吲哚菁绿荧光成像技术在宫颈癌根治术中的应用进展

蒋思悦，王文华，曾超，陈曦，杨永秀

作为女性生殖系统常见的恶性肿瘤，宫颈癌的发病率居全球女性癌症第4位[1]。中国每年新增病例约14万，每年死亡病例约3.7万[1-2]。随着癌前筛查的普及和影像技术的发展，越来越多的宫颈癌患者在早期被发现。根治性手术是早期宫颈癌的重要治疗方式，术式多采用广泛性子宫切除+盆腔淋巴结切除，对于高危患者还应行腹主动脉旁淋巴结切除[3]。然而，早期宫颈癌的淋巴结转移率低于20%，不必要的系统性淋巴结清扫会增大术中血管损伤、术后淋巴囊肿等并发症的发生概率[4-5]；同时，宫颈癌根治术中大范围宫旁组织的切除以及病灶周围难以识别的血管和神经，可能造成不可逆损伤，导致严重的运动、感觉及自主神经功能障碍，影响术后生活质量[4,6]。因此，如何提高手术精确度、减少手术并发症是当前临床医师面临的一大挑战。

吲哚菁绿（indocyanine green，ICG）是一种对血浆蛋白表现出高亲和力的水溶性三碳菁化合物，能够在近红外（near-infrared，NIR）光谱的激发下发射荧光，是妇科手术最常用的荧光染料[7-8]。近年ICG荧光成像作为术中导航工具，已广泛应用于多个外科领域，有助于关键解剖结构的定位、器官灌注的评估、肿瘤病灶的识别、前哨淋巴结（sentinel lymph node，SLN）的检测、分段器官及甲状旁腺等小器官的可视化，在指导手术决策、提高手术精确性和减少术后复发等方面发挥着积极作用[9-10]。现对ICG荧光成像技术在宫颈癌根治术中的应用现状、优缺点及发展前景进行综述。

1 ICG荧光成像的原理与特点

随着精准医疗时代的到来，荧光成像基于其无辐射、成像速度快、结果直观、敏感度和分辨率高的优势，已成为各类疾病诊治最具前景的方式之一[10-12]。其基本原理为斯托克斯位移（Stokes shift），即荧光显影剂在特定波长处被外来光激发后可提高荧光分子的能级，当其再次回到基态能级时会发射一个低能量光子，该过程产生的能量差可被捕捉并实时显示在监视器上形成显像图[13]。然而，基于可见光（400～760 nm）的传统荧光成像受限于较低的组织对比度与较高的自体荧光[11]；相比之下，近红外荧光为不可见光，该波段的光（650～900 nm）在生物组织中散射率低、吸收量少，并可降低组织的自体荧光，在不影响手术视野的同时具有更深的穿透力和更高的空间分辨率，可提供信噪比良好的显影图[11-12]。

选择合适的显影剂是荧光成像的关键，目前ICG荧光成像技术在微创外科手术领域的应用最为广泛[10]。ICG于20世纪50年代问世，在1956年得到美国食品药品监督管理局的批准，并逐步应用于多项临床工作中[14]，具有良好的安全性、低毒性和组织渗透性[9]。ICG进入人体后迅速与血浆中大分子蛋白质结合，参与血液循环和淋巴系统引流，且不影响体内循环，不破坏所结合蛋白的生物结构，在近红外光的激发下发射荧光，通过荧光接收仪成像在设备上能得到ICG浓聚部位的解剖结构[8]。同时，ICG在肿瘤高通透性和滞留效应的作用下，常浓聚于癌变部位并发射强荧光信号，这有助于肿瘤部位和边界的精确定位[8,15]。随着研究的深入，ICG被证实能够在第二近红外光学窗（NIR-Ⅱ，1 000～1 700 nm）内发射荧光，这不仅拓展了ICG的应用领域，还为临床上NIR-Ⅱ成像的应用开辟了新路径[10]。

2 ICG荧光成像在宫颈癌根治术中的应用价值

2.1 示踪SLN对于早期宫颈癌患者，淋巴结转移不仅是影响预后的独立因素，也是辅助术后治疗方案的决定因素[3]。SLN作为肿瘤细胞经淋巴转移的第一道屏障，可通过示踪剂标记并检测，以评估整个区域淋巴结的状态，从而替代常规的盆腔淋巴结清扫，同时可在一定程度上避免遗漏淋巴结小体积转移灶和特殊部位淋巴结转移灶[5]。有研究显示，宫颈癌与子宫内膜癌盆腔SLN解剖分布与淋巴结转移位置相似，这表明SLN在这2种恶性肿瘤检测结果的敏感度可以累积，从而方便后续更好地验证SLN活检术应用于宫颈癌的价值[16]。盆腔内部存在多条肿瘤淋巴引流通路，结构复杂，因此有必要了解宫颈癌SLN的分布规律。有研究报道，宫颈癌SLN最常见的分布区域包括髂外、髂内及闭孔淋巴结区；宫旁、髂总、骶前及腹主动脉旁淋巴结区相对少见[5]。

目前，ICG荧光示踪法为国际推荐的SLN示踪方法，专家共识建议ICG示踪剂可选择在宫颈3点、9点附近注射0.5～1.0 mL（浓度一般为1.25～2.50 mg/mL），注射深度为3～5 mm左右，需根据患者个体因素的差异适当调整[5]。ICG入体后沿着淋巴引流通路到达盆腔双侧SLN，SLN吸收ICG后被近红外荧光标记，经设备集成后方可显像[4]。相比早期应用于SLN示踪的蓝染料和放射性核素，ICG荧光示踪法具有示踪效率高且几乎无毒副作用的优势[4,17]。

Frumovitz等[4]开展的国际多中心淋巴结显影的荧光成像（fluorescence imaging for lymphatic mapping，FILM）实验表明，ICG识别宫颈癌和子宫内膜癌SLN的总检出率和双侧检出率（分别为98%和81%）均高于蓝染剂（分别为76%和32%，均P＜0.000 1），并且ICG与蓝染剂联合应用的示踪效率较单独使用ICG并无明显提升。此外，瑞典的研究显示，ICG识别早期宫颈癌双侧SLN的检出率优于放射性核素锝（99mTc）（98.5%vs.60%，P＜0.01），同时指出ICG和99mTc胶体联合应用对SLN的检出率无明显提高[17]。荷兰学者的Meta分析则比较了ICG与99mTc-蓝染剂联合法对早期宫颈癌SLN的检出率，发现2种方法SLN总检出率相当（98.7% vs.95.6%，P=0.16），ICG对双侧SLN的检出率高于99mTc-蓝染剂联合法（90.3% vs.73.5%，P＜0.01）[18]。

2.2 识别盆腔神经医源性神经损伤是外科手术的严重并发症，其引起的慢性神经病变和远期脏器功能障碍不仅增加后续医疗费用，还严重影响患者的生活质量[19-20]。由于盆腔自主神经纤维细小且位于骨盆深处，即使经验丰富的临床医师在术中也难以通过肉眼辨认，加之既往的手术或放化疗使解剖平面不典型，因此需借助辅助技术使其可视化[19,21]。对于早期宫颈癌患者而言，根治性手术在大范围切除宫旁组织的同时，容易对盆腔自主神经造成损害，导致术后膀胱、直肠肛门及性功能障碍[6]。为了减少这些并发症，改善患者术后生命质量，保留盆腔自主神经的广泛性子宫切除术（nerve-sparing radical hysterectomy，NSRH）应运而生[21]。但盆腔自主神经结构复杂，与宫旁血管交织呈丛状分布，且分布存在个体化差异，目前NSRH术式尚无统一标准[6,21]。

术中神经可视化被认为是减少盆腔神经损伤的关键[20]。以往术中神经识别主要依靠医师的临床经验。近年术中超声在较大的相对浅表的神经可视化方面展现出潜力，但受限于其较低的特异度和分辨率[20]；光学相干断层扫描技术、拉曼光谱技术和共聚焦激光显微内镜已用于辅助部分外科手术中的神经识别，但缺乏广域成像能力[19,22]。而ICG荧光成像技术凭借其成像速度快、敏感度和分辨率较高的优势，已扩展到新兴的神经影像学领域，为术中神经成像提供了新的视角，有助于手术过程中的神经识别，实现精准切除，避免关键神经损伤[10]，但目前在临床上仍处于探索阶段，需要进一步扩大样本进行随机对照研究评估。

Jin等[23]在临床试验中将4.5 mg/kg的ICG于术前24 h静脉注射入患者体内，观测盆腔自主神经显影情况并分析相应的信号背景比（signal-tobackground ratio，SBR），这是目前为止首次将ICG应用于盆腔自主神经可视化的初步研究。该研究结果显示，ICG术中识别盆腔自主神经的平均SBR值为3.18（拟定传统白光显影的SBR值为1），表明ICG有助于盆腔自主神经的识别。为了进一步验证ICG在宫颈癌手术治疗中识别盆腔神经的可行性与安全性，He等[22]开展了一项早期宫颈癌根治术中识别生殖股神经、闭孔神经及腹下神经的前瞻性临床试验。该研究在术前24 h将5 mg/kg的ICG配置于500 mL的生理盐水中静脉给药，术中观察并记录盆腔神经的显影情况，结果显示上述3种神经平均SBR值均呈高值（分别为5.3±2.1、4.1±1.9和3.5±1.3），并在整个手术过程中均保持强荧光信号。这一发现提示，妇科医师可以借助ICG荧光成像技术在宫颈癌根治术中实时识别相应神经，及时调整手术决策。

2.3 评估血流灌注情况荧光引导手术在肿瘤手术治疗中的另一个重要应用是评估组织血流灌注，现已广泛用于观察移植皮瓣血供、监测脑血管灌注情况、评估心脏术后血流状态及减少术后吻合口瘘发生率等，以改善手术结局[24-25]。同样，ICG荧光血管造影（indocyanine green angiography，ICGA）也可应用于宫颈癌根治术中子宫灌注及子宫动脉血流走向的实时追踪[26-27]。研究表明，与传统术中X射线血管造影相比，ICGA具有外周组织摄取少、体内清除快、可重复使用、不干扰手术视野、安全性高和不良反应少等优势[27]。

宫颈癌患者行根治性子宫切除术时需分离宫旁组织和膀胱输尿管隧道，此过程容易损伤输尿管并影响其血供，导致术后输尿管血供不良，引起一系列复杂并发症，如输尿管缺血性坏死、输尿管狭窄或尿瘘等，保留子宫动脉输尿管分支可以预防此类并发症的发生[26,28]。姚瑶等[26]术中使用3 mL（2.5 mg/mL）ICG静脉快速给药，借助近红外荧光腹腔镜得到了子宫动脉及输尿管分支显像图，并展现了输尿管末端血流灌注情况，直观且清晰，在ICGA技术的辅助下成功完成了保留子宫动脉输尿管分支宫颈癌根治术。但该研究纳入的研究对象仅2例，需进一步扩大样本量以取得更可靠的数据。此外，Escobar等[27]首次探讨了ICGA在根治性宫颈切除术中的临床价值，研究对象分为保留子宫动脉组（n=10）和不保留子宫动脉组（n=10），使用2 mL（2.5 mg/mL）ICG静脉给药，监测并分析根治性宫颈切除术后子宫灌注情况，发现保留子宫动脉组和不保留子宫动脉组的平均ICG荧光强度值分别为162.5和160.5（P=0.22），指出不保留子宫动脉，术后仍能维持子宫血流灌注，并证实了ICGA术中实时评估子宫血流灌注情况的价值。

2.4 保护输尿管输尿管损伤在腹盆部手术中并不少见，因女性输尿管与内生殖器官毗邻，随着手术难度系数的增加，其发生率在妇科肿瘤手术中可高达10%[7,29]，这使术后发生感染、腹腔脓肿、尿瘘、肾积水和永久性肾损伤等严重并发症的可能增加[30-31]。而宫颈癌根治术因手术范围大和手术技巧的特殊要求，输尿管损伤率更高[32]。因此，输尿管的可视化被视为减少医源性输尿管损伤的关键步骤[33]。

以往已有多种用于识别输尿管的方法，如术前输尿管支架置入、术前发光输尿管支架置入和术中膀胱镜检查等，然而这些技术存在费用相对较高、耗时较多或缺乏高质量可视化的缺陷[29,31]。ICG能与尿路上皮层的蛋白质快速结合，可逆地染色输尿管内壁，在近红外成像引导设备下显示出绿色标志，具有检测输尿管的潜力[30]。相比传统方法，ICG术中定位输尿管（尤其是腔镜手术）是更简便、安全、高效和经济的选择[33]。Mandovra等[33]对30例接受腹腔镜盆腔手术的患者术前行输尿管腔ICG灌注，并在术中荧光腹腔镜下成功识别输尿管（30/30），而其中33%（10/30）的患者在常规腹腔镜的白光模式下未能实现输尿管的可视化，这进一步肯定了ICG输尿管荧光显像的积极作用。此外，Cabanes等[29]在16例妇科肿瘤患者手术过程中使用ICG荧光成像技术对双侧输尿管进行可视化，所有患者的输尿管均成功识别，荧光持续时间超过6 h，且所有患者术中术后均未发生输尿管损伤。

3 ICG荧光成像的局限性

ICG的相对安全性和多样性使其在临床上运用多年，到目前为止仍为手术导航中荧光成像的主要造影剂，但其本身仍存在一定的局限性。①ICG流体力学直径小，弥散速度快，进入体内后与血浆蛋白结合迅速，立即转运至淋巴管，容易扩散至SLN后一站淋巴结，可能导致第二、三级淋巴结显影，若切除所有显像淋巴结则失去了SLN活检术的意义[4,34]。为此2021年《子宫颈癌前哨淋巴结活检临床应用中国专家共识》建议，注射ICG示踪剂时应根据患者的个体差异调整浓度和剂量并缓慢注射，但具体注射时机目前尚未统一[5]。②宫旁部位的SLN距离示踪剂注射部位最近，易受到ICG高亮度干扰，导致难以识别，因此术中要求仔细解剖宫旁组织避免遗漏[5,34]。③虽然ICG具有两亲性结构，但在体内不稳定，其理化性质决定了ICG容易发生浓聚并快速从体内清除的特性，且近红外光在组织中的穿透深度仍然有限，使深部淋巴结的活检及深部解剖结构显影受到限制[10,35]。且ICG是非靶向探针，缺乏特异性，易受脂肪等非特异性组织的干扰[19,36]。因此，有研究者尝试将ICG与一些载体结合以提高其稳定性、延长其循环时间和靶向特定部位[11,35]。根据术中ICG荧光成像的不同目的，选择不同的载体，以实现更好的成像结果，辅助手术顺利进行。最近的临床研究显示，NIR-Ⅱ联合ICG成像明显改善了可视化病变范围和重要解剖结构，具有更高的空间分辨率、更深的穿透性以及更优越的信噪比，在检测小病灶和确定边缘方面表现出更好的性能，其可能成为一个新的发展趋势[10]。

4 结语与展望

在当前外科手术越来越精细化发展的趋势下，荧光引导手术已成为研究热点。ICG荧光成像技术在宫颈癌手术治疗中也展现了巨大潜能，已发现其在示踪SLN、识别盆腔神经、评估子宫血液灌注和保护输尿管等方面具有独特的应用价值，为妇科肿瘤精准治疗的发展提供了参考。但ICG流体力学直径小，弥散速度快且为非靶向有机探针，缺乏特异性，在临床应用中具有一定局限性。近年已有研究者尝试将ICG与不同载体结合，以扩大其临床应用范围。但目前ICG荧光成像技术在我国尚处于探索的初步阶段，其安全性及有效性需要更大规模的多中心前瞻性研究进一步明确。因此，有必要对该技术进行深入探索，以提高癌症手术的安全性和准确性，改善患者预后。相信随着该技术的不断改进和新设备的不断涌现，ICG荧光成像技术将在宫颈癌的精准诊疗方面展示出更好的临床应用前景。