荧光素钠在高级别脑胶质瘤显微切除术中的临床研究进展

杨蔚然 王 忠 张义松

1.内蒙古医科大学研究生学院，内蒙古呼和浩特 010010；2.内蒙古自治区人民医院神经外科，内蒙古呼和浩特 010017

脑胶质瘤是成人最常见的颅内原发性肿瘤，占颅内所有原发性肿瘤的40%～50%，占颅内恶性肿瘤的80%[1]。高级别胶质瘤（HGG）是指根据世界卫生组织（WHO）所列的恶性程度，分类为Ⅲ～Ⅳ级的胶质瘤。研究显示，Ⅲ级胶质瘤的中位生存期为15～28 个月，5 年生存率为30%；Ⅳ级胶质瘤的中位生存期为8～12 个月，5 年生存率为2.5%～5.0%[2-3]。在现阶段的治疗方法中，主要应用手术切除肿瘤后予以放疗、化疗、免疫分子靶向治疗等相结合的综合治疗，其中手术切除是治疗过程中最主要、最有效的关键步骤[4]。由于HGG高度弥漫浸润性生长的特性，常规显微手术自然光源下肿瘤的边界与周围正常的脑组织很难准确辨别。近年来神经外科医师使用了很多辅助技术来提高术中对肿瘤边界的精准判断，如神经电生理监测、术中MRI、术中B 超、神经导航技术、荧光引导技术等。其中荧光引导技术是一种在荧光显像剂的引导下使胶质瘤边界可视化的新型技术，帮助外科医生在术中实时标记肿瘤位置，提高肿瘤的切除程度[5]，所使用的荧光显像剂中荧光素钠价格低廉，操作简便，在临床上应用广泛。

1 原理

荧光素钠（FLS），分子式为C20H10Na2O5，其外观呈橙红色粉末状，是一种具有荧光特性的小分子化合物染料（相对分子质量为376），进入人体后易与体内的蛋白质相结合，其荧光特性在酸碱度为8 时表现最强[6]。在经静脉注射后有80%～90%的FLS 与血清白蛋白结合，在肝脏经过代谢后，生成的代谢产物荧光性质较弱，其余的10%～20%为存在于血浆中的游离荧光素，是发挥荧光作用的关键部分[7]。一般情况下，FLS 无法透过血-脑屏障，不会进入正常的脑组织。由于HGG弥漫浸润性生长的特点，可以迅速降解细胞外基质，使血管壁通透性发生改变，此时的血-脑屏障被破坏，FLS 由此进入到肿瘤组织，并且在肿瘤内部蓄积，在波长为560 nm 的光线下呈现出黄绿色荧光，从而显示肿瘤边界[8]。

2 应用历史

1931 年FLS 开始在临床上被应用[9]，目前一般用于诊断角膜损伤、异物、溃疡；眼底血管荧光造影、虹膜血管造影、测定血液循环时间、术中显示胆囊和胆管等。1948 年，Moore 等[10]率先报道使用FLS 标记肿瘤组织，并在荧光引导下肉眼进行脑肿瘤切除，由于当时的技术和设备条件受限，FLS 在标记脑肿瘤组织方面并未得到很好的应用，随后数十年，关于FLS 应用于脑肿瘤手术的报道寥寥无几。1982 年，Murray[11]应用FLS 对23 例星形细胞瘤、3 例淋巴瘤以及3 例转移瘤患者实施荧光引导肿瘤切除术，术后得出结果发现，在自然光线下观察到肿瘤组织占FLS 荧光染色组织的84.7%。1998 年，Kuroiwa 等[12]研制出一种可根据术者需要在普通白光和荧光模式来回切换的手术显微镜，而后用FLS 在这种手术显微镜下对10 例HGG 患者进行肿瘤切除术，术后MRI 显示有8 例获得全切。2012 年，德国CarlZeiss 公司配备YELLOW560专用滤波器的Pentero 手术显微镜开始投入使用，学者们对研究FLS 在荧光引导脑肿瘤切除方面的热情再度被点燃。2014 年，Rey-Dios 等[13]报道了FLS 在HGG 立体定向活检中的应用，对6 例疑为HGG 的患者进行荧光引导立体定向穿刺活检，在麻醉诱导期间均注射FLS 3 mg/kg，在显微镜下分别采集影像学资料上显示的肿瘤强化核心和肿瘤边缘的组织进行病理组织检查，研究结果显示6 次活检共获得26 例标本，其中荧光标本15 例，所有荧光标本均含有符合肿瘤分级诊断的组织，证实荧光标记可以精确快速地定位肿瘤位置。

3 对肿瘤切除程度的影响

2003 年，Shinoda 等[14]报道了对32 例多形性胶质母细胞瘤的患者应用FLS 在普通手术显微镜下进行手术治疗。术后证实，应用高剂量FLS（20 mg/kg）进行手术的肿瘤全切除率达84.4%，而通过常规白光显微镜手术获得肿瘤全切的患者只有30.1%；Chen 等[15]通过对22 例胶质瘤患者在显微镜下有无使用FLS 来对比对肿瘤全切除率的影响。其中10 例应用高剂量FLS（15～20 mg/kg）在显微镜下手术切除肿瘤，另外12 例不予应用FLS，术中均用普通白光照明，术后结果显示，应用FLS 的病例肿瘤全切除率为80%，不予使用FLS 的肿瘤全切除率为33%。2014 年，Acerbi 等[16]报道了应用FLS（5～10 mg/kg）在黄荧光模式下对20 例HGG 患者进行手术切除，之后比较病理结果得出数据：灵敏度为94%，特异度为89.5%，肿瘤全切除率达80%，6 个月肿瘤无进展生存率为71.4%。2013 年，Schebesch 等[17]对26 例胶质瘤（WHO Ⅰ～Ⅳ级分别为1、3、5、17 例）患者应用小剂量FLS（3～4 mg/kg）进行手术治疗，发现荧光引导技术对患者的肿瘤边界辨认有帮助，术中能长时间维持良好的荧光强度，患者均未出现严重不良反应，并提出肿瘤的级别越高，对血-脑屏障的破坏力越大，在显微镜下的荧光显影程度越明显。Neira 等[18]对32 例高级别胶质瘤手术的研究显示，未使用FLS 组的全切除率为77.3%，而FLS 引导下的肿瘤全切除率达93.1%。通过上述学者的研究发现，术中应用FLS 可以实时标记肿瘤位置，使肿瘤可视化，显著提高肿瘤的切除程度，提高HGG 患者的生存率。

4 不良反应

截至目前为止，FLS 应用于诊断眼底疾病已有数十年的历史，安全性良好，因FLS 过敏导致的不良反应发生率较低，我国仅报道了3 例使用FLS 进行眼底血管荧光造影产生变态反应的案例：2002 年，向方等[19]报道因应用FLS 后出现过敏性休克死亡1 例；2012 年，耿吉青等[20]报道静脉注射FLS 后引发过敏性休克1 例；2016 年，吕玲等[21]报道了注射FLS 后导致肝功能异常1 例。Kornblau 等[22]回顾了关于静脉应用荧光素钠出现不良反应的文献，发现1961—2017 年有78 篇英文文献，报道的不良反应发生率总体为0.083%～21.690%，分为轻度（1.24%～17.65%），中度（0.2%～6.0%）和严重（0.04%～0.59%）。Ha 等[23]对12 005 例静脉应用FLS的患者的临床病例进行回顾性分析，结果显示有10 例发生变态反应，其中70%的临床表现为收缩压降低至90 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）以下，且多在静脉注射FLS 3 min 内出现，另外恶心和呕吐约占60%，后经及时对症治疗，均未产生严重后果。很多患者在注射FLS 后皮肤、黏膜和尿液出现一过性黄染，皮肤染色一般于6～12 h 后开始恢复正常，尿液黄染则于24～36 h 后消退，大多数患者不会有不适的症状产生[24]。我国目前暂无FLS 应用于胶质瘤切除术中所致不良反应的报道，国外曾有学者报道过2 例不良反应的病例，2011 年，Dilek 等[25]报道了1 例患者术后发生严重低血压合并心动过缓的变态反应，推测原因是FLS 注射药量过高（20 mg/kg），其在研究结果中指出FLS 具有低毒性，给药剂量过高会增加不良反应发生的风险，其安全剂量为8～10 mg/kg。在荧光显微镜下使用低剂量荧光素钠（2～5 mg/kg）即可在术中获得良好的荧光显影效果，在这个范围内未发现有关于严重不良反应的报道，由此可见低剂量FLS 安全程度较高。当发生变态反应时，及时应用药物进行治疗可有效改善症状，临床上常用肾上腺素、甲泼尼龙、H1和H2受体拮抗剂等[26]。此外，术前进行FLS 皮试，术中密切观察患者皮肤和尿色，严密监测患者生命体征，注意重要脏器功能保护等一系列措施可进一步预防不良反应的发生，这在临床工作中，是必不可少的。

5 给药时间及方法

目前，关于FLS 使用的剂量和最佳时机尚未有统一的规范和共识[27]，FLS 注射液通过静脉推注，需要一段时间透过血-脑屏障，从血管中清除，只存留于肿瘤中。给药时间过早，FLS 的非特异性外渗以及间质水肿使FLS 播散导致荧光显影超出肿瘤本身的范围，使肿瘤难以辨别[28-29]；若给药时间过迟，术中如不慎损伤血管，由于FLS 尚未从血管中清除，易发生外溢令术区黄染；另外，FLS 尚未完全聚集在肿瘤内，肿瘤亦不能取得良好的染色效果；若给药剂量过小，荧光显影程度较弱，效果欠佳；若注射剂量过大，FLS 会从肿瘤组织中渗出，使周边正常组织黄染，影响手术视野。目前国内外相关研究报道的FLS 的给药时间基本分为以下四种：麻醉诱导时、头皮切开时、硬膜切开时、肿瘤暴露时[27]，以麻醉诱导时静脉注射FLS 的报道居多。2013 年，Rey-Dios 等[30]在研究中使用20 mg/kg 的FLS 术前静脉注射。当剂量达到20 mg/kg 时，自然光源下肉眼即可观察到染色的肿瘤组织，但Dilek 等[25]在研究中指出FLS 给药剂量过大会增加不良反应的发生率，近年来国内有不少学者推荐使用小剂量FLS引导HGG 切除术。2017 年，Senders 等[5]建议在硬膜切开前1 h 按照5 mg/kg 的剂量静脉给药，同年，王笑亮等[31]应用1 mg/kg 的剂量于术前2 h 静脉推注给药，均获得良好的显影效果。2019 年，王忠等[32]回顾性分析了50 例经手术治疗的颅内恶性肿瘤的临床资料，术中均应用神经导航联合小剂量FLS（2 mg/kg）对肿瘤进行显微切除，结果证实在配有专用滤波器的荧光显微镜下应用小剂量荧光素钠2 mg/kg 即可在术中达到较好的肿瘤染色效果。当下医疗水平逐渐提高，FLS 在引导HGG 切除方面的应用会有一片广阔的天地，关于其使用的最佳时间和剂量还有待进一步科学论证与深入研究。

6 与5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）的比较

5-ALA 也是目前国内外常用的荧光显像试剂之一，它是血红素生物合成的前体物质，在被恶性胶质瘤细胞获取后转化为具有荧光性质的代谢产物—原卟啉Ⅸ，在显微镜发出的蓝色激发光的照射下肿瘤实体部分发出红色荧光[33]。有文献表明，5-ALA 引导胶质瘤切除术明显提高了手术的切除率和患者6 个月无进展生存率[34]。与FLS 比较，一些因素限制了5-ALA用于指导胶质瘤切除的广泛应用，首先5-ALA 价格昂贵，为FLS 的35～40 倍，给药方式限制为麻醉诱导前2～3 h 口服，用药掌控性相对较差；在肿瘤切除过程中荧光显影程度逐渐变弱，对肿瘤边界不易做出判断；术后24 h 会有皮肤发生光敏反应的高风险，因此术后需要躲避日光和室内强光24～48 h[35]。而荧光素钠也有一定的缺陷，由于FLS 是通过破坏的血-脑屏障进入到肿瘤组织中，其本身并未与肿瘤细胞相结合，因此瘤周正常脑组织也可以出现荧光，可能导致切除范围过大[36]。另外，术中的荧光强度与肿瘤对血-脑屏障的破坏程度有关，对一些良性肿瘤如垂体瘤、脑膜瘤、低级别胶质瘤等血脑屏障功能较完整的肿瘤使用FLS，肿瘤组织显影较弱或不显影，无法清晰显示肿瘤边界；而在转移瘤、高级别胶质瘤中显影最佳[31]。除此以外，荧光素钠价格低廉、2～25℃常温贮存、给药剂量易控制、安全程度较高等优势，作为荧光引导技术的使用药物在指导高级别胶质瘤切除方面具有更广泛的应用前景。

荧光引导技术的发展是高级别胶质瘤的治疗中最重要的进步，越来越多的研究数据证实荧光素钠在高级别脑胶质瘤切除术中的应用能够更安全、有效地提高胶质瘤的切除率，增强术中肿瘤的可视化程度，在临床上，应以提高手术质量和控制手术价格为目标，而在这方面荧光素钠可以说是一个得力助手，值得在临床胶质瘤治疗中进行大力推广。