吲哚菁綠熒光顯像在微創(chuàng)肝膽外科中的應(yīng)用進(jìn)展

馬晨輝，溫軍業(yè)，郭懷斌，田煥欣，張萬星

1華北理工大學(xué)研究生院，河北唐山063000；2河北省人民醫(yī)院

微創(chuàng)外科從無到有經(jīng)歷了近百年歷程，1987年，法國(guó)醫(yī)師Mouret首次展開腹腔鏡下膽囊切除術(shù)，成為肝膽外科史上里程碑式的事件，30年來，我國(guó)微創(chuàng)肝膽外科迅猛發(fā)展離不開器械的輔助，腹腔鏡從普通2D電視腹腔鏡發(fā)展到3D腹腔鏡，達(dá)芬奇腹腔鏡機(jī)器人及熒光導(dǎo)航腹腔鏡等設(shè)備的出現(xiàn)對(duì)手術(shù)的操作起到推波助瀾作用。近年來，吲哚菁綠(ICG)熒光顯像技術(shù)利用ICG的熒光特性、低成本、高可用性，在外科尤其肝膽外科中得到廣泛應(yīng)用[1]。上世紀(jì)八十年代，ICG即作為一種檢測(cè)肝功能的試劑在肝膽外科領(lǐng)域應(yīng)用，其清除試驗(yàn)對(duì)預(yù)測(cè)肝功能及肝切除術(shù)后的發(fā)病率和病死率有重要價(jià)值[2]。2008年，日本Noboru 等利用ICG膽汁排泄特性，首次在實(shí)驗(yàn)中使用熒光成像系統(tǒng)；隨后Ishizawa等首次在術(shù)中應(yīng)用熒光膽道造影技術(shù)在肝癌切除術(shù)中使用實(shí)時(shí)可視化技術(shù)并取得成功，術(shù)中熒光成像有助于更好地分辨動(dòng)脈、門靜脈和膽管的解剖結(jié)構(gòu)[3，4]?，F(xiàn)就ICG熒光顯像在微創(chuàng)肝膽外科中的應(yīng)用進(jìn)展綜述如下。

1 ICG的應(yīng)用原理

1976年，Landsman等[5]發(fā)現(xiàn)近紅外光(750～810 nm)照射ICG血漿蛋白結(jié)合物會(huì)發(fā)出峰值約為840 nm熒光。近一步研究表明，ICG作為一種水溶性化合物，半衰期為150～180 s，靜脈注射后，血液將ICG分配至全身，并被肝細(xì)胞高度選擇性地吸收，最終以游離形式分泌至膽汁中。ICG通過腸道排泄，但不參與腸肝循環(huán)或生物轉(zhuǎn)化，完全由肝臟清除，亦不通過其他途徑排泄，生物活性穩(wěn)定。術(shù)中ICG血漿蛋白結(jié)合物經(jīng)ICG熒光顯像系統(tǒng)顯示出來，可在高清腹腔鏡圖像和熒光圖像間實(shí)時(shí)切換或同時(shí)出現(xiàn)。使術(shù)者對(duì)術(shù)中解剖有更直觀、更立體的圖像，明顯提高手術(shù)的精準(zhǔn)性和安全性。目前，僅有ICG和亞甲基藍(lán)被美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局和歐洲藥物管理局批準(zhǔn)用于臨床。實(shí)驗(yàn)表明，低劑量的ICG(<2 mg/kg)是安全藥物濃度，ICG的不良反應(yīng)率極低，多是過敏反應(yīng)，但超劑量會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的不良反應(yīng)，如心律失常、冠狀動(dòng)脈血管收縮和溶血性貧血等[6]。如今顯影劑和設(shè)備不斷地更新?lián)Q代，更高清、多場(chǎng)景熒光模式操作、目的示蹤劑的特殊顯影、實(shí)時(shí)定量熒光團(tuán)、實(shí)時(shí)多熒光團(tuán)模式及更加符合人體工程學(xué)的設(shè)備正在服務(wù)于外科醫(yī)生，醫(yī)師術(shù)中對(duì)淋巴結(jié)定位、重要結(jié)構(gòu)(如輸尿管、膽管)的檢測(cè)、腫瘤的鑒別和組織灌注情況有了更準(zhǔn)確的評(píng)估，因此在肝膽外科中得到廣泛應(yīng)用。

2 ICG熒光顯像在精準(zhǔn)肝切除中的應(yīng)用

肝切除術(shù)仍是目前治療肝細(xì)胞癌(HCC)和轉(zhuǎn)移性肝腫瘤的主要方法，常用于肝功能正常的患者。為了安全、準(zhǔn)確地進(jìn)行解剖切除，必須在視覺上識(shí)別肝臟的解剖邊界，肝靜脈被認(rèn)為是肝段的絕對(duì)邊界，術(shù)中超聲較易識(shí)別。但由于肝段的三維形態(tài)，肝靜脈不足以完全指導(dǎo)解剖切除。熒光術(shù)中導(dǎo)航這種情況下可以實(shí)時(shí)識(shí)別肝切除術(shù)的三維結(jié)構(gòu)，包括腫瘤和肝段邊界，為此了解ICG的原理對(duì)于肝臟熒光顯影至關(guān)重要。ICG經(jīng)外周靜脈應(yīng)用后，30～40 s后可檢測(cè)到肝動(dòng)脈中的熒光流，幾秒后在門靜脈中檢測(cè)熒光流，40～50 s后ICG進(jìn)入肝細(xì)胞并產(chǎn)生熒光，約15 min后，90%的ICG經(jīng)肝循環(huán)吸收。ICG囊泡從毛細(xì)血管的細(xì)胞質(zhì)遷移至膽管中需20～30 min，72 h后在正常肝組織中無法通過熒光檢測(cè)到ICG[7]。研究證明，OATP1B3過表達(dá)誘導(dǎo)了HCC組織中ICG的積聚。積聚ICG的HCC組織中Slco1B3基因和NTCP基因較非癌組織上調(diào)。與呈邊緣型ICG熒光的患者相比，具有癌性ICG熒光的患者肝癌組織中OATP1B3和NTCP的蛋白表達(dá)更高。這些基礎(chǔ)研究表明，通過OATP1B3和NTCP過表達(dá)增強(qiáng)ICG攝取，從而誘導(dǎo)HCC組織中ICG的積聚，Ishizawa等利用此原理已將ICG熒光類型與腫瘤的分化程度進(jìn)行總結(jié)歸類[3,8]。

ICG熒光顯像技術(shù)已用于識(shí)別占位、解剖肝段、輔助肝移植手術(shù)等。而肝癌患者術(shù)后的預(yù)后主要與腫瘤是否完全切除密切相關(guān)，手術(shù)R0切除已成為判斷手術(shù)效果的標(biāo)準(zhǔn)之一。Liu等[9]利用ICG術(shù)中顯影技術(shù)與術(shù)中超聲比較，分別對(duì)25例HCC患者行腫瘤切除術(shù)，利用熒光導(dǎo)航輔助(FNT)術(shù)中超聲(IOUS)檢測(cè)肝臟的切除情況并觀察可疑結(jié)節(jié)，在殘留疑似肝病的檢測(cè)中，熒光顯影比超聲識(shí)別出更多未檢出的癌性結(jié)節(jié)，且靈敏度高(FNT：71.4%vs IOUS：42.9%)，但假陽(yáng)性率(FNT：88.9%vs IOUS：11.1%)較高。報(bào)道[10]稱術(shù)前24 h使用ICG可減少假陽(yáng)性的發(fā)生率，特別是對(duì)肝硬化或術(shù)前化療而肝功能下降的患者。熒光導(dǎo)航指導(dǎo)的腫瘤切除術(shù)，確保腫瘤與切緣之間的安全距離，從而可以實(shí)現(xiàn)高R0腫瘤切除率。

目前仍缺乏ICG熒光導(dǎo)航引導(dǎo)下肝腫瘤切除術(shù)有效性和安全性的有力證據(jù)，Qi等[11]首次利用Meta分析對(duì)587例HCC患者進(jìn)行分析，表明利用ICG熒光成像技術(shù)準(zhǔn)確診斷和治療肝臟腫瘤，可有效減少手術(shù)時(shí)間、失血量、住院時(shí)間和術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。Gon等[12]選擇110例HCC患者進(jìn)行前瞻性研究，證明ICG熒光成像系統(tǒng)在肝邊界和腫瘤的檢出率，評(píng)價(jià)肝切除過程中對(duì)肝癌患者的療效，預(yù)計(jì)2022年完成。

3 ICG熒光顯像在膽囊切除術(shù)中的應(yīng)用

腹腔鏡膽囊切除術(shù)(LC)是最常見的手術(shù)之一，被證明可行、安全、經(jīng)濟(jì)的，是治療膽石癥的金標(biāo)準(zhǔn)，因此需更安全的方法，以最大程度地降低膽管損傷的風(fēng)險(xiǎn)，其中膽管損傷是種常見而嚴(yán)重的并發(fā)癥，發(fā)生率為0.4%～0.8%，是LC最常見的并發(fā)癥，主要原因是對(duì)膽道解剖的錯(cuò)誤識(shí)別[13]。如何避免術(shù)中膽道損傷，讓患者早日快速康復(fù)成為肝膽外科醫(yī)師的主要任務(wù)。除了術(shù)中遵守Strasberg等[14]提出的CVS原則以外，還有各種膽道顯影技術(shù)用于臨床。靜脈注射ICG與常規(guī)膽道造影相比，使患者和醫(yī)務(wù)人員避免暴露于輻射之下，同時(shí)，熒光導(dǎo)航腹腔鏡可在多模高清模式上實(shí)時(shí)建立重疊的膽道解剖路線圖，即使在復(fù)雜的膽囊炎或解剖變異中，膽管解剖結(jié)構(gòu)亦可容易看到，而不會(huì)花費(fèi)過多時(shí)間。從而實(shí)現(xiàn)了膽道造影(IOC)在膽道手術(shù)中的目的，同時(shí)ICG的使用不會(huì)增加手術(shù)時(shí)間，避免了手術(shù)所致的膽道損傷，膽道熒光顯影技術(shù)亦存在弊端，包括不能完全顯示大于10 mm的脂肪、腫瘤、炎癥水腫組織或被周圍器官覆蓋的膽管，同樣不恰當(dāng)?shù)淖⑸鋾r(shí)間和注射量導(dǎo)致肝臟中高水平的ICG，同樣阻止了肝內(nèi)外膽管的顯示[15]。Boogerd等[16]通過熒光成像在LC術(shù)中成功鑒定出膽囊管率為96%，足夠的ICG劑量及恰當(dāng)?shù)娘@影時(shí)間還可檢測(cè)到變異膽管，此研究并未對(duì)膽總管進(jìn)行顯影鑒定。Hiwatashi等[17]對(duì)術(shù)中膽總管顯影亦進(jìn)行了研究，術(shù)中顯影率達(dá)93.8%，膽囊管及膽總管顯影率均比術(shù)前MRCP高，顯影率與膽囊周圍組織的炎性厚度與解剖組織的難度直接相關(guān)，但與患者BMI是否有關(guān)，尚有待大量研究考證。Liu等[18]總結(jié)，與普通的腹腔鏡相比，ICG熒光顯像在膽囊炎病例中成像更好(83%的膽道顯影率)，而在膽囊結(jié)石的非炎性病例中無明顯優(yōu)勢(shì)。

不同術(shù)式有不同的使用指南，對(duì)于LC普遍推薦術(shù)前2 h靜脈ICG給藥劑量為2.5 mg/kg，Ishizawa等[19]和Kono等[20]亦同樣報(bào)道，Boogerd等[26]進(jìn)行的臨床試驗(yàn)ICG注射和術(shù)中熒光膽管造影術(shù)之間的間隔時(shí)間延長(zhǎng)(至少3 h)使膽管和肝臟組織之間的對(duì)比度最佳、膽道系統(tǒng)顯影最清晰，也有研究表明,術(shù)前24 h注射也是可行的[21]。然而靜脈注射ICG后，最大的缺點(diǎn)是由于ICG在肝臟中迅速積累，背景信號(hào)高，影響了膽道結(jié)構(gòu)的可視化。Liu等[18]為了減少背景的干擾，術(shù)中直接將ICG注入經(jīng)由術(shù)前經(jīng)皮穿刺引流處理放置的膽囊引流管內(nèi)，ICG熒光顯像組背景干擾明顯改善。ICG熒光顯像技術(shù)同樣可提高嚴(yán)重炎癥組中的Hartmann袋、膽總管和膽囊管的顯影率。直接注入的缺點(diǎn)是有可能出現(xiàn)ICG泄漏，一旦有ICG泄漏，雖然不會(huì)對(duì)患者產(chǎn)生致命損傷，但熒光的泄漏會(huì)產(chǎn)生熒光背景，導(dǎo)致熒光模式無法正常顯影。

4 ICG熒光顯像在預(yù)防膽漏中的應(yīng)用

膽漏是肝膽外科手術(shù)后較為嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。是因術(shù)中膽道系統(tǒng)的切口、引流、吻合、縫合及其他操作不適所引起。因此，選擇恰當(dāng)?shù)姆椒A(yù)防和治療膽漏尤其重要。膽囊管殘端漏是一種可能危及生命同時(shí)被忽視的并發(fā)癥，發(fā)生率為1%～6%，盡管報(bào)道的膽漏初期救治成功率很高(96%)，但仍有膽源性腹膜炎導(dǎo)致敗血癥和多器官功能衰竭的風(fēng)險(xiǎn)[22]。為防止膽漏，目前術(shù)中常規(guī)放置可吸收夾，或者結(jié)扎帶、血管密封劑等。盡管如此，還是有膽漏發(fā)生，為了進(jìn)一步降低發(fā)生率，ICG熒光顯像技術(shù)可用于檢測(cè)術(shù)中膽漏。靜脈注射ICG后60 min[21]，ICG可直接進(jìn)入膽道系統(tǒng)，如果含有ICG的膽汁逸出，則在膽汁滲出區(qū)域能很好地可視化。避免滲漏較多出現(xiàn)的背景“污染”，無法準(zhǔn)確尋找到滲出點(diǎn)，影響之后的手術(shù)進(jìn)程。

肝切除術(shù)后膽漏一直是患者，尤其是大范圍肝切除患者面臨的難題，肝臟橫斷邊緣的膽汁淤積和膽道重建后的縫合漏出是直接原因，還可能與膿毒癥、肝衰竭等嚴(yán)重并發(fā)癥相關(guān)。盡管術(shù)后并發(fā)癥總體減少，但膽漏的發(fā)生率并沒有改變，報(bào)道數(shù)值在2.9%～17%[23]，是肝臟手術(shù)最常見的并發(fā)癥之一。肝切除后的膽漏可發(fā)生在3個(gè)不同的位置：肝切除表面、切面涉及大肝管、在膽消化道吻合處。Kaibori等[24]將102例無膽道重建的肝切除患者分為兩組，對(duì)照組(n=50)單獨(dú)使用ICG染料進(jìn)行泄漏試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)組(n=52)單獨(dú)使用ICG染料行泄漏試驗(yàn)，再行ICG熒光膽道造影。結(jié)果顯示對(duì)照組有5例發(fā)生術(shù)后膽漏，實(shí)驗(yàn)組術(shù)中膽漏被熒光顯影識(shí)別后并及時(shí)修補(bǔ)，術(shù)后無膽漏。表明ICG熒光顯像技術(shù)可作為預(yù)防肝切除后膽漏的有效手段，該技術(shù)缺點(diǎn)是無法實(shí)現(xiàn)肝內(nèi)膽管深部及被周圍器官覆蓋的肝外膽管的可視化。

ICG還可以用于評(píng)估接受膽道重建術(shù)患者的吻合口通暢情況。Qi等[25]研究證實(shí)ICG熒光在胰腺手術(shù)中臨床應(yīng)用的可行性。這些研究證實(shí)了胰腺癌在體外的位置或吻合后肝管空腸吻合術(shù)在胰十二指腸切除術(shù)中的膽腸吻合口漏。在上述所有手術(shù)部位均可以使用ICG熒光，但最大的優(yōu)勢(shì)在于檢查術(shù)中膽腸吻合口是否漏、是否通暢，如果吻合口沒有緊密縫合或吻合口狹窄，吻合口會(huì)實(shí)時(shí)地顯示出ICG熒光的變化。

5 ICG熒光顯像在胰十二指腸切除術(shù)中的應(yīng)用

腹腔鏡胰十二指腸切除術(shù)(LPD)在技術(shù)上是安全可行的。最常見并發(fā)癥是胰腸吻合口漏，吻合口是否成功直接影響手術(shù)的成功與否，Zhong等[26]在胰腸吻合之前通過外周靜脈靜脈注射2 mL濃度為0.25 mg / mL的ICG用于評(píng)估LPD中的胰腸吻合前的胰腺斷段的血流供應(yīng)情況，ICG在缺血區(qū)域無法顯影，在熒光顯影區(qū)使用絲線連續(xù)縫合胰腸吻合的黏膜層，避開缺血段縫合可降低胰瘺的發(fā)生率。LPD術(shù)中，即使將近端十二指腸、肝總管、胰頸和十二指腸遠(yuǎn)端分開，若不從腸系膜上動(dòng)脈(SMA)剝離鉤突，手術(shù)標(biāo)本也無法取出。這一步直接影響腹膜后邊緣是否暴露。然而，明確腹膜后邊緣的分界線并不容易，因?yàn)橐认巽^突在解剖學(xué)上與SMA非常接近，與SMA周圍的神經(jīng)叢和軟組織混雜。在開放式胰十二指腸切除術(shù)中，觸診SMA可為確定潛在的解剖線以保護(hù)鉤突邊緣提供更多的信息，但在LPD觸診的能力非常局限。為有效而安全地去除整個(gè)鉤突，Rho等[27]對(duì)10例患者(27%)采用了ICG增強(qiáng)胰腺鉤突剝離術(shù)，利用ICG增強(qiáng)實(shí)時(shí)熒光成像技術(shù)，可以很容易地可視化無法與SMA周圍神經(jīng)叢區(qū)分開的胰腺組織。將ICG注入外周靜脈中時(shí)，最初檢測(cè)到ICG信號(hào)從SMA中消失，進(jìn)而在胰腺內(nèi)逐漸積累，使ICG染色鉤突與SMA形成明顯對(duì)比。術(shù)中的這種視覺差異可為外科醫(yī)生提供非常有用的實(shí)時(shí)視覺信息。

淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是胰腺癌手術(shù)后患者最重要的預(yù)后因素之一，擴(kuò)大清掃淋巴可作為提高胰腺癌患者生存的一種策略。ICG熒光顯像技術(shù)可較容易地從周圍組織中分辨出含有ICG顆粒的淋巴管和淋巴結(jié)并實(shí)時(shí)顯示淋巴液流動(dòng)情況。Hirono等[28]利用ICG熒光特性來識(shí)別胰頭部淋巴引流通路，將0.2 mL的ICG直接注射到易淋巴轉(zhuǎn)移的胰腺鉤突軟組織處，有10例患者(100%)注射ICG后5 min內(nèi)均可識(shí)別胰十二指腸前弓的淋巴液流動(dòng)，4例患者(40%)的SMV和SMA之間的淋巴管縱向向上流動(dòng)，在8例(80%)前表面注射ICG的患者中發(fā)現(xiàn)了到達(dá)腹主動(dòng)脈旁的淋巴管道。ICG熒光導(dǎo)航在胰十二指腸術(shù)中的淋巴清掃還需進(jìn)一步大量前瞻性研究來論證。

為了確保精準(zhǔn)切除，術(shù)前常用計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)，磁共振成像(MRI)和正電子發(fā)射斷層掃描(PET)，由于體位的改變、術(shù)中組織解剖的改變以及對(duì)微小病變的敏感性不足，很難精確指導(dǎo)手術(shù)。術(shù)中評(píng)估胰腺腫瘤常用超聲檢查(US)和術(shù)中冰凍切片(IFSC)也存在局限性，術(shù)中解讀超聲圖像需要大量的經(jīng)驗(yàn)。盡管IFSC在確保R0切緣方面很有用，IFSC對(duì)胰腺病變的陰性預(yù)測(cè)值為50%，但可能組織學(xué)的診斷并不準(zhǔn)確，Aung等[29]利用ICG熒光得到惡性腫瘤的切緣熒光狀態(tài)與冰凍切片診斷和最終邊緣狀態(tài)呈相關(guān)性(12/13)的結(jié)論。為了獲得更好的癌與正常組織的對(duì)比度，Qi等[25]應(yīng)用新型熒光劑NanoICG用于胰腺導(dǎo)管腺癌的術(shù)中近紅外熒光檢測(cè)。NanoICG對(duì)正常胰腺上皮細(xì)胞無細(xì)胞毒性，并且不誘導(dǎo)趨化性或吞噬作用，在原位胰腺導(dǎo)管腺癌模型中其在胰腺內(nèi)大量積聚，胰腺的正常部位與病變部位的熒光對(duì)比度增強(qiáng)。與使用普通ICG相比，NanoICG使得胰腺病變和脾轉(zhuǎn)移中的熒光強(qiáng)度更高，有利于術(shù)中識(shí)別病變組織并確認(rèn)R0切緣。

6 ICG熒光顯像在肝膽胰手術(shù)中的局限性和展望

ICG熒光顯像不能完全替代膽道造影，因?yàn)槠鋵?duì)術(shù)中檢測(cè)膽總管結(jié)石的敏感性較低。ICG熒光成像的潛在缺陷包括相對(duì)較高的假陽(yáng)性率(約40%)，ICG熒光成像的另一個(gè)弊端在于熒光信號(hào)的組織穿透深度從肝臟表面至8 mm，無法導(dǎo)航深部占位，目前術(shù)中超聲仍是金標(biāo)準(zhǔn)。目前用于臨床的熒光導(dǎo)航研究多屬于回顧性研究，而且接受新輔助治療的患者數(shù)量較少，證據(jù)不足，尚需更多研究[23]。

ICG熒光顯像這一新型微創(chuàng)技術(shù)使原本大刀闊斧的外科逐漸發(fā)展成為精雕細(xì)琢，使得肝癌切除更加精準(zhǔn)，使術(shù)中膽道系統(tǒng)的可視率升高，降低了膽道手術(shù)的并發(fā)癥發(fā)生率，避免了醫(yī)源性傷害，而且主刀醫(yī)師并不需要專門的學(xué)習(xí)使用，簡(jiǎn)單易上手，最終患者獲益更多。在微創(chuàng)肝臟手術(shù)中，熒光導(dǎo)航腹腔鏡在顯示肝外膽道解剖方面以及肝精準(zhǔn)切除方面是實(shí)用和有效的，未來還期待超聲及熒光一體成像系統(tǒng)指導(dǎo)深部切除，根據(jù)癌癥的實(shí)際擴(kuò)散情況、解剖結(jié)構(gòu)的變化和術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)手術(shù)順序進(jìn)行必要的個(gè)性化調(diào)整。熒光導(dǎo)航腹腔鏡在LPD中的潛在的臨床價(jià)值包括:①在遠(yuǎn)端胰腺切除術(shù)中作為術(shù)中超聲的輔助手段；②用于切緣評(píng)估；③評(píng)估疾病的嚴(yán)重程度及淋巴轉(zhuǎn)移情況；④預(yù)測(cè)病理特點(diǎn)。隨著成像系統(tǒng)的進(jìn)一步完善和ICG使用(劑量和時(shí)間)的標(biāo)準(zhǔn)化，該技術(shù)有望成為標(biāo)準(zhǔn)方法服務(wù)于廣大醫(yī)師。

綜上所述，ICG熒光顯像技術(shù)在精準(zhǔn)肝切除、鑒別膽道系統(tǒng)、識(shí)別術(shù)中膽漏、腫物顯影、識(shí)別占位、復(fù)雜解剖等微創(chuàng)肝膽外科領(lǐng)域已初見成效，但仍需要規(guī)范ICG的使用劑量及使用方法。該技術(shù)具有學(xué)習(xí)曲線短、臨床效果明顯、成本低等優(yōu)勢(shì)。