吲哚菁綠熒光成像技術(shù)在宮頸癌根治術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)展

蔣思悅，王文華，曾超，陳曦，楊永秀

作為女性生殖系統(tǒng)常見的惡性腫瘤，宮頸癌的發(fā)病率居全球女性癌癥第4位[1]。中國每年新增病例約14萬，每年死亡病例約3.7萬[1-2]。隨著癌前篩查的普及和影像技術(shù)的發(fā)展，越來越多的宮頸癌患者在早期被發(fā)現(xiàn)。根治性手術(shù)是早期宮頸癌的重要治療方式，術(shù)式多采用廣泛性子宮切除+盆腔淋巴結(jié)切除，對于高?；颊哌€應(yīng)行腹主動脈旁淋巴結(jié)切除[3]。然而，早期宮頸癌的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移率低于20%，不必要的系統(tǒng)性淋巴結(jié)清掃會增大術(shù)中血管損傷、術(shù)后淋巴囊腫等并發(fā)癥的發(fā)生概率[4-5]；同時，宮頸癌根治術(shù)中大范圍宮旁組織的切除以及病灶周圍難以識別的血管和神經(jīng)，可能造成不可逆損傷，導(dǎo)致嚴(yán)重的運(yùn)動、感覺及自主神經(jīng)功能障礙，影響術(shù)后生活質(zhì)量[4,6]。因此，如何提高手術(shù)精確度、減少手術(shù)并發(fā)癥是當(dāng)前臨床醫(yī)師面臨的一大挑戰(zhàn)。

吲哚菁綠（indocyanine green，ICG）是一種對血漿蛋白表現(xiàn)出高親和力的水溶性三碳菁化合物，能夠在近紅外（near-infrared，NIR）光譜的激發(fā)下發(fā)射熒光，是婦科手術(shù)最常用的熒光染料[7-8]。近年ICG熒光成像作為術(shù)中導(dǎo)航工具，已廣泛應(yīng)用于多個外科領(lǐng)域，有助于關(guān)鍵解剖結(jié)構(gòu)的定位、器官灌注的評估、腫瘤病灶的識別、前哨淋巴結(jié)（sentinel lymph node，SLN）的檢測、分段器官及甲狀旁腺等小器官的可視化，在指導(dǎo)手術(shù)決策、提高手術(shù)精確性和減少術(shù)后復(fù)發(fā)等方面發(fā)揮著積極作用[9-10]?，F(xiàn)對ICG熒光成像技術(shù)在宮頸癌根治術(shù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展前景進(jìn)行綜述。

1 ICG熒光成像的原理與特點(diǎn)

隨著精準(zhǔn)醫(yī)療時代的到來，熒光成像基于其無輻射、成像速度快、結(jié)果直觀、敏感度和分辨率高的優(yōu)勢，已成為各類疾病診治最具前景的方式之一[10-12]。其基本原理為斯托克斯位移（Stokes shift），即熒光顯影劑在特定波長處被外來光激發(fā)后可提高熒光分子的能級，當(dāng)其再次回到基態(tài)能級時會發(fā)射一個低能量光子，該過程產(chǎn)生的能量差可被捕捉并實(shí)時顯示在監(jiān)視器上形成顯像圖[13]。然而，基于可見光（400～760 nm）的傳統(tǒng)熒光成像受限于較低的組織對比度與較高的自體熒光[11]；相比之下，近紅外熒光為不可見光，該波段的光（650～900 nm）在生物組織中散射率低、吸收量少，并可降低組織的自體熒光，在不影響手術(shù)視野的同時具有更深的穿透力和更高的空間分辨率，可提供信噪比良好的顯影圖[11-12]。

選擇合適的顯影劑是熒光成像的關(guān)鍵，目前ICG熒光成像技術(shù)在微創(chuàng)外科手術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛[10]。ICG于20世紀(jì)50年代問世，在1956年得到美國食品藥品監(jiān)督管理局的批準(zhǔn)，并逐步應(yīng)用于多項臨床工作中[14]，具有良好的安全性、低毒性和組織滲透性[9]。ICG進(jìn)入人體后迅速與血漿中大分子蛋白質(zhì)結(jié)合，參與血液循環(huán)和淋巴系統(tǒng)引流，且不影響體內(nèi)循環(huán)，不破壞所結(jié)合蛋白的生物結(jié)構(gòu)，在近紅外光的激發(fā)下發(fā)射熒光，通過熒光接收儀成像在設(shè)備上能得到ICG濃聚部位的解剖結(jié)構(gòu)[8]。同時，ICG在腫瘤高通透性和滯留效應(yīng)的作用下，常濃聚于癌變部位并發(fā)射強(qiáng)熒光信號，這有助于腫瘤部位和邊界的精確定位[8,15]。隨著研究的深入，ICG被證實(shí)能夠在第二近紅外光學(xué)窗（NIR-Ⅱ，1 000～1 700 nm）內(nèi)發(fā)射熒光，這不僅拓展了ICG的應(yīng)用領(lǐng)域，還為臨床上NIR-Ⅱ成像的應(yīng)用開辟了新路徑[10]。

2 ICG熒光成像在宮頸癌根治術(shù)中的應(yīng)用價值

2.1 示蹤SLN對于早期宮頸癌患者，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移不僅是影響預(yù)后的獨(dú)立因素，也是輔助術(shù)后治療方案的決定因素[3]。SLN作為腫瘤細(xì)胞經(jīng)淋巴轉(zhuǎn)移的第一道屏障，可通過示蹤劑標(biāo)記并檢測，以評估整個區(qū)域淋巴結(jié)的狀態(tài)，從而替代常規(guī)的盆腔淋巴結(jié)清掃，同時可在一定程度上避免遺漏淋巴結(jié)小體積轉(zhuǎn)移灶和特殊部位淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶[5]。有研究顯示，宮頸癌與子宮內(nèi)膜癌盆腔SLN解剖分布與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移位置相似，這表明SLN在這2種惡性腫瘤檢測結(jié)果的敏感度可以累積，從而方便后續(xù)更好地驗(yàn)證SLN活檢術(shù)應(yīng)用于宮頸癌的價值[16]。盆腔內(nèi)部存在多條腫瘤淋巴引流通路，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此有必要了解宮頸癌SLN的分布規(guī)律。有研究報道，宮頸癌SLN最常見的分布區(qū)域包括髂外、髂內(nèi)及閉孔淋巴結(jié)區(qū)；宮旁、髂總、骶前及腹主動脈旁淋巴結(jié)區(qū)相對少見[5]。

目前，ICG熒光示蹤法為國際推薦的SLN示蹤方法，專家共識建議ICG示蹤劑可選擇在宮頸3點(diǎn)、9點(diǎn)附近注射0.5～1.0 mL（濃度一般為1.25～2.50 mg/mL），注射深度為3～5 mm左右，需根據(jù)患者個體因素的差異適當(dāng)調(diào)整[5]。ICG入體后沿著淋巴引流通路到達(dá)盆腔雙側(cè)SLN，SLN吸收ICG后被近紅外熒光標(biāo)記，經(jīng)設(shè)備集成后方可顯像[4]。相比早期應(yīng)用于SLN示蹤的藍(lán)染料和放射性核素，ICG熒光示蹤法具有示蹤效率高且?guī)缀鯚o毒副作用的優(yōu)勢[4,17]。

Frumovitz等[4]開展的國際多中心淋巴結(jié)顯影的熒光成像（fluorescence imaging for lymphatic mapping，F(xiàn)ILM）實(shí)驗(yàn)表明，ICG識別宮頸癌和子宮內(nèi)膜癌SLN的總檢出率和雙側(cè)檢出率（分別為98%和81%）均高于藍(lán)染劑（分別為76%和32%，均P＜0.000 1），并且ICG與藍(lán)染劑聯(lián)合應(yīng)用的示蹤效率較單獨(dú)使用ICG并無明顯提升。此外，瑞典的研究顯示，ICG識別早期宮頸癌雙側(cè)SLN的檢出率優(yōu)于放射性核素锝（99mTc）（98.5%vs.60%，P＜0.01），同時指出ICG和99mTc膠體聯(lián)合應(yīng)用對SLN的檢出率無明顯提高[17]。荷蘭學(xué)者的Meta分析則比較了ICG與99mTc-藍(lán)染劑聯(lián)合法對早期宮頸癌SLN的檢出率，發(fā)現(xiàn)2種方法SLN總檢出率相當(dāng)（98.7% vs.95.6%，P=0.16），ICG對雙側(cè)SLN的檢出率高于99mTc-藍(lán)染劑聯(lián)合法（90.3% vs.73.5%，P＜0.01）[18]。

2.2 識別盆腔神經(jīng)醫(yī)源性神經(jīng)損傷是外科手術(shù)的嚴(yán)重并發(fā)癥，其引起的慢性神經(jīng)病變和遠(yuǎn)期臟器功能障礙不僅增加后續(xù)醫(yī)療費(fèi)用，還嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[19-20]。由于盆腔自主神經(jīng)纖維細(xì)小且位于骨盆深處，即使經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)師在術(shù)中也難以通過肉眼辨認(rèn)，加之既往的手術(shù)或放化療使解剖平面不典型，因此需借助輔助技術(shù)使其可視化[19,21]。對于早期宮頸癌患者而言，根治性手術(shù)在大范圍切除宮旁組織的同時，容易對盆腔自主神經(jīng)造成損害，導(dǎo)致術(shù)后膀胱、直腸肛門及性功能障礙[6]。為了減少這些并發(fā)癥，改善患者術(shù)后生命質(zhì)量，保留盆腔自主神經(jīng)的廣泛性子宮切除術(shù)（nerve-sparing radical hysterectomy，NSRH）應(yīng)運(yùn)而生[21]。但盆腔自主神經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，與宮旁血管交織呈叢狀分布，且分布存在個體化差異，目前NSRH術(shù)式尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[6,21]。

術(shù)中神經(jīng)可視化被認(rèn)為是減少盆腔神經(jīng)損傷的關(guān)鍵[20]。以往術(shù)中神經(jīng)識別主要依靠醫(yī)師的臨床經(jīng)驗(yàn)。近年術(shù)中超聲在較大的相對淺表的神經(jīng)可視化方面展現(xiàn)出潛力，但受限于其較低的特異度和分辨率[20]；光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)、拉曼光譜技術(shù)和共聚焦激光顯微內(nèi)鏡已用于輔助部分外科手術(shù)中的神經(jīng)識別，但缺乏廣域成像能力[19,22]。而ICG熒光成像技術(shù)憑借其成像速度快、敏感度和分辨率較高的優(yōu)勢，已擴(kuò)展到新興的神經(jīng)影像學(xué)領(lǐng)域，為術(shù)中神經(jīng)成像提供了新的視角，有助于手術(shù)過程中的神經(jīng)識別，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)切除，避免關(guān)鍵神經(jīng)損傷[10]，但目前在臨床上仍處于探索階段，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本進(jìn)行隨機(jī)對照研究評估。

Jin等[23]在臨床試驗(yàn)中將4.5 mg/kg的ICG于術(shù)前24 h靜脈注射入患者體內(nèi)，觀測盆腔自主神經(jīng)顯影情況并分析相應(yīng)的信號背景比（signal-tobackground ratio，SBR），這是目前為止首次將ICG應(yīng)用于盆腔自主神經(jīng)可視化的初步研究。該研究結(jié)果顯示，ICG術(shù)中識別盆腔自主神經(jīng)的平均SBR值為3.18（擬定傳統(tǒng)白光顯影的SBR值為1），表明ICG有助于盆腔自主神經(jīng)的識別。為了進(jìn)一步驗(yàn)證ICG在宮頸癌手術(shù)治療中識別盆腔神經(jīng)的可行性與安全性，He等[22]開展了一項早期宮頸癌根治術(shù)中識別生殖股神經(jīng)、閉孔神經(jīng)及腹下神經(jīng)的前瞻性臨床試驗(yàn)。該研究在術(shù)前24 h將5 mg/kg的ICG配置于500 mL的生理鹽水中靜脈給藥，術(shù)中觀察并記錄盆腔神經(jīng)的顯影情況，結(jié)果顯示上述3種神經(jīng)平均SBR值均呈高值（分別為5.3±2.1、4.1±1.9和3.5±1.3），并在整個手術(shù)過程中均保持強(qiáng)熒光信號。這一發(fā)現(xiàn)提示，婦科醫(yī)師可以借助ICG熒光成像技術(shù)在宮頸癌根治術(shù)中實(shí)時識別相應(yīng)神經(jīng)，及時調(diào)整手術(shù)決策。

2.3 評估血流灌注情況熒光引導(dǎo)手術(shù)在腫瘤手術(shù)治療中的另一個重要應(yīng)用是評估組織血流灌注，現(xiàn)已廣泛用于觀察移植皮瓣血供、監(jiān)測腦血管灌注情況、評估心臟術(shù)后血流狀態(tài)及減少術(shù)后吻合口瘺發(fā)生率等，以改善手術(shù)結(jié)局[24-25]。同樣，ICG熒光血管造影（indocyanine green angiography，ICGA）也可應(yīng)用于宮頸癌根治術(shù)中子宮灌注及子宮動脈血流走向的實(shí)時追蹤[26-27]。研究表明，與傳統(tǒng)術(shù)中X射線血管造影相比，ICGA具有外周組織攝取少、體內(nèi)清除快、可重復(fù)使用、不干擾手術(shù)視野、安全性高和不良反應(yīng)少等優(yōu)勢[27]。

宮頸癌患者行根治性子宮切除術(shù)時需分離宮旁組織和膀胱輸尿管隧道，此過程容易損傷輸尿管并影響其血供，導(dǎo)致術(shù)后輸尿管血供不良，引起一系列復(fù)雜并發(fā)癥，如輸尿管缺血性壞死、輸尿管狹窄或尿瘺等，保留子宮動脈輸尿管分支可以預(yù)防此類并發(fā)癥的發(fā)生[26,28]。姚瑤等[26]術(shù)中使用3 mL（2.5 mg/mL）ICG靜脈快速給藥，借助近紅外熒光腹腔鏡得到了子宮動脈及輸尿管分支顯像圖，并展現(xiàn)了輸尿管末端血流灌注情況，直觀且清晰，在ICGA技術(shù)的輔助下成功完成了保留子宮動脈輸尿管分支宮頸癌根治術(shù)。但該研究納入的研究對象僅2例，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量以取得更可靠的數(shù)據(jù)。此外，Escobar等[27]首次探討了ICGA在根治性宮頸切除術(shù)中的臨床價值，研究對象分為保留子宮動脈組（n=10）和不保留子宮動脈組（n=10），使用2 mL（2.5 mg/mL）ICG靜脈給藥，監(jiān)測并分析根治性宮頸切除術(shù)后子宮灌注情況，發(fā)現(xiàn)保留子宮動脈組和不保留子宮動脈組的平均ICG熒光強(qiáng)度值分別為162.5和160.5（P=0.22），指出不保留子宮動脈，術(shù)后仍能維持子宮血流灌注，并證實(shí)了ICGA術(shù)中實(shí)時評估子宮血流灌注情況的價值。

2.4 保護(hù)輸尿管輸尿管損傷在腹盆部手術(shù)中并不少見，因女性輸尿管與內(nèi)生殖器官毗鄰，隨著手術(shù)難度系數(shù)的增加，其發(fā)生率在婦科腫瘤手術(shù)中可高達(dá)10%[7,29]，這使術(shù)后發(fā)生感染、腹腔膿腫、尿瘺、腎積水和永久性腎損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥的可能增加[30-31]。而宮頸癌根治術(shù)因手術(shù)范圍大和手術(shù)技巧的特殊要求，輸尿管損傷率更高[32]。因此，輸尿管的可視化被視為減少醫(yī)源性輸尿管損傷的關(guān)鍵步驟[33]。

以往已有多種用于識別輸尿管的方法，如術(shù)前輸尿管支架置入、術(shù)前發(fā)光輸尿管支架置入和術(shù)中膀胱鏡檢查等，然而這些技術(shù)存在費(fèi)用相對較高、耗時較多或缺乏高質(zhì)量可視化的缺陷[29,31]。ICG能與尿路上皮層的蛋白質(zhì)快速結(jié)合，可逆地染色輸尿管內(nèi)壁，在近紅外成像引導(dǎo)設(shè)備下顯示出綠色標(biāo)志，具有檢測輸尿管的潛力[30]。相比傳統(tǒng)方法，ICG術(shù)中定位輸尿管（尤其是腔鏡手術(shù)）是更簡便、安全、高效和經(jīng)濟(jì)的選擇[33]。Mandovra等[33]對30例接受腹腔鏡盆腔手術(shù)的患者術(shù)前行輸尿管腔ICG灌注，并在術(shù)中熒光腹腔鏡下成功識別輸尿管（30/30），而其中33%（10/30）的患者在常規(guī)腹腔鏡的白光模式下未能實(shí)現(xiàn)輸尿管的可視化，這進(jìn)一步肯定了ICG輸尿管熒光顯像的積極作用。此外，Cabanes等[29]在16例婦科腫瘤患者手術(shù)過程中使用ICG熒光成像技術(shù)對雙側(cè)輸尿管進(jìn)行可視化，所有患者的輸尿管均成功識別，熒光持續(xù)時間超過6 h，且所有患者術(shù)中術(shù)后均未發(fā)生輸尿管損傷。

3 ICG熒光成像的局限性

ICG的相對安全性和多樣性使其在臨床上運(yùn)用多年，到目前為止仍為手術(shù)導(dǎo)航中熒光成像的主要造影劑，但其本身仍存在一定的局限性。①ICG流體力學(xué)直徑小，彌散速度快，進(jìn)入體內(nèi)后與血漿蛋白結(jié)合迅速，立即轉(zhuǎn)運(yùn)至淋巴管，容易擴(kuò)散至SLN后一站淋巴結(jié)，可能導(dǎo)致第二、三級淋巴結(jié)顯影，若切除所有顯像淋巴結(jié)則失去了SLN活檢術(shù)的意義[4,34]。為此2021年《子宮頸癌前哨淋巴結(jié)活檢臨床應(yīng)用中國專家共識》建議，注射ICG示蹤劑時應(yīng)根據(jù)患者的個體差異調(diào)整濃度和劑量并緩慢注射，但具體注射時機(jī)目前尚未統(tǒng)一[5]。②宮旁部位的SLN距離示蹤劑注射部位最近，易受到ICG高亮度干擾，導(dǎo)致難以識別，因此術(shù)中要求仔細(xì)解剖宮旁組織避免遺漏[5,34]。③雖然ICG具有兩親性結(jié)構(gòu)，但在體內(nèi)不穩(wěn)定，其理化性質(zhì)決定了ICG容易發(fā)生濃聚并快速從體內(nèi)清除的特性，且近紅外光在組織中的穿透深度仍然有限，使深部淋巴結(jié)的活檢及深部解剖結(jié)構(gòu)顯影受到限制[10,35]。且ICG是非靶向探針，缺乏特異性，易受脂肪等非特異性組織的干擾[19,36]。因此，有研究者嘗試將ICG與一些載體結(jié)合以提高其穩(wěn)定性、延長其循環(huán)時間和靶向特定部位[11,35]。根據(jù)術(shù)中ICG熒光成像的不同目的，選擇不同的載體，以實(shí)現(xiàn)更好的成像結(jié)果，輔助手術(shù)順利進(jìn)行。最近的臨床研究顯示，NIR-Ⅱ聯(lián)合ICG成像明顯改善了可視化病變范圍和重要解剖結(jié)構(gòu)，具有更高的空間分辨率、更深的穿透性以及更優(yōu)越的信噪比，在檢測小病灶和確定邊緣方面表現(xiàn)出更好的性能，其可能成為一個新的發(fā)展趨勢[10]。

4 結(jié)語與展望

在當(dāng)前外科手術(shù)越來越精細(xì)化發(fā)展的趨勢下，熒光引導(dǎo)手術(shù)已成為研究熱點(diǎn)。ICG熒光成像技術(shù)在宮頸癌手術(shù)治療中也展現(xiàn)了巨大潛能，已發(fā)現(xiàn)其在示蹤SLN、識別盆腔神經(jīng)、評估子宮血液灌注和保護(hù)輸尿管等方面具有獨(dú)特的應(yīng)用價值，為婦科腫瘤精準(zhǔn)治療的發(fā)展提供了參考。但I(xiàn)CG流體力學(xué)直徑小，彌散速度快且為非靶向有機(jī)探針，缺乏特異性，在臨床應(yīng)用中具有一定局限性。近年已有研究者嘗試將ICG與不同載體結(jié)合，以擴(kuò)大其臨床應(yīng)用范圍。但目前ICG熒光成像技術(shù)在我國尚處于探索的初步階段，其安全性及有效性需要更大規(guī)模的多中心前瞻性研究進(jìn)一步明確。因此，有必要對該技術(shù)進(jìn)行深入探索，以提高癌癥手術(shù)的安全性和準(zhǔn)確性，改善患者預(yù)后。相信隨著該技術(shù)的不斷改進(jìn)和新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，ICG熒光成像技術(shù)將在宮頸癌的精準(zhǔn)診療方面展示出更好的臨床應(yīng)用前景。