吲哚菁绿清除试验在终末期肝病评估中的应用现状和进展*

程钧 综述　　李汛 审校

(1.兰州大学第一医院普外二科，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省生物治疗与再生医学重点研究实验室，甘肃 兰州 730000)

吲哚菁绿清除试验在终末期肝病评估中的应用现状和进展*

程钧1,2综述李汛1审校

(1.兰州大学第一医院普外二科，甘肃 兰州 730000；2.甘肃省生物治疗与再生医学重点研究实验室，甘肃 兰州 730000)

【摘要】吲哚菁绿清除试验能够准确、及时地反映肝脏储备功能的情况和损害的程度。吲哚菁绿清除试验作为一种安全、无创、准确、灵敏地进行肝脏储备功能的动态定量评估分析方法，对于终末期肝脏疾病的治疗方案选择和实施具有非常重要的临床指导意义。本文就吲哚菁绿清除试验在终末期肝病评估中的应用现状以及研究进展做一综述。

【关键词】吲哚菁绿清除试验； 肝脏储备功能； 终末期肝病； 临床应用

吲哚菁绿(ICG)是一种合成的、红外感光深蓝绿色的、毒性非常小、不参与体内生物转化以及排泄迅速的荧光染料，是目前唯一获得美国食品药品管理局(FDA)批准且应用于临床治疗的近红外光学成像对比增强剂。然而在终末期肝脏疾病中肝脏功能状态的正常与否对于治疗方案的选择和实施具有非常重要的评估价值。但是传统的静态生物化学检测以及以生化检查指标作为基础的综合评分系统，如Child-Pugh评分系统尚存在着一定的局限性，不能准确、及时地反映肝脏功能损害的程度和肝脏储备功能的情况。因此，由Malinchoc等学者建立并提出了终末期肝病模型(MELD)，MELD评分系统中的总胆红素(TBIL)、血肌酐(CREA)、凝血酶原时间国际标准化比值(INR)3个参数客观、容易获取且结果计算方便，在终末期肝脏疾病的临床治疗中得到广泛认可和应用。而吲哚菁绿清除试验作为一种能够进行动态肝脏储备功能的评估方法已经被证实为能够更加安全、无创、准确、灵敏、定量、动态地评估肝脏储备功能。现从临床应用角度就ICG清除试验在终末期肝脏疾病评估中的应用现状和前景综述如下。

1ICG的特征、应用注意事项及基本理化性质

1.1ICG的特征ICG是由美国柯达研究所在1957年合成的一种三羧花菁，系红外感光染料，遇光可以迅速分解[1]。ICG为一种两性分子，从静脉注射进入人体之后能够迅速和血清蛋白相结合，约2～3分钟后形成为均一单元，从而达到一种动态平衡。其最大吸收峰由水溶液的780nm转变成为805nm，进而能够高效率选择性地被肝脏细胞所摄取，又从肝脏细胞内以游离的形式排泄到胆汁中，再经过胆道系统进入肠道，最后随粪便排出体外。因为在整个排泄过程中不被代谢所分解或者生化转化，无肝肠循环，无淋巴回流，也不从肾脏等其它肝脏以外的脏器中排泄[2]，所以ICG排泄的快慢主要取决于肝脏的血流量、功能肝脏细胞群的数量、肝脏实质细胞的体积以及胆汁排泄通畅等情况[3，4]。正常人一般从静脉注射ICG后约20分钟，即有97%从血液中迅速被排除。

1.2ICG在应用中的注意事项ICG在视网膜和动脉血管显影中体内的应用质量浓度为20～25mg/ml(外周静脉注射)；在进行肝功能分析中一般静脉注射剂量为0.5mg/kg，而在心输出量和血容量检测中总量应不超过2mg/kg。在成人中推荐的最大剂量为2mg/kg，一般情况下，给药总量应不超过25mg。轻度不良反应的发生率为0.05%，目前尚无死亡病例报道。少数患者可出现恶心、呕吐、头痛、血管炎以及荨麻疹等不适，其不良反应也可能是与溶液中含有少量的碘化物有关。

1.3ICG的基本理化性质ICG是一种水溶性阴离子化合物，其分子式为C43H47N2NaO6S2，分子质量为774.96。ICG极易溶于水(1mg/ml)，但不溶于生理盐水，聚天冬氨酸(PASP)可以作为稳定ICG溶液和血液的样本，抗氧化剂和低温可以有利于ICG样本的储存，但是ICG溶液在低温中储存时应不能超过10小时。因ICG在水溶液中非常容易发生聚集，从而其化学性质极易受到影响，所以当血浆浓度高于15mg/kg时，其光谱特性将不再遵循朗伯比尔定律；而当ICG在蒸馏水中发生溶解时，其光谱的稳定性将最强。此外，光谱的稳定性和最大吸收峰波长也极易受到盐溶液和白蛋白等因素影响。因此，在进行定量分析时，不推荐在注射剂中加入等渗盐水和白蛋白。

2肝脏储备功能的评估方法

肝脏储备功能是指所有健存的肝脏细胞最大功能的总和，其主要是由肝脏实质、网状内皮系统以及肝脏有效血流量所决定的[5]。近年来，对于肝脏储备功能的评估方法也越来越多，其主要包括：①血清学检查和定量肝脏功能试验：如葡萄糖耐量试验(OGTT)、动脉血酮体比(AKBR)、前白蛋白测定、氨基酸清除率、利多卡因试验(MEGX)和ICG清除试验等。②在医学影像学方面：如对肝脏体积的测定和功能性肝脏体积的测定等。③肝脏功能的分级：如Child-Pugh分级和终末期肝病模型(MELD)评分系统等[6]。ICG清除试验可以实时、无创、安全、准确、灵敏、定量、动态地进行肝脏储备功能的检测，并且Fan等[7]学者研究认为，ICGR15分钟滞留率是目前评估肝脏储备功能的精确和敏感指标，并能够在一定程度上对终末期肝脏疾病患者的远期预后进行有效地预测和判断，因此在临床上被广泛应用。虽然Child-Pugh评分方法在评估终末期肝脏疾病患者的严重程度和预后中具有一定意义[8]，且在1997年被美国器官分配联合网络(UNOS)作为肝脏移植手术的标准基础。但是由于此项评分系统具有一定的主观性和随意性，所以在2000年由Malinchoc等[9]学者建立并提出了MELD，且成功地将其应用于终末期肝脏疾病患者以及对手术后患者的预后评估。MELD评分系统中的总胆红素(TBIL)、血肌酐(CREA)、凝血酶原时间国际标准化比值(INR)3个参数客观、容易获取、且结果计算方便，因此在终末期肝脏疾病的临床治疗中被得到广泛认可和应用。2002年由美国器官分配联合网络(UNOS)正式将MELD评分系统作为肝脏移植手术的衡量标准，MELD评分分值高者优先，但是对于同一MELD的分值者则以等待时间作为其衡量标准[10]。

肝脏功能Child-Pugh分级和MELD评分系统为国内外所公认的肝病评分系统。Du等[11]学者依据86例肝癌肝切除患者术后的总胆红素、ICG清除率的常数(K值)、围手术期测定的相关参数建立了肝脏功能代偿值(LFC)评分系统，其公式为：术前ICGK值×22.487+标准残肝体积(SRLV)×0.02，检测到LFC值是13.01为肝切除的安全临界值。经过ROC分析，当LFC≤13.01时，术后肝衰竭的灵敏度和特异性分别为94.1%和82.6%。因此，可以保持LFC>13.01时，依据术前ICGK值推算出患者所能耐受最小标准残肝的体积，有利于术者对手术方案作出正确选择和提高手术的安全性。综上所述，Child-Pugh、MELD、LFC的3个评分系统相互联合对于患者的预后能够作出更加精确判断。

相关研究报道[12]，ICG清除试验、肝脏体积变化率测定以及去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)荧光强度测定等新的肝脏储备功能评估方法被不断地引用入临床。ASGPR是存在于人和哺乳动物肝脏细胞表面的一种特异性的受体，其主要功能是清除外周血液中失去末端唾液酸而暴露半乳糖残基或乙酰半乳糖残基的糖蛋白、脂蛋白以及凋亡细胞[13]，其表达数量和功能状态也可以直接反映肝脏细胞的功能正常与否，并且是可以准确、有效地反映肝脏储备功能的指标[14]。此项指标所提供的信息是完全独立于ICG而测试的，相关研究已经证明[15]，这两个参数是潜在的具有实际应用价值且数据准确可靠。另有研究还表明[16]，超声检测肝脏瞬时弹性成像技术是可以代替肝脏穿刺病理学检查的技术，可用于对肝脏纤维化程度进行有效地评估，并且为肝脏储备功能评估提供了新的非侵入性操作方法。因此，在术前联合运用Child-Pugh评分、ICGR15、ASGPR以及肝脏瞬时弹性值(TE)能够提高Child-Pugh评分对肝脏切除术患者肝脏储备功能的评估精准率，具有一定的临床应用价值。

3ICG清除试验的操作流程及方法

3.1传统的分光光度仪检测方法患者在接受ICG清除试验检测之前必须禁食12小时，采取肘静脉血3ml作为空白对照管，用注射蒸馏水将ICG稀释成为5g/L，按照0.5mg/kg体重质量的ICG比例在30秒以内注入肘静脉中，约15分钟后在对侧肘静脉处进行采血作为测定管，将标本进行离心以后，于波长为805nm处以空白管进行调零，用分光光度仪检测出测定管中吸光度(A)值，以标准曲线计算出相应的浓度，最后计算出ICGR15值。因此种检测方法为有创操作，并且难以达到实时监测的效果，故现在已经很少在临床上进行操作应用。

3.2新型的无创检测方法脉动式ICG分光光度仪分析方法(PDDG法)：患者至少需要空腹4小时以上，ICG溶液的配备和注射的比例同传统检测方法，在将DDG分析仪器和数据分析软件系统启动，并将装置设置完成后，将ICG溶液在10秒以内迅速注入肘静脉中，DDG分析仪器以及数据分析软件系统将会自动检测出每一个时间段血浆中ICG浓度，并计算出清除率的常数(K值)和滞留率的常数(R15值)。与传统的检测方法相比较，PDDG法检测速度快，操作简便，安全，并能实时动态地进行检测，而且结果精确。因此在临床上得到了广泛认可和应用[17]。

4ICG清除试验在肝切除手术前肝脏储备功能评估中的应用

肝脏疾病是严重威胁人类健康的疾病之一。肝脏切除手术仍然是目前治疗肝脏疾病除肝脏移植手术以外，首选且最有效的治疗措施，而手术后发生肝功能不全成为实施肝脏切除手术中的最大障碍。而我国大多数肝脏疾病是以原发性肝细胞性肝癌患者为主要群体，其合并不同程度的肝脏功能实质损害和肝脏储备功能的下降，迫使临床医生在切除病灶和需要保留足够功能性的残肝同时陷入矛盾。因此，在确保对病灶进行彻底清除的同时，最关键的是要保证治疗方案的安全实施，最终使患者获取最佳的治疗效果[18]。ICG清除试验作为一种安全、无创、准确、灵敏、实时、定量、动态地检测肝脏储备功能的方法已经得到国内外学者的广泛认可，有利于手术后残余肝脏发生肝脏功能不全时的早期预测和诊断[19，20]。

对于Child-Pugh分级评分为A级的患者，目前学者普遍认为，当ICGR15<10%时，对4个肝段的大范围肝脏切除术或者右半肝切除术的实施是安全可靠的[18]。但是当ICGR15≥10%时，则存在争议。有的学者认为，当ICGR15在10%～19%时，可以耐受2～3个肝段的大范围肝脏切除术；当ICGR15在20%～29%时，只能实施单个的肝段切除术；当ICGR15在30%～39%时，只能进行局部小量的肝脏切除术；当ICGR15≥40%时，仅能施行肿瘤剜除术[18]。Nanashima等[15]学者分析ICGR15和肝功能生化检测指标(血清白蛋白、天冬氨酸转氨酶、丙氨酸转氨酶等)、HA水平及99mTc-GSA闪烁扫描方法检测的血液清除指数(HH15)和肝脏摄取指数(LHL15)之间相关性并且计算出相关系数与回归系数，最后得出改良的ICGR15回归方程为：Y(改良ICGR15)=0.02×HA(μg/L)+0.276×(HH15×100)-0.501×(LHL15×100)+41.41。改良的ICGR15不受肝脏血管分流和胆道梗阻的影响，因此其结果更加准确可靠，可以用于对胆道梗阻且需要施行肝脏大部分切除术患者的肝脏功能进行评估。

Ishii等[21]学者报道了1例原发性肝癌且伴有严重的瘤体内动门静脉分流(APS)以及门静脉高压的患者，其在手术之前检测的ICGR15结果为30%，并且在Child-Pugh分级评分中为B级(7分)的情况下，仍然成功地实施了右半肝脏切除手术，手术后恢复效果良好。Li等[22]学者报道了1例尾状叶的原发性肝癌患者，其在手术之前检测的ICGR15结果为5.9%，并且各项生化检查指标均在正常范围以内，无腹水，但是实施尾状叶切除手术后(术中未进行肝门血流阻断)，发生了严重的门静脉高压、急性肝脏功能衰竭，最终因多器官功能衰竭而死亡(术后检测的ICGR15结果为29%)。然而手术后发生肝脏功能衰竭不但和肝脏储备功能密切相关，并且还和手术中操作时间的长短、肝脏切除的范围、手术中的出血量、麻醉药品的用量以及手术后存在感染与否等密切相关。因此，在临床工作中不能够单一的以吲哚菁绿清除试验作为“衡量手术安全的标尺”，而应当根据患者的一般情况、病灶的位置和大小、有无肝硬化、胆道是否存在梗阻等情况，并结合其它肝脏功能的评估方法进行正确综合分析。对于Child-Pugh分级评分为A级并且肝脏储备功能正常，但是伴有严重的肝硬化患者，必须缩短手术时间、缩短对肝门血流的阻断时间、降低术中创伤以及术中出血量，从而降低手术后并发症的发生率。

5ICG清除试验在肝硬化患者肝脏储备功能评估中的应用

ICG清除试验目前已经在肝脏外科领域中被得到广泛应用，而在肝硬化门静脉高压的患者中，手术前ICG清除试验与传统的Child-Pugh分级相比较更能够精确的对肝脏储备功能进行有效评估，可以作为肝硬化患者术前的一项常规检查[23]。慢性肝脏疾病时发生肝脏细胞的变性坏死，肝脏小叶结构纤维支架塌陷，破坏了肝脏正常的解剖功能结构，肝脏出现了不同程度的纤维化，甚至肝硬化的出现，这些都是严重影响肝脏储备功能正常与否的重要原因。曾有动物实验研究证明[24]，R15值、Child-Pugh分级与肝脏纤维化的百分比之间呈直线正相关，并认为ICGR15和肝脏纤维化定量分析是评估肝脏功能较好的指标，且两者联合可以对肝脏功能状态进行全面评估。在肝硬化的模型中ICGR15和肝脏循环指数以及门静脉压力具有良好的相关性；同时ICGR15和门静脉血栓也存在着相关性，能够对肝脏储备功能进行综合分析判断[25]，并作为评估肝硬化患者严重程度的指标。相关研究报道[26]，ICG清除试验可以作为评估丙型肝炎后肝硬化患者脾切除术后发生门静脉血栓(PVT)风险的预测指标。因此，对于ICGR15检测结果较高的患者应当高度警惕手术后发生门静脉血栓的可能性，在手术后应当早期进行干预，从而降低门静脉血栓并发症的发生率。

6ICG清除试验在临床其它学科中的应用

相关文献报道[27]，ICG清除试验联合肝脏影像学解读分析系统对于患者进行手术前评估可以有效地预测肝癌切除手术的安全性。Yamada等[28]学者研究表明，ICG-PDR可以通过核磁共振增强扫描的肝脏信号强度进行肝脏功能定量评估。已有文献报道[29]，利用ICG清除试验可以监测胆囊切除术和原发性硬化性胆管炎。此外，通过引入特异性靶向分子，如抗体、配体等[30]，使染料可以特异性靶向肿瘤区域，也是当前所研究的热点，并促进了ICG的进一步创新和利用。Tong等[31]学者研究肝脏体积变化和肝脏功能之间的关系表明，CT测定肝脏体积和通过体表面积换算的标准肝脏体积比值<83.9%，提示预后不良，当CT计算残余肝脏体积和体表面积的比值<250ml/m2时，手术后发生肝衰竭并发症会明显增加。Bennink等[32]学者应用放射性锝元素标记GSA(99mTc-GSA)作为配体，作用在肝脏细胞浆膜特异性ASGPR，从静脉中注入99mTc-GSA后，99mTc-GSA选择性被正常肝脏细胞所摄取，以SPECT测定肝脏ASGPR的定量，评估肝脏细胞的功能，这是目前检测肝脏储备功能的较好技术。且国外许多研究学者报道了联合SPECT/CT技术显像能够提高对全肝功能和区域肝功能的评估能力，并可以对区域功能性的肝脏体积进行测定。Yoshida等[33]学者对256例肝癌肝切除患者术前接受99mTc-GSA、SPECT/CT检查所获取的融合图像进行研究分析发现，测定以体表面积(BSA)为参数计算出肝脏的摄取率(LUV)，并将27.0作为预测手术后肝脏功能的临界值，低于临界值则提示患者肝脏储备功能较差，LUV(BSA)能够作为独立评估肝脏储备功能的指标，有效降低手术后肝衰竭并发症的发生率。

7小结与展望

随着现代医学科学技术不断地更新和发展，肝脏储备功能的检测手段将一定会得到不断地发展与完善。ICG清除试验不仅仅在肝脏外科领域中被得到了广泛的应用，而且在其它医学交叉学科中也得到了广泛认同。相信此项技术不断地开发和利用必将会在临床上创造广阔的应用前景，从而推动医学科学技术的发展与进步。

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Application status and research progress of indocyanine green clearance test in evaluation of end-stage liver diseaseCHENJun1reviewingLIXun2checking

(1. The Second Department of General Surgery, The First Clinical Medical College of

Lanzhou University, Lanzhou 730000, China;

2. Laboratory of Biotherapy and Regenerative Medicine of Gansu, The First Hospital of

Lanzhou University, Lanzhou 730000, China)

【Abstract】Indocyanine green clearance test can accurately and timely reflect the liver reserve function and the degree of liver damage. Indocyanine green clearance test is a safe, noninvasive, accurate, sensitive, dynamic and quantitative analysis of liver reserve function. And it play a key role in clinical instructions of the end-stage liver disease therapy. This paper briefly summarize the application status and research progress of indocyanine green clearance test in end-stage liver disease.

【Key words】Indocyanine green clearance test; Liver reserve function; End-stage liver disease; Clinical application

(收稿日期：2014-11-13； 编辑： 母存培)

通讯作者：李汛，教授，《西部医学》副主编，Tel:1399313612

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金(lzujbky-2013-m04)；甘肃省科技重大专项计划(甘财教[2013]131)

【中图分类号】R 575.3

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2015.09.047