淋巴系統造影劑的研究進展

吳高陽 戴婷婷 李圣利

【提要】淋巴系統具有復雜的網狀結構，與癌癥轉移、原發及繼發性淋巴水腫等多種疾病密切相關。淋巴管造影對疾病的診斷和預后判斷具有重要意義。近年來，淋巴系統造影劑的不斷發展與優化，推動了淋巴系統影像學領域的革新。本文對近年來各種淋巴造影劑在不同淋巴造影技術中的應用進展進行綜述。

淋巴系統是由淋巴管、淋巴結及其他淋巴器官構成的一個遍布全身的復雜網狀系統，在免疫調節、物質運輸及體液平衡方面發揮著重要作用［1］。此外，淋巴循環一方面是循環系統的重要組成部分，通過毛細淋巴管回收組織液，經各級淋巴管運輸至淋巴-靜脈接口而匯入靜脈系統，并在此過程中完成淋巴液內代謝產物和營養成分等物質的運輸，從而調節血漿和組織間液的平衡；另一方面，淋巴系統也是機體免疫系統的前哨，其中與淋巴管相連通的淋巴結是淋巴回流的重要濾器，也是發生免疫反應的重要場所。因此，淋巴系統的原發或繼發性病變將導致淋巴水腫等相關淋巴性疾病的發生［2］，同時淋巴系統也與人體一系列疾病的發生發展密切相關，如腫瘤的擴散與轉移，炎癥播散等［3］。

淋巴系統造影作為醫療檢測手段，對于淋巴系統疾病的診斷、治療、預后監測等方面具有重要意義。傳統的淋巴系統造影方法包括藍染法和放射性核素示蹤法（Radionuclide imaging，RNI），近年來隨著醫學影像技術的飛速發展，涌現出了磁共振淋巴造影（Magnetic resonance lymphangiography，MRL）、電子計算機斷層掃描（Computed tomography，CT）間接淋巴管造影、近紅外熒光成像法（Near-infrared fluorescence imaging）和光聲成像淋巴造影（Photoacoustic lymphan?giography）等新型淋巴系統造影技術。這些新技術推動了淋巴系統造影劑的不斷革新，使之在圖像分辨率、淋巴靶向性和安全性方面不斷優化。本文對近年來各種淋巴造影劑在不同淋巴造影技術中的應用進展進行綜述。

1 淋巴造影技術

1.1 藍染法

傳統生物染料進行淋巴的示蹤在活體檢測及解剖學研究中均有悠久的應用歷史，該方法可進行淋巴管、局部引流區域以及前哨淋巴結（Sentinel lymph node，SLN）的檢查。通過將染料注射到皮下間質組織，注射局部的毛細淋巴管則可吸收染料進入淋巴系統，從而使無色的淋巴管及淋巴結顯示藍色，方便進行觀察。常見的生物藍色染料包括亞甲藍（Methylene blue，MB）［4］、異硫藍（Isosulfanblue，IB）、專利藍（Patent blue）［5］、普魯士藍（Prussian blue）［6］等。

亞甲藍常應用于腫瘤前哨淋巴結活檢，價格低廉，在體內基本不經過代謝即隨尿液排出，不在體內蓄積。但因其易與組織蛋白結合，淋巴管攝取相對較少，故顯像模糊，且溶液遷移速度較快，時效性差［7］。異硫藍與專利藍為常用活性染料示蹤劑，具有與蛋白結合力弱，進入淋巴速度快，較少擴散到周圍組織等優點。但價格貴，且保持淋巴藍染狀態的時間短［8］。普魯士藍第一次被Gerota 應用于大體淋巴系統的解剖，Felmerer 等［9］在腹壁下動脈穿支皮瓣的解剖實驗中對亞甲藍、專利藍以及普魯士藍的染色情況進行對比，發現普魯士藍是三者中唯一可清晰顯示毛細淋巴管、集合淋巴管及集合前淋巴管的染料。

用藍染法進行淋巴示蹤具有觀察直觀精確、操作簡單、取材便利、無需特殊檢查設備且示蹤過程無放射性危害等優點。但也存在染料擴散進入血管，使組織染色，術中導致術野染色等缺點。同時，染料從局部注射、進入淋巴管、到達淋巴結、流出淋巴結的過程時長較短，限制了觀察時間，且藍染法對技術熟練程度及解剖基礎有一定要求。

1.2 放射性核素示蹤

放射性核素示蹤法淋巴造影即淋巴閃爍成像（Lymphoscintigraphy），將標記有γ 放射性核素的分子或膠體粒子作為造影劑注射到待觀測區域的皮下，造影劑被淋巴管轉運后發出γ 射線，利用顯像儀器探測射線信號，并轉化為線性的淋巴管或淋巴結“熱結節”形式的圖像信息，從而顯示其在體內的走行分布。淋巴閃爍成像可對淋巴系統的形態學及功能情況進行顯示，從而有助于觀察淋巴引流和淋巴結位置，判斷淋巴管通暢與否及側支循環是否建立，以及對腫瘤前哨淋巴結進行檢測。該成像方法具有無創傷、操作簡便和可重復等優點，臨床上在淋巴水腫的診斷、療效檢測、預后觀察以及惡性腫瘤轉移SNL 檢測等方面發揮著重要作用。但淋巴閃爍成像設備昂貴，存在放射風險，且因造影圖像為黑暗背景中白色放射性濃度的聚集，清晰度有限，不利于淋巴管與淋巴結的精準定位及觀察，尤其在淋巴管造影方面應用十分有限，另外探測信號中的背景信號也存在干擾結果的可能。

淋巴閃爍成像的常用造影劑為99mTc 標記的分子或膠體粒子，目前常用的有99mTc 硫化銻、99mTc 硫膠體、99mTc 右旋糖酐等。99mTc 標記的膠體造影劑的直徑大都介于100～200 nm，有利于造影劑迅速通過淋巴管并滯留于淋巴結內［10］。99mTc硫膠體整體顆粒較大且大小不均，在淋巴管與淋巴結中的吸收和轉運速度可控性不佳，故不適宜運用于定量分析。99mTc硫化銻直徑約40 nm，適宜進行閃爍成像，但對機體肝臟和脾臟的放射性損傷較大［11］。右旋糖苷是一種大分子骨架，可溶于水且分子粒徑均勻，可以引入多個功能基團而表現出不同的分子性質［12］。2013 年，FDA 批準應用于臨床的SNL顯像劑Tilmanocept（又稱Lymphoseek）是右旋糖苷類物質，與膠體顯像劑不同，其通過右旋糖酐上連接的甘露糖與淋巴組織中的樹突狀細胞及巨噬細胞表面的受體結合，從而提高了與淋巴組織的親和性，使顯影質量進一步提高［13］。理想的淋巴造影劑應能夠特異性進入淋巴系統，且具有長時間駐留于淋巴而在注射部位清除迅速的特點［14］。因此，近年來通過引入親淋巴信號基團以及尋找合適的低分子量載體等手段進行造影劑的完善與創新，以探索放射性核素-螯合劑-親淋巴信號分子基團之間的最佳搭配。

1.3 磁共振淋巴造影

磁共振成像（Magnetic resonance imaging，MRI）具有軟組織分辨能力優良、三維圖像解剖定位準確、信噪比高、對機體無放射性損傷、安全可重復等特點。增強磁共振淋巴造影不僅可以用來觀察淋巴系統的形態與結構特點，還可以對其功能進行評估，是評估繼發性淋巴水腫的金標準［15］，并對腫瘤前哨淋巴結的探測也具有重要的意義。造影時將具有順磁性或超順磁性造影劑注射至皮下或直接注射至淋巴結內，待造影劑進入淋巴系統后進行磁共振的掃描，利用造影劑同組織的氫核發生磁性的相互作用，造成T1 和T2 弛豫時間明顯縮短，引起組織縱向弛豫速率（1／T1）和橫向弛豫速率（1／T2）增加，與周圍組織形成對比，從而增強顯影效果，清晰地顯示出淋巴管及淋巴結。

關于磁共振造影劑的種類，按照成像方式的不同可分成兩類：一類為T1 類型造影劑，又稱為陽性造影劑，最常見的如釓（Gadolinium，Gd）類配合物，可增強造影部位縱向弛豫速率，在T1W 序列上引起淋巴組織信號的增強，即成像時相關部位變亮。該類造影劑目前臨床應用廣泛。Liu 等［16］對710 例原發及繼發性淋巴水腫患者使用釓貝葡胺進行磁共振淋巴造影，觀察淋巴管及淋巴結內淋巴液流動的動力學及淋巴系統的形態學變化，結果顯示MRI 淋巴造影能夠清晰顯示病變的淋巴管與淋巴結的解剖變化，并可通過實時顯影提供淋巴運輸功能狀態的信息。另一類為T2 類型造影劑，又稱為陰性造影劑，即超順磁性氧化鐵（Superparamagnetic iron oxide，SPIO）及其衍生物，其中造影劑粒徑＜50 nm 的又被稱為超微超順磁性氧化鐵（Ultrasmall superparamagnetic iron oxide，USPIO），該類造影劑可縮短T2 弛豫時間，即在T2W 序列上使造影的淋巴組織信號降低，成像時相關部位變暗。Turkbey 等［17］對49 例患有泌尿生殖系統腫瘤且疑似淋巴結轉移的患者進行前瞻性研究，將納米氧化鐵進行靜脈注射并分別于注射后24、48 h 進行相關部位核磁共振掃描，結合線性混合效應模型進行回顧性定量分析，結果顯示納米氧化鐵增強的磁共振淋巴造影的靈敏度為98.0%，特異度為64.4%，陽性預測值為86.0%，陰性預測值為93.5%，且靈敏度和特異度與淋巴結大小無關，證實納米氧化鐵作為MRI淋巴造影劑檢測泌尿生殖系統腫瘤轉移具有良好的實用性。同T2 類型造影劑相比，T1 類型造影劑提供的信噪比更佳，且給藥劑量更少，顯影時間短，假陽性率低，特異性高于前者，臨床應用也更加廣泛。

磁共振造影劑依據粒徑大小分又可分為直徑小于100 nm的小分子顯影劑以及直徑大于100 nm 的大分子顯影劑。目前已進入臨床應用的常見小分子造影劑有釓雙胺注射液（歐乃影，Omniscan）、釓噴酸葡胺注射液（馬根維顯，Magnevist）、釓特醇注射液（普絡顯思，Prohance）等，該類造影劑直徑小且分子量低，經皮下或真皮內注射后可快速被淋巴系統攝取進行顯影，具有操作方便、損傷小、可重復性好等優勢。但由于毛細血管壁內皮間孔徑大于造影劑的粒徑，導致造影劑易進入靜脈系統，故淋巴顯影的特異性較差，加大了臨床閱片的難度。將釓的螯合物連接于大分子載體上而制成的磁共振大分子造影劑不易進入靜脈系統而使得成像特異性提升，并且造影劑更易被網狀內皮系統識別并吞噬，親淋巴性提高，能夠實現靶向成像。目前用于研究的載體包括脂質體［18-20］、樹枝狀大分子聚合物［21］、有機［22］和無機納米顆粒等。Bisso 等［23］研發了一種可生物溶蝕的納米顆粒造影劑，即聚乙二醇-阿侖膦酸鈉穩定的釓磷酸鈣納米顆粒，并經小鼠動物實驗證實，該種造影劑與市售造影劑釓布醇相比，其親淋巴特性強、穩定性高、信號強且變異度小。黃碧涌等［24］合成了一種以褐藻酸為載體連接DTPA 螯合釓離子的淋巴靶向MRI 造影劑，并通過細胞與動物的淋巴顯影實驗證實該種多糖類大分子化合物具有研發成淋巴靶向造影劑藥物的潛能。Akai 等［25］對一種新型高分子微泡MR 造影劑進行研究，即聚乙二醇聚賴氨酸聚合物連接釓螯合物，將商品化的MR 造影劑Gadofluorine P 作為對照進行兩種造影劑成像效果分析，結果發現新型高分子微泡造影劑在淋巴增強時間以及區分正常及炎性淋巴組織方面具有明顯優勢。

大分子造影劑目前均處于動物實驗階段，尚未出現商業化產品［26］。由于其粒徑過大，進入淋巴系統時間較長，不便于快速觀察，且在淋巴管內停留及擴清所需時間較長，其生物安全性等有待進一步的驗證。

1.4 CT 間接淋巴造影

與磁共振淋巴造影相似，CT 間接淋巴造影也是將造影劑進行局部皮內或真皮下注射，繼而對待檢測區域進行CT連續薄層掃描，從而獲得淋巴管、前哨淋巴結等結構的斷層以及三維圖像信息以進行觀察。CT 間接淋巴造影的最大優勢在于其能夠提供較為詳細的解剖位置信息。

常見的CT 造影劑包括水溶性［27］與油性碘劑，水溶性碘劑如碘帕醇，分子量低，易被淋巴系統吸收，可迅速成像，但也存在淋巴廓清快，顯影時間短，造影劑外滲等問題。Sugiyama 等［28］對20 例臨床N0 期口腔癌患者在原發腫瘤切除前24 h 行CT 間接淋巴造影檢測SLN，選擇碘帕醇作為造影劑，并通過術中吲哚菁綠（Indocyanine green，ICG）熒光引導下的SLN 活檢作為對照，以確定CT 造影的檢出率。結果顯示，CT 間接淋巴造影的SNL 檢出率為95%，且CT 檢測淋巴結均可在術中ICG 造影觀測到，證實了CT 淋巴造影對早期口腔癌的前哨淋巴結檢測具有重要意義。油性劑如乙碘油，不易外滲至淋巴管外，且有顯影時間窗，但擴散慢，成像速度相對較慢。Lee 等［29］在兔腿VX2 腫瘤模型中使用乙碘油進行CT 間接淋巴造影，并通過亞甲藍染色進行驗證。結果顯示，乙碘油CT 淋巴造影的前哨淋巴結檢出率為96%，證實了該方法作為軟組織腫瘤術前前哨淋巴結檢測手段的可行性。

1.5 近紅外熒光成像法

近紅外熒光成像是將熒光造影劑注射至皮下、皮內、腫瘤中心或周邊區域，通過波長在700～1 000 nm 的近紅外光激發熒光分子，所發出的不同光譜性質的光子信號通過熒光探測器所收集，從而獲得圖像信息。吲哚菁綠作為常見的造影劑，具有在近紅外光譜范圍內吸收較強，對機體毒性小且不參與體內的生物轉化與排泄等優勢。ICG 自20 世紀60年代起開始應用于臨床，是目前惟一經FDA 批準用于臨床的近紅外光學成像對比增強劑［30］，近年來在淋巴造影領域的應用逐漸得到推廣［31］。ICG 淋巴造影的應用包括淋巴水腫的病情評估［32］、療效檢測［33］以及各種腫瘤的前哨淋巴結探測［34］等。近紅外熒光成像的優點在于圖像背景-信號比高，檢測靈敏度高，操作便捷，成本較低，且對人體無放射性損傷。但存在穿透深度有限的缺點。有文獻報道可通過結合腹腔鏡與近紅外光檢測系統解決該問題［35］。Papadia等［36］回顧性分析了子宮內膜癌患者行腹腔鏡下ICG 近紅外熒光成像進行前哨淋巴結定位的相關數據，結果顯示總體檢出率為100%，雙側檢出率為90.5%，充分說明了腹腔鏡下NIR-ICG 前哨淋巴結定位在高危子宮內膜癌患者中具有優良的敏感性及應用價值。

1.6 光聲成像

光聲成像是近年來新興的一種混合模式生物醫學成像方法。該方法結合光學和聲學原理，將脈沖激光照射到機體組織中，組織內吸收光的物質（如血紅蛋白和吲哚菁綠）會產生短暫的熱彈性膨脹，熱膨脹增加局部壓力，產生超聲波，這種光激發產生的超聲信號即光聲信號，攜帶組織光吸收特征信息的光聲信號則由體外超聲探測設備收集并轉換成三維圖像信息。光聲成像結合了光學成像光譜識別和高對比度的特性以及超聲成像穿透性較高的優勢，所獲得的圖像空間分辨率優良、清晰度高。光聲成像探測淋巴系統的常用顯影劑包括吲哚菁綠和亞甲藍［37］等。Kajita 等［38］將0.5 mL吲哚菁綠皮下注射至1 例繼發性淋巴水腫患者的手臂，利用光聲成像的方法首次獲取了清晰的淋巴系統三維圖像，并利用所獲圖像信息指導進行淋巴-靜脈吻合術，6 個月后隨訪患者無淋巴阻塞現象，淋巴水腫恢復良好。

光聲成像的另一大優勢為可清晰分辨血管與淋巴管，依據吲哚氰綠和血紅蛋白對激光的反應模式不同，即在835 nm和797 nm 處，吲哚菁綠的摩爾消光率變化很大，而血紅蛋白摩爾消光率變化不大，故使用兩種不同的激光波長即可進行淋巴管與血管的區分。Suzuki 等［39］在一項前瞻性研究中，利用吲哚菁綠對健康志愿者進行下肢淋巴管造影，先后進行近紅外熒光成像以及光聲成像，統計所獲圖像小腿近端和遠端增強淋巴管的數量以量化對比兩種成像手段的效果。結果顯示，在所有受試者中，與近紅外熒光成像相比，光聲成像所顯示的淋巴管數量更多，圖像三維立體，并且可清晰顯示淋巴管與其周圍小靜脈之間的關系。該研究證實了光聲成像在淋巴造影方面的優越性。

2 雙向造影劑

隨著納米合成技術的不斷突破與淋巴成像手段的不斷進步，近年來不斷出現多種新型納米粒子，其特點為在大分子載體上結合不同類型造影劑，從而將兩種造影手段相結合，并且通過控制粒徑大小及載入親淋巴性物質等手段，大幅度提高了診斷的精準程度。目前出現的雙向造影劑包括MRI 結合CT 雙向淋巴靶向造影劑［40］、MRI 結合熒光成像靶向造影劑［41］、超聲／近紅外熒光淋巴靶向雙功能造影劑等。Yang 等［42］設計了一種CT／MRI 雙向淋巴靶向造影劑，即釓負載、聚乙烯亞胺包裹金納米探針（Gd-Au PENPs），通過建立VX2 兔頸淋巴結癌癥轉移模型，在注射造影劑后依次行CT 及MR 成像，統計該造影劑診斷癌癥前哨淋巴結轉移的靈敏度、特異度、準確度、陽性預測值和陰性預測值，分別為100%、75.0%、85.3%、73.7%和100%，證實該雙向納米造影劑可作為舌癌前哨淋巴結轉移的診斷手段。Cousins 等［43］分別進行了大動物與小動物實驗檢測一種放射性／磁性雙向淋巴靶向造影劑進行癌癥前哨淋巴結檢測的準確性，該粒子為99mTc 標記的右旋糖酐包裹磁性納米顆粒，在復雜的淋巴環境中，雙示蹤劑通過結合術前閃爍成像與術中磁強計探針，提高了前哨淋巴結的檢出率，顯示其作為早期識別前哨淋巴結手段的應用前景。Li 等［44］研發出一種超順磁性高分子膠束用于磁共振和熒光雙模態成像，體外研究結果顯示，該造影劑敏感性高，有望為淋巴結轉移的靶向治療提供新的策略，具有重要的理論研究意義和臨床潛力。

3 結束語

近年來，淋巴造影劑的發展為深入研究淋巴系統、該系統相關疾病及腫瘤轉移等領域帶來了長足的進步。各類淋巴顯影的影像學方法具有各自的優勢，應根據疾病的類型、檢測的目的及設備情況酌情選擇。但各種成像方法及相應造影劑也存在不足之處，隨著納米技術的進展與研究方法的進步，探究生物相容性佳、毒副作用小、顯影清晰、清除迅速且淋巴靶向性高的造影劑將成為淋巴造影領域的發展趨勢。各類新型納米造影劑的實驗室-臨床轉化進程也亟待推進。