熒光素鈉在高級別腦膠質瘤顯微切除術中的臨床研究進展

楊蔚然 王 忠 張義松

1.內蒙古醫科大學研究生學院，內蒙古呼和浩特 010010；2.內蒙古自治區人民醫院神經外科，內蒙古呼和浩特 010017

腦膠質瘤是成人最常見的顱內原發性腫瘤，占顱內所有原發性腫瘤的40%～50%，占顱內惡性腫瘤的80%[1]。高級別膠質瘤（HGG）是指根據世界衛生組織（WHO）所列的惡性程度，分類為Ⅲ～Ⅳ級的膠質瘤。研究顯示，Ⅲ級膠質瘤的中位生存期為15～28 個月，5 年生存率為30%；Ⅳ級膠質瘤的中位生存期為8～12 個月，5 年生存率為2.5%～5.0%[2-3]。在現階段的治療方法中，主要應用手術切除腫瘤后予以放療、化療、免疫分子靶向治療等相結合的綜合治療，其中手術切除是治療過程中最主要、最有效的關鍵步驟[4]。由于HGG高度彌漫浸潤性生長的特性，常規顯微手術自然光源下腫瘤的邊界與周圍正常的腦組織很難準確辨別。近年來神經外科醫師使用了很多輔助技術來提高術中對腫瘤邊界的精準判斷，如神經電生理監測、術中MRI、術中B 超、神經導航技術、熒光引導技術等。其中熒光引導技術是一種在熒光顯像劑的引導下使膠質瘤邊界可視化的新型技術，幫助外科醫生在術中實時標記腫瘤位置，提高腫瘤的切除程度[5]，所使用的熒光顯像劑中熒光素鈉價格低廉，操作簡便，在臨床上應用廣泛。

1 原理

熒光素鈉（FLS），分子式為C20H10Na2O5，其外觀呈橙紅色粉末狀，是一種具有熒光特性的小分子化合物染料（相對分子質量為376），進入人體后易與體內的蛋白質相結合，其熒光特性在酸堿度為8 時表現最強[6]。在經靜脈注射后有80%～90%的FLS 與血清白蛋白結合，在肝臟經過代謝后，生成的代謝產物熒光性質較弱，其余的10%～20%為存在于血漿中的游離熒光素，是發揮熒光作用的關鍵部分[7]。一般情況下，FLS 無法透過血-腦屏障，不會進入正常的腦組織。由于HGG彌漫浸潤性生長的特點，可以迅速降解細胞外基質，使血管壁通透性發生改變，此時的血-腦屏障被破壞，FLS 由此進入到腫瘤組織，并且在腫瘤內部蓄積，在波長為560 nm 的光線下呈現出黃綠色熒光，從而顯示腫瘤邊界[8]。

2 應用歷史

1931 年FLS 開始在臨床上被應用[9]，目前一般用于診斷角膜損傷、異物、潰瘍；眼底血管熒光造影、虹膜血管造影、測定血液循環時間、術中顯示膽囊和膽管等。1948 年，Moore 等[10]率先報道使用FLS 標記腫瘤組織，并在熒光引導下肉眼進行腦腫瘤切除，由于當時的技術和設備條件受限，FLS 在標記腦腫瘤組織方面并未得到很好的應用，隨后數十年，關于FLS 應用于腦腫瘤手術的報道寥寥無幾。1982 年，Murray[11]應用FLS 對23 例星形細胞瘤、3 例淋巴瘤以及3 例轉移瘤患者實施熒光引導腫瘤切除術，術后得出結果發現，在自然光線下觀察到腫瘤組織占FLS 熒光染色組織的84.7%。1998 年，Kuroiwa 等[12]研制出一種可根據術者需要在普通白光和熒光模式來回切換的手術顯微鏡，而后用FLS 在這種手術顯微鏡下對10 例HGG 患者進行腫瘤切除術，術后MRI 顯示有8 例獲得全切。2012 年，德國CarlZeiss 公司配備YELLOW560專用濾波器的Pentero 手術顯微鏡開始投入使用，學者們對研究FLS 在熒光引導腦腫瘤切除方面的熱情再度被點燃。2014 年，Rey-Dios 等[13]報道了FLS 在HGG 立體定向活檢中的應用，對6 例疑為HGG 的患者進行熒光引導立體定向穿刺活檢，在麻醉誘導期間均注射FLS 3 mg/kg，在顯微鏡下分別采集影像學資料上顯示的腫瘤強化核心和腫瘤邊緣的組織進行病理組織檢查，研究結果顯示6 次活檢共獲得26 例標本，其中熒光標本15 例，所有熒光標本均含有符合腫瘤分級診斷的組織，證實熒光標記可以精確快速地定位腫瘤位置。

3 對腫瘤切除程度的影響

2003 年，Shinoda 等[14]報道了對32 例多形性膠質母細胞瘤的患者應用FLS 在普通手術顯微鏡下進行手術治療。術后證實，應用高劑量FLS（20 mg/kg）進行手術的腫瘤全切除率達84.4%，而通過常規白光顯微鏡手術獲得腫瘤全切的患者只有30.1%；Chen 等[15]通過對22 例膠質瘤患者在顯微鏡下有無使用FLS 來對比對腫瘤全切除率的影響。其中10 例應用高劑量FLS（15～20 mg/kg）在顯微鏡下手術切除腫瘤，另外12 例不予應用FLS，術中均用普通白光照明，術后結果顯示，應用FLS 的病例腫瘤全切除率為80%，不予使用FLS 的腫瘤全切除率為33%。2014 年，Acerbi 等[16]報道了應用FLS（5～10 mg/kg）在黃熒光模式下對20 例HGG 患者進行手術切除，之后比較病理結果得出數據：靈敏度為94%，特異度為89.5%，腫瘤全切除率達80%，6 個月腫瘤無進展生存率為71.4%。2013 年，Schebesch 等[17]對26 例膠質瘤（WHO Ⅰ～Ⅳ級分別為1、3、5、17 例）患者應用小劑量FLS（3～4 mg/kg）進行手術治療，發現熒光引導技術對患者的腫瘤邊界辨認有幫助，術中能長時間維持良好的熒光強度，患者均未出現嚴重不良反應，并提出腫瘤的級別越高，對血-腦屏障的破壞力越大，在顯微鏡下的熒光顯影程度越明顯。Neira 等[18]對32 例高級別膠質瘤手術的研究顯示，未使用FLS 組的全切除率為77.3%，而FLS 引導下的腫瘤全切除率達93.1%。通過上述學者的研究發現，術中應用FLS 可以實時標記腫瘤位置，使腫瘤可視化，顯著提高腫瘤的切除程度，提高HGG 患者的生存率。

4 不良反應

截至目前為止，FLS 應用于診斷眼底疾病已有數十年的歷史，安全性良好，因FLS 過敏導致的不良反應發生率較低，我國僅報道了3 例使用FLS 進行眼底血管熒光造影產生變態反應的案例：2002 年，向方等[19]報道因應用FLS 后出現過敏性休克死亡1 例；2012 年，耿吉青等[20]報道靜脈注射FLS 后引發過敏性休克1 例；2016 年，呂玲等[21]報道了注射FLS 后導致肝功能異常1 例。Kornblau 等[22]回顧了關于靜脈應用熒光素鈉出現不良反應的文獻，發現1961—2017 年有78 篇英文文獻，報道的不良反應發生率總體為0.083%～21.690%，分為輕度（1.24%～17.65%），中度（0.2%～6.0%）和嚴重（0.04%～0.59%）。Ha 等[23]對12 005 例靜脈應用FLS的患者的臨床病例進行回顧性分析，結果顯示有10 例發生變態反應，其中70%的臨床表現為收縮壓降低至90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）以下，且多在靜脈注射FLS 3 min 內出現，另外惡心和嘔吐約占60%，后經及時對癥治療，均未產生嚴重后果。很多患者在注射FLS 后皮膚、黏膜和尿液出現一過性黃染，皮膚染色一般于6～12 h 后開始恢復正常，尿液黃染則于24～36 h 后消退，大多數患者不會有不適的癥狀產生[24]。我國目前暫無FLS 應用于膠質瘤切除術中所致不良反應的報道，國外曾有學者報道過2 例不良反應的病例，2011 年，Dilek 等[25]報道了1 例患者術后發生嚴重低血壓合并心動過緩的變態反應，推測原因是FLS 注射藥量過高（20 mg/kg），其在研究結果中指出FLS 具有低毒性，給藥劑量過高會增加不良反應發生的風險，其安全劑量為8～10 mg/kg。在熒光顯微鏡下使用低劑量熒光素鈉（2～5 mg/kg）即可在術中獲得良好的熒光顯影效果，在這個范圍內未發現有關于嚴重不良反應的報道，由此可見低劑量FLS 安全程度較高。當發生變態反應時，及時應用藥物進行治療可有效改善癥狀，臨床上常用腎上腺素、甲潑尼龍、H1和H2受體拮抗劑等[26]。此外，術前進行FLS 皮試，術中密切觀察患者皮膚和尿色，嚴密監測患者生命體征，注意重要臟器功能保護等一系列措施可進一步預防不良反應的發生，這在臨床工作中，是必不可少的。

5 給藥時間及方法

目前，關于FLS 使用的劑量和最佳時機尚未有統一的規范和共識[27]，FLS 注射液通過靜脈推注，需要一段時間透過血-腦屏障，從血管中清除，只存留于腫瘤中。給藥時間過早，FLS 的非特異性外滲以及間質水腫使FLS 播散導致熒光顯影超出腫瘤本身的范圍，使腫瘤難以辨別[28-29]；若給藥時間過遲，術中如不慎損傷血管，由于FLS 尚未從血管中清除，易發生外溢令術區黃染；另外，FLS 尚未完全聚集在腫瘤內，腫瘤亦不能取得良好的染色效果；若給藥劑量過小，熒光顯影程度較弱，效果欠佳；若注射劑量過大，FLS 會從腫瘤組織中滲出，使周邊正常組織黃染，影響手術視野。目前國內外相關研究報道的FLS 的給藥時間基本分為以下四種：麻醉誘導時、頭皮切開時、硬膜切開時、腫瘤暴露時[27]，以麻醉誘導時靜脈注射FLS 的報道居多。2013 年，Rey-Dios 等[30]在研究中使用20 mg/kg 的FLS 術前靜脈注射。當劑量達到20 mg/kg 時，自然光源下肉眼即可觀察到染色的腫瘤組織，但Dilek 等[25]在研究中指出FLS 給藥劑量過大會增加不良反應的發生率，近年來國內有不少學者推薦使用小劑量FLS引導HGG 切除術。2017 年，Senders 等[5]建議在硬膜切開前1 h 按照5 mg/kg 的劑量靜脈給藥，同年，王笑亮等[31]應用1 mg/kg 的劑量于術前2 h 靜脈推注給藥，均獲得良好的顯影效果。2019 年，王忠等[32]回顧性分析了50 例經手術治療的顱內惡性腫瘤的臨床資料，術中均應用神經導航聯合小劑量FLS（2 mg/kg）對腫瘤進行顯微切除，結果證實在配有專用濾波器的熒光顯微鏡下應用小劑量熒光素鈉2 mg/kg 即可在術中達到較好的腫瘤染色效果。當下醫療水平逐漸提高，FLS 在引導HGG 切除方面的應用會有一片廣闊的天地，關于其使用的最佳時間和劑量還有待進一步科學論證與深入研究。

6 與5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的比較

5-ALA 也是目前國內外常用的熒光顯像試劑之一，它是血紅素生物合成的前體物質，在被惡性膠質瘤細胞獲取后轉化為具有熒光性質的代謝產物—原卟啉Ⅸ，在顯微鏡發出的藍色激發光的照射下腫瘤實體部分發出紅色熒光[33]。有文獻表明，5-ALA 引導膠質瘤切除術明顯提高了手術的切除率和患者6 個月無進展生存率[34]。與FLS 比較，一些因素限制了5-ALA用于指導膠質瘤切除的廣泛應用，首先5-ALA 價格昂貴，為FLS 的35～40 倍，給藥方式限制為麻醉誘導前2～3 h 口服，用藥掌控性相對較差；在腫瘤切除過程中熒光顯影程度逐漸變弱，對腫瘤邊界不易做出判斷；術后24 h 會有皮膚發生光敏反應的高風險，因此術后需要躲避日光和室內強光24～48 h[35]。而熒光素鈉也有一定的缺陷，由于FLS 是通過破壞的血-腦屏障進入到腫瘤組織中，其本身并未與腫瘤細胞相結合，因此瘤周正常腦組織也可以出現熒光，可能導致切除范圍過大[36]。另外，術中的熒光強度與腫瘤對血-腦屏障的破壞程度有關，對一些良性腫瘤如垂體瘤、腦膜瘤、低級別膠質瘤等血腦屏障功能較完整的腫瘤使用FLS，腫瘤組織顯影較弱或不顯影，無法清晰顯示腫瘤邊界；而在轉移瘤、高級別膠質瘤中顯影最佳[31]。除此以外，熒光素鈉價格低廉、2～25℃常溫貯存、給藥劑量易控制、安全程度較高等優勢，作為熒光引導技術的使用藥物在指導高級別膠質瘤切除方面具有更廣泛的應用前景。

熒光引導技術的發展是高級別膠質瘤的治療中最重要的進步，越來越多的研究數據證實熒光素鈉在高級別腦膠質瘤切除術中的應用能夠更安全、有效地提高膠質瘤的切除率，增強術中腫瘤的可視化程度，在臨床上，應以提高手術質量和控制手術價格為目標，而在這方面熒光素鈉可以說是一個得力助手，值得在臨床膠質瘤治療中進行大力推廣。