荧光造影技术在脊髓内肿瘤切除中的临床研究进展

宋俊良 高方友 王宇飞 杨成友

（贵州医科大学研究生院 贵州 贵阳 550001）

脊髓肿瘤切除术中很难确定肿瘤的绝对边界，尤其发生肿瘤卒中时，不易鉴别肿瘤的边界，也很难确定是否有肿瘤残留。如何术中分辨肿瘤边界及发现残留肿瘤，是神经外科医生的重要挑战[1]。脊髓肿瘤细胞，例如胶质瘤细胞，具有浸润性生长的特性，肿瘤的实际边界通常远远超过影像学上所显示以及术中肉眼识别的肿瘤边界，术中未能充分认识肿瘤边缘和不完全切除等原因可能导致肿瘤复发和生存期时长下降[2]。

1.荧光造影技术原理

1.1 5-ALA

5-ALA 是血红蛋白的前体，血红蛋白在体内被转换成原卟啉IX（Protoporphyrin IX，PpIX，下文均称为PpIX），在400 纳米的激光激发下发出620 ～710 纳米波长的紫色荧光[3]。通过被肿瘤细胞侵蚀破坏的血脑屏障，5-ALA 被肿瘤细胞摄取。原卟啉IX 在肿瘤细胞中易聚集，这是因为肿瘤细胞拥有相对较低的铁螯合酶（降解PpIX 成血红素）活性[4]。

患者术前口服5-ALA，术中通过配备405 纳米紫外光激发装置、300-850 纳米范围光谱仪的氙光光源光学显微镜，就能在术中观测到PpIX[5]，可以帮助指导外科医生判定肿瘤组织边界、切除肿瘤组织。

1.2 荧光素钠

荧光素钠造影剂由静脉给药，通过被肿瘤侵蚀破坏的血脑屏障，并在肿瘤组织内大量聚集。当肿瘤内荧光素钠浓度较高时，肉眼可见肿瘤组织及肿瘤浸润部位呈深黄色[6]。荧光素钠被特定波段的蓝色激光激发后，可发出黄绿色的荧光。

2.荧光引导手术实施的方案

2.1 5-ALA 荧光引导手术实施方案

患者术前3 天开始服用地塞米松，麻醉诱导前2 ～3h 嘱患者口服5-ALA，常规剂量为20mg/kg[5-9]。5-ALA 辅助切除椎管内肿瘤的方式与传统手术无太大差异，但患者注射5-ALA 后需常规避光。术者先在白光模式下沿肿瘤边界分离脊髓与肿瘤组织，当肿瘤组织与脊髓肉眼区分不清时，可转换到荧光模式，以辅助术者术中判断肿瘤边界，并切除脊髓肿瘤。肿瘤主体切除后，可用荧光模式检查肿瘤是否有残留，术后需避光24h[8]。

2.2 荧光素钠引导手术实施方案

患者行全身麻醉，麻醉前30 min 给予荧光素钠静脉内注射，剂量为3 ～4mg/Kg。术者先在白光模式下沿肿瘤边界分离脊髓与肿瘤组织，若肿瘤边界难以辨别时，可转换到荧光模式下，辅助术者术中判断肿瘤边界，并辅助术者切除脊髓肿瘤[8]。

3.5-ALA 和荧光素钠在不同类型脊髓肿瘤中的显影性

在PUBMED 和EMBASE 数据库，使用关键词“5-氨基乙酰丙酸”、“脊髓”进行文献检索，我们筛选出使用5-ALA 切除脊髓内肿瘤并与神经外科相关的文献共8 篇，包含5 篇病例报告和3 篇前瞻性研究，共计97 例患者（53 例女性，44 例男性，平均年龄44.5 岁）[9]。其中，21 例脊膜瘤中的20 例荧光呈强阳性；24 例室管膜瘤中的21 例荧光呈阳性；脑胶质母细胞瘤脊髓转移3 例，脑松果腺乳头状瘤脊髓转移1 例，均表现为强荧光。髓母细胞瘤脊髓转移1 例、脉络丛乳头状瘤脊髓转移1 例（WHO Ⅰ级）均无荧光表现[9-10]。其他样本量少的肿瘤同样报导显示强荧光，包括3 例血管外皮细胞，1 例髓内间变性星形细胞瘤，1 例髓内间变性的软脑膜转移星形细胞瘤，1 例神经胶质瘤和1 例颅内间变性少突细胞瘤硬膜外转移。14 例神经鞘瘤，5 例硬膜外肿瘤转移，3 例原发性脊髓胶质瘤和1 例髓内肿瘤转移无荧光反应。

国外学者Timothy 等人，术中运用荧光素钠切除3 例脊髓病变，分别为1 例B 细胞淋巴瘤、1 例嗜血分枝杆菌引起的脊髓炎、1 例椎管内神经胶质瘤。术中B 细胞淋巴瘤及椎管内神经胶质瘤显影清晰，嗜血分枝杆菌引起的脊髓炎显影不清。2017 年，国内王贵怀等人报导了56 例脊髓室管膜瘤手术术中使用荧光素钠造影辅助切除脊髓室管膜瘤。该文献指出，56 例患者中术中显影明显的有47 例，显影不明显或者不显影的有9 例。

4.荧光造影术的安全性

国外学者汇总了527 例使用5-ALA 的临床研究，其中，共有317 例（约60.15%）患者共发生802 例次不良反应事件，最终证实绝大多数与5-ALA 无关。5-ALA 全身静脉给药后，可能出现轻度的恶心、呕吐，暴露于射线下可感觉到皮肤灼烧感。临床上暂无因5-ALA 过敏出现患者休克、死亡的个案报导。

荧光素钠安全性好，过敏反应发生率低。但据国内相关文献报导，荧光素钠曾运用于眼底血管造影时，出现过严重的致死病例。暂未有术中应用荧光素钠辅助切除病人椎管内外肿瘤时出现死亡病例个案的文献报导。荧光素钠的安全使用剂量为10 mg/kg 以下，常规使用剂量为3 ～6mg/Kg。荧光素钠术前应进行皮试，且哮喘病史者、肝肾功能损害者以及孕妇应当禁用。

5.荧光造影技术对肿瘤切除程度的影响

国外发表了多篇将5-ALA运用于切除脊髓肿瘤的个案报导。Muroi 等人先在白光模式下分离肿瘤组织的大体部分，随后转换至荧光模式下将肿瘤周围荧光阳性的残余组织切除，术后证实荧光阳性残余组织与肿瘤组织的组织学特征一致。Millesi 等人使用MIB-1 抗体试剂盒对来自非均匀荧光性肿瘤荧光阳性区域和荧光阴性区域的标本增殖率进行了比较，发现荧光阳性区域的平均增殖率更高[9-10]。Shimizu 等人于运用5-ALA 辅助切除颈髓内室管膜瘤时，在常规荧光显示下，没有发现残留的肿瘤，进一步分析切除床的荧光光谱，发现肿瘤附着在中缝前部位的峰值与PpIX 峰值一致，提示肿瘤残留灶。他们继续进行了额外的切除，最终对肿瘤床的荧光检测显示无放射峰，证实肿瘤[12]完全切除。

孙振兴等人报导的荧光素钠术中辅助56 例脊髓室管膜瘤切除的临床报告显示，荧光显影率为83.9%，荧光模式下肿瘤全切率为100%，对术后神经功能的改善有统计学意义。

6.荧光造影剂使用规范

5-ALA 的常规使用口服剂量为20mg/Kg，需术前三天使用地塞米松。肿瘤荧光反应于口服给药后2 ～6h 达到峰值，此时显影效果最佳。5-ALA 使肿瘤细胞内PpIX 集聚增多，PpIX 是一种具有光毒性的物质。光毒性易引发皮肤光过敏症状，服药后24小时内应严格避光[8]，防止皮肤光过敏反应的发生。

荧光素钠造影剂主要通过静脉注射给药，药物将逐渐从血管中清除并仅存在于肿瘤组织当中。注射需要把握好给药时间及给药浓度。若给药过早或剂量过小，会造成显影不充分；若给药过晚或剂量过大，则会导致血管内药物浓度过高。荧光素钠具有低毒性，安全剂量为8 ～10mg/kg，增加药物剂量不仅会增大导致不良反应的风险，。国外REY-DIOS 和COHEN-GADOL 等人在研究中采用20mg/kg 的大剂量术前静脉推注。相反，国内王笑亮等学者推荐1mg/kg 小剂量术前2h 静脉推注。

7.5-ALA 和荧光素钠的优缺点

5-ALA 造影剂作为第二代光敏剂，其优点在于，光毒作用小，仅需术后避光24 小时。5-ALA 术中能够产生特定的红色荧光，辅助术中判断肿瘤边界。5-ALA 不足之处在于价格昂贵，未获得药品监管部门批准，获得渠道受限，且需要术前三天使用地塞米松，术前2 ～3h 给药，术后需避光24，操作复杂。荧光素钠的优点在于操作简便，价格低廉，且能够在2 ～25℃常温保存。荧光素钠辅助造影技术不仅能有效地显示肿瘤边界，还能通过尿液排出体外，术后代谢较快。

5-ALA 与荧光素钠共同的缺点在于，作为非靶向示踪剂，都具有血脑屏障依赖性，只能通过被肿瘤细胞侵蚀破坏的血脑屏障，肿瘤侵蚀破坏血脑屏障较轻的患者，术中荧光显影效果欠佳。

8.展望

荧光技术近年来在神经外科中得到了广泛的应用，并开始运用于辅助切除脊髓肿瘤术中。脊髓肿瘤术中辨别肿瘤边界较困难，手术全切面临极大的困难。通过口服5-ALA、静脉注射荧光素钠进行术中实时荧光显像，对识别部分脊髓肿瘤的边界具有较高的特异性和敏感度。待未来有更大的样本量时，可对荧光显影影响因素，是否与造影剂注射时间、血脑屏障的破坏程度以及注射剂量有关需进一步研究。