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吲哚菁绿荧光显像技术在腹腔镜肝细胞癌切除术中应用的研究

2024-02-21 110 上传者：管理员

摘要：随着吲哚菁绿荧光显像技术（indocyanine green fluorescent imaging,ICG-FI）越发成熟，加之多种染色及显像方式，经济快捷的突出优点，广泛应用于肝细胞癌解剖性切除，精准作用在肿瘤及边界定位，更好发现微小病灶；用于手术肝切平面选择和监测，大大增加残留癌灶的检出概率，有效减低术后复发转移，最大限度实现R0切除并显著降低了手术难度，为腹腔镜下精准肝切除开辟全新的道路。但吲哚菁绿（indocyanine green,ICG）也存在假阳性结果，易受肝脏功能、给药时间和剂量、显影剂不良反应等局限因素影响，其效能及可靠性仍需探索研究。总之由于腹腔镜肝脏肿瘤切除手术过程精细、复杂又耗时长，且患者个体差异性较大，在临床中还需根据患者实际病情进行个体化诊疗。笔者现就吲哚菁绿荧光显像技术在腹腔镜下肝细胞癌切除术中应用的研究进展进行综述。

关键词：
吲哚菁绿
精准定位
肝细胞癌
腹腔镜肝切除术
荧光显像技术
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吲哚菁绿(indocyanine green, ICG)是一种偏向于红外线，并能发出强荧光的特殊物质，可穿透大约10 mm的人体结构，波长在840 mm左右，一般在器官和体液上进行荧光绿色显影[1]。最初ICG是由美国食品药物管理局在20世纪50年代获批使用，研究发现肝脏细胞可以精准吸收ICG,经胆道系统的载体随胆汁排出[2],且安全性较好，所以一开始就大量用于评价肝脏和心脏功能。根据我国卫生部统计，2021年我国肝癌的确诊率和死亡率呈阶梯状上升，占全球肝癌病例的45.3%[3],且癌前筛查逐渐趋于年轻化[4]。那么对于还在早中期、大小形态位置好且肝功能分级高的肝细胞癌，目前外科医师仍然以肝切除及肝移植为首选，而手术对于如何选择肝段及亚肝段达到精准切除、荷瘤的标记、确定肝切平面、残肝是否还存在未知肿瘤和发现转移癌灶及大小的问题上，荧光显影技术的诞生解决了大部分棘手问题[5]。但是在肿瘤及边界定位，显影剂的用法用量、是否安全稳定，显像效果上仍存在不足和争议。本文主要介绍吲哚菁绿荧光显像技术(indocyanine green fluorescent imaging, ICG-FI)[6]在腹腔镜肝细胞癌切除术中的应用及研究进展。

1、ICG-FI

1.1 背景

自1888年朗根布赫教授完成了世界上首例肝脏切除，到1991年REICH等人[7]首次应用腹腔镜辅助完成肝切除，自此腹腔镜肝切技术迅速推广于全世界，再到2007年FAN等人[8]首次提出了“精准肝切除”的概念。董家鸿和黄志强院士[9]在2009年也首次提出最大限度保留正常肝脏并减低手术创伤的“精准肝切理念”,但是如何精准目标肝段和肿瘤切除仍是世界难题。直至2008年AOKI[10]和AKITA[11]等人第一次把ICG应用到肝切除术中，辅助和证实荧光显色剂可以定位肿瘤和识别肝断面，打开了吲哚菁绿荧光显影技术的大门，自此人类进入了数字医学3.0时代[12]。20至21世纪，作为术前和术中的指导工具，ICG广泛用于胃癌、大肠癌、乳腺癌等多种癌症的诊治与分期，显示眼部疾病的血流变化和四肢淋巴液走行显影，到现在延伸至神经外科、血管外科、心胸外科等多学科多领域，尤其对标记胆道、肝肿瘤等多种肝胆胰脾疾病有着很好的指导效果[13]。

1.2 ICG显影原理

当注入ICG后，人体静脉内的显色剂与血管中血浆蛋白迅速结合，立即被外来光源所激发，高选择性通过肝脏表面膜转运系统，即有机阴离子转运体1B3和钠离子牛磺胆酸共转运蛋白，参与到肝脏循环中，被肝细胞特异性获得，通过细微胆管上多耐药相关蛋白2排泄到胆汁中[14],经消化系统排泄至体外，此外不参与体内其他化学反应，不通过肠肝循环，也不经肾脏排泄[15]。

2、ICG-FI在腹腔镜肝切除术中的应用

2.1 肝脏肿瘤显像

根据正常肝组织和病变区域显影剂浓度和代谢时间不同[16]不难发现，正常肝组织摄取ICG发出荧光显影效果持续时间长，而且强度逐渐减弱；但在癌细胞组织中，肝细胞被大量破坏导致血流量减少，加之摄取率低，经胆道排泄速度明显减慢，表现出ICG滞留于病灶中且亮度减弱缓慢。这样可以在正常肝组织和肿瘤之间看到明显的荧光绿色交界线[17],使得肿瘤定位及边界更加清晰，达到术前术中肿瘤可视化。

2.2 不同肝肿瘤ICG显影特点

不同分化程度和肝功能不同的肝恶性肿瘤，ICG显影特点也大不相同，大致分为全荧光、部分荧光和环形荧光[18],根据不同显像特点可以初步判断病灶性质和肿瘤类型：①对于低分化肝细胞癌，肝脏组织完全丧失基本功能而不能摄取ICG,出现ICG不显影的特点，而周围正常组织则会显影，此时可观察到“环形荧光”或“肿瘤无荧光”显影。值得注意的是，在转移性肝癌中[19],患者基本无肝硬化病史，肝脏也多处于正常状态，且转移性肝癌并无摄取ICG功能，所以也可出现“环形荧光”显影。近来研究人员发现容易被遗漏且体积较小的肝转移癌灶也可出现“高强度荧光”显影。②对于中分化肝细胞癌，肝脏组织丧失部分功能，仍可表现“不均匀荧光”或“环形荧光”显影。③但对于高分化肝细胞癌，大部分肝细胞功能尚可，能继续摄取ICG,但不以正常速度排泄，只能出现“荧光延迟”效果。④而对于其他肝胆外科疾病，如肝海绵状血管瘤、肝囊肿、胆管胰腺癌等多为“无荧光”显影；肝硬化、局灶性增生结节可表现为“绿色荧光”。

2.3 术前肝脏功能评价

目前ICG排泄试验仍然是评价肝脏储备功能[20]的主要方法之一，有效准确地评估患者术前肝脏耐受情况、调整手术方案及术后肝衰竭发生率[21]。其中吲哚菁绿15 min滞留率(ICG R15)是最敏感、参考价值最高的指标，也是对肝功能Child-Pugh分级的补充[22]。此外ICG排泄试验也能得出ICG血浆清除率、有效肝脏血流量、循环血流量等相关指标，动态观察各类肝脏疾病肝功能储备功能变化和治疗效果。通过研究发现ICG排泄率受肝血流量影响较大，所以患者肝硬化程度、肝血流量的解剖改变、IV期肝癌造成的主要神经血管侵犯、胆道排泄不畅等都能引起肝脏储备功能结果异常，造成肝功能评价不准确，这也是此试验不足之处[23]。外科医生可根据患者自身情况客观参考结果，为下一步诊疗做出指导。

2.4 肝细胞癌定位及边界界定

在腹腔镜下肝细胞癌切除术中，如何快速辨认肿瘤位置和边界达到精准肝段和肿瘤切除是手术关键[24],然而外科医生只能通过术中触摸或肉眼观察色泽质地的方法主观判断是否有肿瘤残留，所以手术可能达不到根治性切除从而导致术后肿瘤复发，进展快预后差。这样参照标准切除范围建议，残肝体积可能出现过大或过小的状态，既不能达到R0切除，又极易发生胆道血管损伤，还增加术后复发转移风险，加重肝脏负担。

目前影像学检查(如肝脏超声、增强CT、MRI)是临床上定位和定性肝脏肿瘤最常见的方法，但结果往往会受患者肝脏解剖结构变异、肝硬化程度、造影剂显影不佳、良恶性肿瘤难以鉴别、病灶微小等多种原因影响，而且影像报告也会因诊断医师技术和经验的不同有所偏差。而ICG-FI很大程度上避免这些误差，利用三维化清楚地显露肿瘤和周围重要脏器、血管及胆道系统的位置[25,26],结合术中冰冻结果，在保证肝切缘阴性情况下完成精准肝肿瘤切除，最大限度保留健康肝组织，减少术后肿瘤复发可能[27]。

那么对于微小癌灶，有研究表明肝癌术后复发与大小、位置过于隐匿的微小癌灶或多中心来源有关，无法通过以上影像学方法找出。但ICG-FI对这种微小肝癌具有更好的敏感性：位于肝脏表面或位置较浅的微小癌灶或超小癌灶[28],可运用ICG-FI结合术中超声进行定位，虽然术中超声对比术前超声、CT定位更准确，但并不敏感且不常用；对于形状不规则、位置较深的癌灶，虽然在肝表面无法看见荧光，但可以通过ICG-FI辅助判断肝脏预切线，进一步制定肝切路线，在术中劈肝时更能精准肿瘤及边界定位，减少术后残留，提高R0切除率[29]。刘兵等人[30]也发现ICG-FI不但能在术中显示原发肿瘤部位，也可以弥补影像学和术中遗漏的微小病灶，指导根治性切除。

2.5 应用ICG-FI进行目标肝段界定

在腹腔镜下肝细胞癌切除术中，肝段的界定又是一关键环节，目前传统的肝段界定方法有：利用肝脏周围解剖标志联合术中超声进行定位，例如传统解剖学的Cantlie线、根据肝静脉及门静脉分为左右肝段和亚肝段等。以上方法虽然简单，但尚不准确，因为当门静脉、肝动脉及胆道系统解剖变异或巨大肝脏肿瘤压迫造成以上结构走行扭曲，使得肝形态变形、平面偏移，导致残肝体积过少，预后不良。而预先解剖结扎肝蒂形成缺血线也是常用的方法之一，但是此操作复杂且耗时长，缺血线也只能在肝表面显示，肝实质无法清晰显露也是弊端。

目前应用超声定位，门静脉穿刺注射显色剂是相对准确解剖左右肝段的一种方法，有研究表明ICG用于肝段染色成功率可达95.8%,而肝段缺血线标记则是41.7%[31]。目前常见显影剂有美蓝和ICG,但美蓝极易脱色，在血流中不稳定，对于严重硬化和粘连的肝脏，染色范围更难判断。而ICG可以持久地存在肝脏表面和实质，三维立体的效果显著，目前为多数肝胆外科医师首选，但此方法仍然受ICG本身和肝脏肿瘤因素影响存在弊端和争议，还需继续研究探讨。

2.6 肝段染色方法

一般来说ICG肝段染色可以持续8小时左右，有充足的时间引导腹腔镜肝切除。目前肝段染色方法有正、反两种[32]:①正染法：利用术中影像学或逐层剥离暴露目标肝段的肝蒂，通过向门静脉注入ICG(0.025～0.05 mg/mL 灭菌注射用水)进行目标肝段染色，此方法操作难度高，但效果明显；②反染法：以上述方法同样显露出目标肝段的门静脉分支并夹闭离断，随后经外周静脉注射ICG(2.50 mg/mL灭菌注射用水),数分钟后剩余正常肝组织迅速染色发光。反染法虽简单易行，但荧光强度低，效果差。

需要注意的是，当肿瘤被周围正常肝脏组织覆盖时，反染正常肝组织显影过于明显，此时无法对肝实质内部的肿瘤进行识别判断。这样来看ICG-FI虽可以辅助解剖性肝切除，但不能作为肝段或肝叶界定的金标准，因为肝脏内部交通支错综复杂，ICG在肝内弥散无法控制，当正向染色时，显影范围较预切肝脏范围更广，实际手术切除范围会更大，反之反向染色切除范围会更小。以上不足都会造成肝脏精准切除的难度增大。

李博等人[33]发现三维可视联合ICG-FI对于腹腔镜下肝癌切除术可以明显缩短肝门阻断和手术时间，显著降低了手术失血量，大大减低了术后并发症和肝衰的发生率。更多研究表明，正染法和反染法在腹腔镜下肝切除术中的效果差异并无统计学意义，最终目的都是术中识别肿瘤和肝切平面，指导精准肝切除。

3、ICG的应用局限

笔者通过对比国内外医师在肝癌患者的治疗中不难发现，利用正、反染色与术前、术中染色联合精准肝肿瘤定位和目标肝段切除，对疾病诊治取得了良好的效果。但目前临床应用ICG-FI仍处于研究阶段，ICG发出的荧光只能穿透5～10 mm的结缔组织，对于<5 mm或>10 mm更深层的组织是无法显影的，需要联合影像学辅助，结果有误差。除了前文中提到的显像剂弊端，ICG还受肝功能影响，特异性低，当患者肝硬化失代偿期出现假性结节或肝脏良性肿瘤时，ICG会出现假阳性，极易误诊[34]。建议肝硬化严重的肝细胞癌患者，术前给药时间可增加至5～10天，且适当减少ICG剂量。但术前术中的给药时间和剂量选择目前仍无标准答案。可以肯定的是，术前给药可以指导判断肿瘤形态和性质，而术中给药在确定肿瘤位置和边界上效果显著[35]。奚士航等人[36]发现ICG-FI对精准肝肿瘤切除有定位和引导作用，同时合理地掌握术前ICG给药时间对荧光显像有重要意义。

4、小结和展望

虽然ICG-FI在腹腔镜下肝细胞癌切除术中的地位日益显著，使得肝切除更加安全、有效和彻底[37],但是结合专家共识和多篇研究发现ICG-FI都是回顾和经验性研究，仍需大量研究和实验证实其有效性和稳定性。外科医师在临床诊疗上还需客观看待其优缺点，充分利用ICG-FI以获得最佳疗效。

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