huì)延長轉(zhuǎn)移性前列腺癌患者的生存時(shí)間[25，26]。

5 ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)的限制

ICG無明顯臨床應(yīng)用絕對(duì)禁忌證。國內(nèi)ICG含有微量的碘，有報(bào)道妊娠者、碘過敏者和過敏體質(zhì)者禁用，肝臟功能差者應(yīng)調(diào)整劑量[27]。副作用主要表現(xiàn)為惡心、嘔吐及蕁麻疹。有報(bào)道法國SERB公司可生產(chǎn)新型ICG(Infracyanine)不含碘，術(shù)中呈現(xiàn)藍(lán)色熒光[28]。

6 展望

有研究者把ICG與納米顆粒聚合形成脂質(zhì)體、高分子膠束，應(yīng)用到腫瘤影像輔助診斷和治療技術(shù)，目前國內(nèi)外許多相關(guān)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)為其一個(gè)新的熱點(diǎn)平臺(tái)[29]。ICG顯影技術(shù)在泌尿外科手術(shù)中的應(yīng)用可行性、安全性和臨床價(jià)值得到廣大臨床醫(yī)生認(rèn)可，有望為我們高精度泌尿外科提供參考。

聯(lián)合放射和熒光指導(dǎo)對(duì)腫瘤前哨淋巴結(jié)進(jìn)行活檢以提高淋巴結(jié)活檢準(zhǔn)確率。文獻(xiàn)報(bào)道，可將多光譜熒光圖像引導(dǎo)應(yīng)用到臨床，在機(jī)器人輔助前列腺癌根治術(shù)前先行淋巴閃爍成像和CT或MRI檢查確定前哨淋巴結(jié)數(shù)量和位置，術(shù)中在超聲引導(dǎo)下向前列腺注射ICG 99 mTc-nanocolloid，再進(jìn)行腫瘤切除和淋巴結(jié)清除手術(shù)，病檢對(duì)比結(jié)果顯示前哨淋巴結(jié)檢出率、準(zhǔn)確率有提高[30]。此外，ICG熒光顯影技術(shù)聯(lián)合術(shù)中超聲檢查可輔助明確腫瘤邊界、腫瘤血供和腫瘤性質(zhì)初步鑒定。需要更多的隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)來量化分析ICG實(shí)時(shí)顯影輔助鑒別腫瘤邊界和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步進(jìn)行生存性分析。

綜上所述，術(shù)中實(shí)時(shí)影像是外科可視化技術(shù)的一部分，極大拓展了外科醫(yī)生的視覺，有助于術(shù)中實(shí)時(shí)外科決策并減少手術(shù)并發(fā)癥、改善手術(shù)精準(zhǔn)度。ICG熒光實(shí)時(shí)顯影技術(shù)擁有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、便捷安全特性。目前，臨床正在使用的ICG融合影像導(dǎo)航、術(shù)中超聲、CT或MRI導(dǎo)航和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等輔助手段。相信ICG的臨床推廣應(yīng)用必將提升精準(zhǔn)外科手術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)更安全和微創(chuàng)的外科手術(shù)。