杨越 周健 吴海涛
·综 述·
前哨淋巴结定位新进展
杨越 周健 吴海涛
前哨淋巴结(SLN)是否转移能够反映和预测整个淋巴引流区域的肿瘤转移情况,它与肿瘤的诊治和预后密切相关。SLN活检(SLNB)是临床上确定SLN是否转移最准确的方法,而SLNB成功的关键是定位SLN。目前用于定位SLN的方法主要有蓝染料示踪法、放射性核素示踪法、蓝染料联合放射性核素示踪法、间接淋巴造影法、近红外荧光成像法和光声成像法等。本文就SLN的定位方法进行综述。(中国眼耳鼻喉科杂志,2015,15:430-433)
前哨淋巴结(sentinel lymph node, SLN)是否转移能够反映整个淋巴引流区域的肿瘤转移情况。一般认为,如果SLN没有转移,则其引流区域的其他淋巴结一般不会转移,如果SLN有转移,则次级淋巴结甚至更远的淋巴结存在肿瘤转移风险。鉴于SLN在肿瘤引流途径上的特殊性,可以根据其有无转移协助判断区域淋巴结的状况,从而指导肿瘤的临床治疗。目前临床上诊断淋巴结转移的主要方法是增强CT扫描和磁共振成像检查,但只能根据淋巴结的大小判断是否发生转移,而无法判断正常大小的淋巴结是否发生转移(个别小淋巴结内有液化坏死除外)。对于隐匿性淋巴结转移的患者,无论是采用淋巴结清扫术还是随访观察发现转移后再切除,或者是应用放射治疗,选择都是具有盲目性的。前哨淋巴结活检(sentinel lymph node biopsy, SLNB)是目前临床上确定SLN是否转移最准确的方法。根据活检结果判断引流区域淋巴结的状态来制订淋巴结清扫术的范围可以避免盲目广泛切除,减少手术风险及并发症。而SLNB成功的关键是定位SLN。目前用于定位SLN的方法主要有蓝染料示踪法、放射性核素示踪法、蓝染料联合放射性核素示踪法、间接淋巴造影法、近红外荧光成像法和光声成像法等。染料法、核素法和联合法经过几十年的发展技术已经很成熟,目前仍被广泛应用于临床SLN的定位,而间接淋巴造影法、近红外荧光成像法和光声成像法是近些年才发展起来的新技术,很多学者进行了研究,显示出良好的应用前景。本文将主要介绍SLN定位方法的新进展。
SLN是指淋巴回流途径上位于首站的一个或一组淋巴结,因而它反映整个淋巴结群的状态。其淋巴结转移遵循一定的规律:肿瘤细胞会随引流区的淋巴管首先引流到SLN,然后再进入下一站淋巴结。有研究者[1]认为,早期乳腺癌患者SLN阴性时,SLNB可以替代腋窝淋巴结清扫术,其安全性和有效性已基本得到证实。且相对于腋窝淋巴结清扫术而言,SLNB操作相对简单,创伤更小,术后并发症更少[2]。虽然有学者[3]认为淋巴结转移有“跳跃”现象,即:原发肿瘤近处淋巴结尚无转移,而远处已有淋巴结转移,但这只是特殊情况。
1.1 蓝染料示踪法 蓝染料示踪法是将蓝色染料分点注射到肿瘤周围,利用淋巴引流途径循蓝染淋巴管追踪到染料浓聚区,找到蓝染淋巴结,即为SLN。目前常用的生物染料有亚甲蓝、专利蓝、异硫蓝等。蓝染料示踪法简单易行,操作方便,染料廉价且无放射性危害。但是染料会使血管和组织染色,在术中会染色术野,破坏关键手术结构,增加神经损伤的风险。染料注射后会快速进入淋巴管,到达淋巴结,且在淋巴结内停留的时间较短,因此,在注射后只有较短的时间进行观察,这要求操作者具有一定的临床经验和解剖知识,能够准确快速定位SLN,否则染料进入下一级淋巴结就会影响判断的准确性。
1.2 放射性核素示踪法 放射性核素示踪法是利用放射性核素的示踪作用协助定位SLN,术前将放射性核素标记物注射到瘤体组织周围,术前应用SPECT(single-photon emission computed tomography)淋巴闪烁显像(lymphoseintigraphy,LSG)和(或)术中应用γ计数器探测法(a gamma ray detecting probe,GDP),定位追踪探测到的“热”结节,即为SLN。目前常用的核素标记物有99mTc硫胶体、99mTc硫化锑、99mTc右旋糖苷等。有研究[4]表明,核素LSG联合术中GDP定位恶性黑色素瘤SLN的方法明显优于超声、增强CT等其他临床评估区域淋巴结转移的方法。而且核素淋巴显影还可以利用SPECT和CT的同机融合图像,对SLN进行精确定位[5]。但是放射性核素具有潜在的放射风险,探测中的背景信号可能干扰结果,且无法显示转移淋巴结的形态。另外,放射性核素示踪法要求专业设备才能进行操作,在未设置放射性核素科的医院因缺乏相关设备而严重限制了放射性核素定位法在临床诊断上的应用。
1.3 蓝染料联合放射性核素示踪法 为了提高SLN的检出率,有些研究者采用染料法联合核素法。有学者[6-7]报道,国内染料法平均SLN检出率为89.8%,核素法检出率为92.7%,将两者联合应用能够使SLN检出率进一步提高至94.6%,并可以使假阴性率从10.0%降低到8.2%。放射性核素和染料的联合应用能发挥各自优点,提高SLN定位的成功率。
1.4 间接淋巴造影法 间接淋巴造影是将造影剂行局部注射,通过毛细淋巴管引流到达淋巴系统,以CT或磁共振(MR)作为检测手段达到显影目的,根据淋巴结和淋巴管显影的相互关系定位SLN。
1.4.1 CT间接淋巴造影 以CT作为检测手段显影SLN具有空间分辨率高以及操作简便的特点。刘欣等[8]通过建立乳腺恶性肿瘤淋巴结转移动物模型,利用碘普罗胺作为对比剂行CT间接淋巴造影定位乳腺癌SLN。结果发现,所有动物注射侧乳腺引流区域的SLN明显强化,于注射造影剂后1 min CT值达最高。3D重建后,可清晰观察各组SLN及非SLN形态,并可见SLN的输入淋巴管。Kim等[9]在早期胃癌患者以及兔腿肿瘤VX2模型中[10],用乙碘油在肿瘤周围注射后行CT间接淋巴造影,有效显影了聚集乙碘油的SLN。相比于水溶性碘剂的快速显影、快速消退现象,乙碘油具有亲淋巴性,能够更长时间滞留在淋巴结内,具有更好的显影效果且能提供淋巴回流区域的解剖情况。Lim等[11]得到了相似的结论,而且随着成像时间(210 min内)的延长,显影的淋巴结数目会增加。有文献[12]利用建立新西兰白兔颈淋巴结反应性增生及舌癌VX2颈淋巴结转移的模型,研究同时应用碘海醇(欧乃派克)和染料复合注射行CT间接淋巴造影定位兔舌SLN的可行性。结果显示,在注射造影剂后1~5 min达到最强增强效果,20 min时基本消退。此法既可术前扫描定位SLN,又能够术中寻找蓝染或黑染的淋巴结进行SLN定位,比单独应用CT间接淋巴显影更具优势。
CT间接淋巴造影具有以下优势:敏感度、准确度较高,假阴性率较低,还可与蓝染料法、核素法等联用。但是淋巴结大量转移等原因引起的淋巴管堵塞或巨噬细胞吞噬能力下降会产生假阴性。
1.4.2 MR间接淋巴造影 MR间接淋巴造影具有组织分辨率高且无射线损伤的优势,是利用具有顺磁性或超顺磁性的造影剂进入人体后引起纵向弛豫速率(1/T1)和横向弛豫速率(1/T2)的改变,从而增强显影效果。常用的MRI造影剂有钆复合材料、超顺磁性氧化铁纳米复合材料等。钆复合材料增强T1弛豫效能,使图像更亮,称为阳性造影剂;超顺磁性氧化铁纳米复合材料增强T2弛豫效能,使图像更暗,称为阴性造影剂。谭红娜等[13]建立VX2兔乳腺癌动物模型, 以钆剂(钆喷葡酸胺)作为造影剂行MR间接淋巴造影(MR-LG),成功定位了VX2兔乳腺癌SLN。扫描后进行图像3D重建,将淋巴管引流通路上距离原发肿瘤最近的淋巴结定义为SLN。结果显示,良好的3D图像率为79.2%,在MR-LG图像上,淋巴结的信噪比均高于其引流淋巴管和同层肌肉,能够清晰地辨认SLN。有研究者[14]建立兔VX2颌面部肿瘤模型,利用超小超顺磁性氧化铁作为造影剂行MRI诊断转移性淋巴结,其敏感度、特异度及准确性分别为95.0%、90.9%及92.9%。超小超顺磁性氧化铁能够被巨噬细胞吞噬,从而更长时间积聚于淋巴结内,引起淋巴结信号的明显改变。
1.5 近红外荧光成像法 近红外荧光成像属于光学成像的一种,近红外光源的波长范围是700~900 nm,在此波长范围内组织的吸收、散射和自发荧光背景都比较低,相比于可见光能够穿透更深层的组织,进行深部组织成像。近红外成像需要相应的近红外荧光探针,目前主要采用的探针有近红外荧光染料和近红外量子点。
1.5.1 近红外荧光染料 近红外荧光染料常用的是吲哚菁绿(indocyanine green,ICG)。ICG是FDA唯一批准的荧光剂,用于测定心输出量、血流量、肝功能以及眼科血管造影。ICG近红外荧光成像定位SLN是近些年发展起来的技术,既可单独应用也可联合染料法等方法。有学者[15]利用ICG联合亚甲蓝作为淋巴示踪剂定位乳腺癌患者SLN,结果显示ICG联合亚甲蓝定位SLN有良好的可视性,ICG淋巴显影率及SLN检出率高于亚甲蓝组,联合法SLN检出率优于单用亚甲蓝法。Jewell等[16]使用ICG作为示踪剂,利用机器人平台进行近红外荧光成像评价子宫和宫颈恶性肿瘤SLN的检测率。结果显示,ICG近红外荧光成像在具有相对较低的体重指数患者身上效果更好且具有高的双侧SLN检出率,相比于单侧更具有临床意义,因为临床上子宫和宫颈恶性肿瘤的盆腔淋巴转移多为双侧转移。术中还检测到部分患者在大动脉区以及骶骨前区有SLN,而这些区域在传统检查方法中常不能被发现。Gilmore等[17]用白蛋白-ICG近红外荧光成像法成功定位了黑色素瘤患者SLN,并在实验中使用剂量递增的方法确定最佳剂量为500 μmol/L。
ICG近红外荧光成像对活组织具有高渗透性,经皮肤可视,在术中可以实时显影,即使是小淋巴结也能显影,对患者及操作人员没有辐射损伤,不会污染和破坏手术结构,较容易识别SLN。对于机器人操作平台,腹腔镜以及开腹手术均适用。ICG因其在水溶液中不稳定性及在体内的快速清除使其在临床研究中的应用受到了一定的限制,但是有研究者[18-19]发现,将ICG制成纳米颗粒,其性能会得到改善。Noh[19]等用聚合物纳米材料包载ICG,利用电子聚电解质增强ICG的光稳定性以及延长ICG在SLN内的滞留时间,更有利于定位SLN。
1.5.2 近红外量子点 量子点是一种半导体纳米材料,3个维度的尺寸都在100 nm以下,由Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素组成,包括金属核和外壳。由于受到量子尺寸效应和量子限域效应的影响,量子点表现出独特的光电属性: 吸收波长范围宽,发射波长范围窄,可同时激发多种荧光颜色,尺寸可调,信号强度高,光稳定性好,荧光寿命长且耐光漂白,可以经受反复多次的激发。量子点的材料有很多种,如硒化镉(CdSe)、硫化锌(ZnS)和碲化镉(CdTe)等。不同材料及不同尺寸的量子点会发出不同的荧光,例如:不同的CdTe量子点能分别在535 nm(绿色光,G-QDs)、598 nm(黄色光,Y-QDs)和654 nm(红色光,R-QDs)处具有最大光发射量[20]。量子点作为一种新型标记物,近几年已被成功用于SLN的定位检测。黄雪蕾等[21]用近红外荧光材料量子点800标记尼妥珠单抗,制备成荧光抗体探针,成功定位了TCCA8113舌鳞癌裸鼠皮下移植瘤动物模型的舌SLN。结果表明,量子点能在活体内清楚地显示舌部注射后引流的颈部SLN位置,量子点荧光强度高,持续时间长,且能够长时间停留于SLN内。量子点对SLN的定位可以为肿瘤的生物学行为分析、肿瘤恶性程度判断及其是否转移提供客观依据,对肿瘤的治疗及预后都有着重要的指导意义[22]。
但是,量子点在生物医学领域中的应用还存在很多问题:重金属离子的潜在毒性限制了其在生物体系中的应用,而且量子点的荧光还存在“blinking”现象,即在光照时会出现发光的闪烁,导致发光忽明忽暗而不利于其在成像领域的应用。但是可以通过不断优化和完善量子点的性能,降低其毒性,改善荧光成像效果。有学者[23]发现,经明胶、聚乙二醇等材料包被后的功能化量子点可大幅改善其生物相容性,降低毒性。还有研究者[24-28]合成了不含有毒重金属元素的量子点用于SLN成像定位。Erogbogbo等[24]利用生物相容性良好的半导体硅替代有毒重金属制成量子点既有效定位SLN又降低了毒性。有学者[26-28]则利用不含镉的Cu-InS2/ZnS以及Cu- In-Se/ZnS合成量子点既降低了毒性又增加了材料的稳定性。这些量子点注射进入活体后,几分钟之内就可检测到SLN,提高了检测效率,简化了操作流程,而且安全性能高,有望进一步用于临床试验。
1.6 光声成像法 光声成像是一种结合了光学和声学原理的混合型成像方式,利用光声成像系统记录光声信号强度,部分克服了光在组织中传输时组织强光散射效应的影响,既具备了光学成像的高对比度和光谱识别特性,也具有声学成像穿透性较高及分辨率较高的特点。目前用于光声成像的材料主要是ICG。亚甲蓝和纳米金也被用于光声成像。Kim等[29]在动物模型上,用ICG做造影剂行光声成像。利用ICG和血液在不同波长的光吸收率不同,通过收集2种波长(618 nm和668 nm)的图像信息可以将SLN及淋巴管与周围血液脉管系统区分开来,从而减少混淆成分,增加了图像的清晰度,成功定位了SLN。Erpelding等[30]以亚甲蓝作为光声对比剂,对大鼠体内2.5cm深处的SLN进行了成像定位,结果显示定位清晰,效果明显,且与成像后大鼠解剖看到的SLN位置一致。
光声成像兼具光学与声学成像特点,具有独特的优势,既可利用不同组织的波长选择特定组织显示,又可利用不同组织的光吸收谱不同进行光谱分析,从而实现功能成像。但是与ICG荧光成像可以实时观察SLN和淋巴管相比,光声成像因为较慢的图像采集而不适用于动态观察。
近红外荧光成像以及光声成像法是近些年发展起来的SLN定位技术,分别利用了荧光显影及光声原理,虽然存在不足之处,但是拓展了SLN的定位方法,这也提醒了我们可将不同领域的技术结合应用到SLN的定位中。
各种SLN定位方法都是为了更加准确地定位SLN,以方便对SLN做进一步的操作处理,比如SLNB。SLN的准确定位及术中活检为局部淋巴结清扫术提供了有力的临床客观依据,从而指导临床医师有目的地切除淋巴结,达到手术微创的目的。在成功准确定位SLN的条件下,将检验重点放在这些检出的SLN上,先行常规病理切片,若阴性再进行连续病理切片和免疫组织化学检查,可以提高隐匿性转移的检出率,更好地指导恶性肿瘤的临床分期,从而制订合理治疗方案以及预后评估,有利于提高恶性肿瘤患者的生存率和生存质量。
但是SLNB毕竟属于创伤性操作,我们在不断研究发展SLN定位方法的同时,也在寻求更加简便及无创的隐匿性淋巴结转移诊断方法。对于间接淋巴造影,不仅可以定位SLN,而且可以清晰地显示淋巴结内部的结构。若存在转移灶可以表现为形态不规则,局部增强及充盈缺损,有利于对转移甚至是微小转移的诊断,且不受尺寸条件的限制,对于正常大小或是很小的淋巴结也可以清晰显影。先定位SLN,然后根据影像学的表现检出可疑的淋巴结,再针对这些淋巴结进行活检可以进一步提高隐匿性转移的检出率。目前CT和MRI仍然是临床上用于诊断淋巴结转移的最常用影像学方法,将间接淋巴造影和CT以及MRI结合起来,再配合性能优良的造影剂。相信随着研究的进一步深入,此法会在淋巴结隐匿性转移的诊断方面有着更加广阔的应用前景。
[1] Krag DN, Anderson SJ, Julian TB, et al. Sentinel-lymph-node resection compared with conventional axillary-lymph-node dissection in clinically node-negative patients with breast cancer: overall survival findings from the NSABP B-32 randomised phase 3 trial[J]. Lancet Oncol, 2010, 11(10): 927-933.
[2] Ashikaga T, Krag DN, Land SR, et al. Morbidity results from the NSABP B‐32 trial comparing sentinel lymph node dissection versus axillary dissection[J]. J Surg Oncol, 2010, 102(2): 111-118.
[3] Byers RM, Weber RS, Andrews T, et al. Frequency and therapeutic implications of “skip metastases” in the neck from squamous carcinoma of the oral tongue[J]. Head Neck, 1997, 19(1): 14-19.
[4] 徐宇, 朱蕙燕, 吴江宏, 等. 皮肤恶性黑素瘤的前哨淋巴结活检技术[J]. 肿瘤, 2011, 31(1): 64-64.
[5] 程艳, 王斌全, 李思进, 等. 淋巴显像法与染料法示踪喉癌和下咽癌前哨淋巴结的对比研究[J]. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志, 2010 (1): 42-46.
[6] 左文述,于志勇, 郑刚. 乳腺癌前哨淋巴结活检研究的现状与展望[J]. 外科理论与实践, 2011, 16(1): 14-18.
[7] 郑刚, 杨靖, 左文述,等. 中国乳腺癌前哨淋巴结活检验证阶段研究结果的系统评价[J]. 中华医学杂志, 2011, 91(6): 361-365.
[8] 刘欣, 王志铭, 雷振, 等. 兔乳腺 VX2 肿瘤前哨淋巴结间接 CT 淋巴造影观察[J]. 中国临床医学影像杂志, 2010, 21(6): 421-423.
[9] Kim YH, Lee YJ, Park JH, et al. Early gastric cancer: feasibility of CT lymphography with ethiodized oil for sentinel node mapping[J]. Radiology, 2013, 267(2): 414-421.
[10] Lee YJ, Kim YH, Lee KH, et al. Sentinel node mapping of VX2 carcinoma in rabbit thigh with CT lymphography using ethiodized oil[J]. Korean J Radiol, 2014, 15(1): 29-36.
[11] Lim J S, Choi J, Song J, et al. Nanoscale iodized oil emulsion: a useful tracer for pretreatment sentinel node detection using CT lymphography in a normal canine gastric model[J]. Surg Endosc, 2012, 26(8): 2267-2274.
[12] 徐秀寅, 石芳, 陈晓平, 等. 碘海醇复合染料定位兔舌癌前哨淋巴结[J]. 中国眼耳鼻喉科杂志, 2013, 13(4): 243-246.
[13] 谭红娜, 彭卫军, 杨犇龙, 等. MR 淋巴管造影显示 VX2 兔乳腺癌前哨淋巴结[J]. 中国医学计算机成像杂志, 2012, 18(1): 67-71.
[14] 冯艳, 张贵祥, 王悍, 等. 超小超顺磁性氧化铁颗粒增强磁共振成像与钆喷替酸葡甲胺增强磁共振成像诊断兔颈转移性淋巴结的对比研究[J]. 中华肿瘤杂志, 2011 (11): 813-818.
[15] 曹迎明, 王殊, 郭嘉嘉, 等. 吲哚菁绿联合美蓝在乳腺癌前哨淋巴结活检术中的应用[J]. 中华普通外科杂志, 2014, 29(002): 119-122.
[16] Jewell EL, Huang JJ, Abu-Rustum NR, et al. Detection of sentinel lymph nodes in minimally invasive surgery using indocyanine green and near-infrared fluorescence imaging for uterine and cervical malignancies[J]. Gynecol Oncol, 2014, 133(2): 274-277.
[17] Gilmore DM, Khullar O V, Gioux S, et al. Effective low-dose escalation of indocyanine green for near-infrared fluorescent sentinel lymph node mapping in melanoma[J]. Ann Surg Oncol, 2013, 20(7): 2357-2363.
[18] Suganami A, Toyota T, Okazaki S, et al. Preparation and characterization of phospholipid-conjugated indocyanine green as a near-infrared probe[J]. Bioorg Med Chem Lett, 2012, 22(24): 7481-7485.
[19] Noh YW, Park HS, Sung MH, et al. Enhancement of the photostability and retention time of indocyanine green in sentinel lymph node mapping by anionic polyelectrolytes[J]. Biomaterials, 2011, 32(27): 6551-6557.
[20] Xiao J, Chen T, Chen L, et al. CdTe quantum dots (QDs) improve the affinities of baicalein and genistein for human serum albumininvitro[J]. J Inorg Biochem, 2010, 104(11): 1148-1155.
[21] 黄雪蕾,付崇建,席庆,等.近红外量子点及小分子荧光染料标记的尼妥珠单克隆抗体对人舌鳞癌动物模型的活体荧光成像[I].中国抗癌协会头颈肿瘤专业委员会2011国际暨全国第十一届头颈肿瘤学术大会论文汇编.杭州,2011:967-968.
[22] 王乐, 钱银锋, 余永强, 等. 量子点在临床相关研究中的应用[J].中国介入影像与治疗学,2010,7(1):74-77.
[23] Gérard VA, Maguire CM, Bazou D, et al. Folic acid modified gelatine coated quantum dots as potential reagents for in vitro cancer diagnostics[J]. Nanobiotechnology, 2011, 9(50): 1.
[24] Erogbogbo F, Yong KT, Roy I, et al. In vivo targeted cancer imaging, sentinel lymph node mapping and multi-channel imaging with biocompatible silicon nanocrystals[J]. Acs Nano, 2010, 5(1): 413-423.
[25] Pic E, Pons T, Bezdetnaya L, et al. Fluorescence imaging and whole-body biodistribution of near-infrared-emitting quantum dots after subcutaneous injection for regional lymph node mapping in mice[J]. Mol Imaging Biol, 2010, 12(4): 394-405.
[26] Pons T, Pic E, Lequeux N, et al. Cadmium-free CuInS2/ZnS quantum dots for sentinel lymph node imaging with reduced toxicity[J]. Acs Nano, 2010, 4(5): 2531-2538.
[27] Cassette E, Pons T, Bouet C, et al. Synthesis and characterization of near-infrared Cu-In-Se/ZnS core/shell quantum dots for in vivo imaging[J]. Chem Mate, 2010, 22(22): 6117-6124.
[28] Helle M, Cassette E, Bezdetnaya L, et al. Visualisation of sentinel lymph node with indium-based near infrared emitting Quantum Dots in a murine metastatic breast cancer model[J]. PloS One, 2012, 7(8): e44433.
[29] Kim C, Song KH, Gao F, et al. Sentinel lymph nodes and lymphatic vessels: noninvasive dual-modality in vivo mapping by using indocyanine green in rats—volumetric spectroscopic photoacoustic imaging and planar fluorescence imaging 1[J]. Radiology, 2010, 255(2): 442-450.
[30] Erpelding TN, Kim C, Pramanik M, et al. Sentinel lymph nodes in the rat: noninvasive photoacoustic and US imaging with a clinical US system 1[J]. Radiology, 2010, 256(1): 102-110.
(本文编辑 杨美琴)
复旦大学附属眼耳鼻喉科医院耳鼻喉科 上海 200031
吴海涛(Email:haitaowu1103@hotmail.com)
10.14166/j.issn.1671-2420.2015.06.018
2014-12-01)