吲哚菁绿标记荧光示踪技术在腹腔镜胃癌根治术中的应用

黄昌明 林国生 黄泽宁 陆俊

胃癌是全球第5大常见的恶性肿瘤，是造成癌症相关死亡的第4大原因[1]。自Kitano等[2]首次报道腹腔镜远端胃癌根治术以来，经过20余年的发展，腹腔镜胃癌根治术在临床上得到了广泛应用。随着腹腔镜技术的提高和设备的完善，腹腔镜胃癌手术也逐渐从微创迈向微创plus精准时代，对术中肿瘤位置、切缘的定位以及淋巴结清扫策略在精准性上有了更高的要求。前哨淋巴结术中导航和相关荧光分子成像技术也逐渐应用于腹腔镜胃癌手术，吲哚菁绿(indocyanine green，ICG)是一种新型示踪剂，组织渗透性高，荧光稳定性强，被广泛用于腹腔镜微创导航手术[3]。

ICG是一种相对无不良反应的特殊荧光染色剂，可被波长范围在750～810 nm的外来光所激发，发射波长约840 nm的近红外光。近红外线荧光系统的设计原理是将荧光激发与荧光接收显影融合在一起，实现ICG的荧光成像[4]。ICG在体内主要由肝脏分解代谢并经胆道系统排出体外，半衰期为3～4分钟，入血后的10～20分钟内即可被完全代谢，在无过敏反应且低于2.0 mg/kg浓度下应用无任何不良反应，可以局部注射和静脉内注射的方式实现其在体内的显影[5]。

早在20世纪中期，ICG显影技术便开始应用于心外科、眼科及神经外科等外科学手术[6]。Hiratsuka等[7]首次在开放手术中报道了应用ICG 染色来识别前哨淋巴结，并由此促进了胃癌前哨淋巴结导航手术概念的提出，部分中心陆续开展了相关研究[8-9]，但由于缺乏精确的荧光显影设备，多数研究因受限于肉眼判别淋巴结的主观性而使胃癌开放手术中ICG荧光成像技术并未被普及。尽管如此，早期的学者们发现ICG相较于其他染料具有更好的组织穿透性和信号稳定性[10]。随着ICG标记近红外线成像腹腔镜系统的出现，ICG示踪技术在腹腔镜胃癌外科中的应用开始得到推广，逐步将ICG的荧光特性应用于肿瘤原发灶和切缘定位、淋巴结示踪、组织血供评估等可视手术操作，并收到了较好的临床效果[11]。随着微创设备显示系统在清晰度和放大效果方面的优化，使得应用ICG荧光实现胃周淋巴结体内成像和实时成像的效果日趋成熟，可在更接近生理条件下近距离观察并精确定位胃周淋巴结，实时引导手术操作。

一、ICG示踪技术在早期胃癌中的应用

1.肿瘤位置、切缘定位：腹腔镜胃癌根治术带来了诸多优势，但也面临失去触感而无法精确定位肿瘤位置和切缘的困境，这在早期胃癌或肿瘤未累及浆膜的进展期胃癌中尤为常见。如何在腹腔镜胃癌根治术中准确定位肿瘤的位置和切缘成为共同面临的难题。传统的内镜下钛夹或生物染料定位虽然可在一定程度上帮助对肿瘤位置和切缘的确定[12]，但生物染料缺乏可视化的成像设备且容易污染术区，而钛夹也经常在手术过程脱落等问题而不被人所接受。ICG标记近红外成像荧光腹腔镜技术的出现成功克服此不足，局部注射的ICG一部分与组织中的白蛋白结合而存留在局部，并可通过近红外线成像系统观察局部荧光情况进而实现肿瘤位置和切缘的定位[13]。在腹腔镜荧光模式下肿瘤多数处于ICG荧光范围的中心，沿荧光的边缘行胃切除结合术中冰冻快速病理诊断符合胃癌根治性切除的要求[5]。Ushimaru等[14]在一项对比ICG组与非ICG组腹腔镜胃癌根治术临床疗效分析中发现，ICG组病人中确诊切缘病理阳性的发生率显著低于非ICG组(6% vs.0%,P<0.05)，而且ICG组较非ICG组具有更少的术中时间、术中出血量和术后住院时间，提示 ICG 荧光成像在腹腔镜胃癌根治术中具有良好的安全性和可行性。Tanaka等[15]在一项早期胃癌病人行腹腔镜胃癌根治术的前瞻性研究中发现，ICG有助于提高手术切缘的病理阴性率，且与传统生物染料标记的历史对照组相比，ICG 组肿瘤边缘与荧光边缘的距离更短。我们综合既往文献报道及本中心大宗病例的临床实践认为，术前1天在内镜下对早期肿瘤原发灶四周行黏膜下局部注射ICG，具有标记肿瘤位置，保证足够手术切缘的作用[5]，但其全面推广与应用仍然需要更多大规模的多中心前瞻性临床随机研究的证据。

2.前哨淋巴结活检：随着内镜检查的普及早期胃癌的诊断逐年增加，内镜治疗在早期胃癌中的治疗地位有所提升。早期胃癌仍有部分病人存在淋巴结转移的风险，因此，除了符合内镜治疗的绝对适应证外，以腹腔镜或机器人为代表的微创胃癌根治手术仍然是早期胃癌治疗的主旋律。早期胃癌淋巴结转移的发生率较低[16]，如何避免过度的淋巴结清扫，是减少并发症、提高生存质量的重要因素。前哨淋巴结快速冰冻病理活检在乳腺癌等肿瘤中对术中淋巴结的清扫策略具有良好的指导价值。因此，有学者在早期胃癌根治术中提出前哨淋巴结导航手术(sentinel node navigation surgery，SNNS)的概念，旨在标记胃周潜在的转移性淋巴结，以避免过大范围的淋巴结清扫[17]。由于胃癌淋巴结转移具有跳跃性，前哨淋巴结导航手术在胃癌领域的应用仍饱受争议[18]，而且如何精准地标识前哨淋巴结在技术上也备受关注。早期学者曾试图应用纳米碳、美蓝等染料示踪胃的前哨淋巴结，但由于染料体内代谢慢、易渗漏、价格昂贵等导致应用难以推广[12]。ICG作为一种新型小分子非特异性水溶性荧光材料逐渐应用于胃癌前哨淋巴结示踪定位，表现出更好的组织穿透性和信号稳定性。2004年，日本临床肿瘤研究组(JCOG)进行了一项基于ICG示踪的胃癌前哨淋巴结活检的多中心临床研究(JCOG0302)，以期明确ICG在胃癌前哨淋巴结示踪标记中应用的可行性，但因术中ICG的给药方式及病理检查方法的缺陷造成假阴性率过高(46%)而被迫中止[19]。后续的研究在ICG给药方式和病理检查流程上不断优化，使ICG荧光淋巴结示踪实现了更高检出率和准确率。He等[20]的一项荟萃研究分析了ICG 近红外成像技术示踪胃癌前哨淋巴结在胃癌淋巴结清扫中的价值，结果显示，ICG示踪技术检测胃癌前哨淋巴结的敏感性与特异性分别为91.1%与98.2%，提示ICG近红外成像引导胃癌前哨淋巴结活检在技术上的潜在价值。Roh等[21]在一项早期胃癌内镜治疗失败后行腹腔镜补救手术的研究中发现，在转移性淋巴结中ICG荧光显影率为100%，在没有ICG荧光显影的淋巴结中未检测到转移淋巴结，但所有荧光显影的淋巴结中只有23%为转移性淋巴结，表明ICG示踪技术在检测转移淋巴结中具有非常高的灵敏度及阴性预测值，但特异性仍有待提高。此研究在一定程度上为ICG示踪技术协助缩小早期胃癌淋巴结清扫范围提供了依据。Jung等[22]比较了淋巴结体外ICG荧光检测结果与术后病理结果发现，术后病理证实转移的淋巴结中有95.3%带有ICG荧光，术后病理淋巴结转移阴性的淋巴结有99.2%未带有ICG荧光。该研究提示腹腔镜胃癌淋巴结清扫后若胃周淋巴结引流区域未见ICG荧光显影，则可认为残留转移淋巴结可能性极低，可不必对无ICG显影的淋巴结过度清扫，从而对早期胃癌实现更加精准的D1或者D1+淋巴结清扫。因此，ICG示踪技术对早期胃癌前哨淋巴结检测具有很高的可行性，对于提高早期胃癌淋巴结清扫策略的精准性具有良好的指导价值。

二、ICG示踪技术在进展期胃癌中的应用

系统的淋巴结清扫是进展期胃癌根治术的核心步骤。胃的解剖层面多、血供丰富，胃周淋巴管网复杂且淋巴结分布密集，腹腔镜胃癌手术中淋巴结清扫难度大，尤其在体质指数较高的病人中技术要求更高。对于进展期胃癌，提高淋巴结清扫数目及阳性淋巴结检出数目对病人的准确分期及预后改善具有重要意义，但淋巴结清扫数量不足和淋巴结不符合现象仍是困扰广大胃癌微创外科医师的难题。如何在不增加术中并发症的同时高效精准地获取足够多的淋巴结对手术者特别是初学者仍有较大挑战。沿胃癌原发灶周围局部注射的ICG可快速被引流区域淋巴系统吸收并可在淋巴系统内存在较长时间，利用近红外线成像系统可以实时清晰地显示胃周淋巴结的轮廓及界限，有效地将淋巴结与血管、神经、脂肪等组织区分开来，大大降低腹腔镜胃癌淋巴结清扫的难度，提高淋巴结清扫效率和准确性。

目前，国际上对于ICG荧光成像能否提高微创胃癌根治术中淋巴结检出数目仍然存在争议。Lan等[23]研究显示，相较于非ICG组，ICG组并未能显著提高腹腔镜胃癌根治术中总淋巴结检出数目。Kwon等[24]和Cianchi等[25]的研究发现，微创胃癌根治术中应用ICG示踪技术具有与传统胃癌根治术相似的近期疗效，且能够获取更多的淋巴结数，提示ICG示踪技术可以显著提高腹腔镜胃癌手术中淋巴结清扫的彻底性。究其原因，不同研究之间的差异可能与ICG注射方式、时间、浓度的差异有关。我们综合既往研究和大宗病例的临床实践认为，术前24小时内在常规胃镜下于肿瘤原发灶周围3、6、9、12点4处黏膜下注射1.25 mg/ml的ICG 0.6 ml，共2.4 ml、3 mg，可取得较好的术中显影效果[26]。据此，福建医科大学附属协和医院胃外研究工作组(FUGES)开展了国际上首个ICG示踪在腹腔镜胃癌淋巴结清扫术中临床疗效的前瞻性、随机、对照研究(FUGES-012研究，ClinicalTrials.gov,NCT03050879)[27]，结果表明，与传统淋巴结清扫术相比，使用ICG示踪技术可指导医生在腹腔镜胃癌根治术时，在不增加术后并发症的前提下，有效地检出更多淋巴结并减少淋巴结清扫不符合率，为ICG示踪技术在腹腔镜胃癌手术中的应用提供了有价值的循证医学依据。Patti 等[28]基于该研究建议将ICG示踪技术常规应用于胃癌根治手术。随后，本中心在后续的一项单中心前瞻性、随机、对照研究(FUGES-019研究，ClinicalTrials.gov,NCT04219332)中[29]，我们首次证实术中浆膜下注射ICG在腹腔镜胃癌淋巴结清扫示踪导航及术者手术负担方面与黏膜下注射ICG相似，但前者展示出更优的操作便利性和更低的经济负担，为统一术中ICG注射规范和促进ICG示踪技术在国际领域的推广奠定了重要的基础。我们在一项基于以上两个随机对照试验的分析中发现，应用ICG示踪技术对转移淋巴结的诊断方面，在ICG组人群，荧光显影站淋巴结的诊断灵敏度是86.8%，非显影站淋巴结阴性预测值为92.2%；分层分析进一步表明，cT1和cT2分期的病人，D1+站和D2站显影站淋巴结转移诊断灵敏度皆为100%，非显影站淋巴结的阴性预测值皆为100%，cT3和cT4a分期病人，其总体显影站淋巴结转移的灵敏度均超过80%[30]。因此，推荐对cT1-cT2病人进行D1加ICG示踪显影站引导的个体化淋巴结清扫，对cT3-cT4a病人则进行ICG示踪的系统性D2淋巴结清扫，如果D2站外淋巴结出现ICG显影，亦建议清扫该显影站淋巴结。该研究结果可精准地协助临床T分期，进行个体化的淋巴结清扫。

部分进展期胃癌病人术前接受了新辅助化疗，导致淋巴组织纤维化反应和细胞毒性导致的正常解剖平面丧失，给腹腔镜胃癌根治术下淋巴结清扫带来了挑战[31]。Vahrmeijer等[32]研究发现，由于肿瘤降期等原因，对于接受新辅助化疗的胃癌病人需要更多的淋巴结清扫数才能真实反映病人预后情况。因此，对于接受了新辅助化疗拟行腹腔镜手术的胃癌病人，如何安全地完成手术，并且规范化、精确化地完成淋巴结清扫，是外科医师探索的重点。我们的一项基于倾向性匹配的多中心分析探索了ICG示踪技术对于局部进展期胃癌病人新辅助化疗后行腹腔镜胃癌根治术的临床疗效，结果显示，ICG组淋巴结清扫总数、D2范围淋巴结清扫数、胃周淋巴结清扫数及胃周以外区域淋巴结清扫数均较非ICG组多;分层分析显示，在新辅助治疗后肿瘤未缓解的病人中，ICG组的淋巴结清扫数及淋巴结不符合率均优于非ICG组，而在肿瘤缓解的病人中，ICG组的淋巴结清扫数及淋巴结不符合率与非ICG组相当，提示对于新辅助化疗效果不佳的进展期胃癌病人，ICG示踪技术可以降低淋巴结不符合率和提高淋巴结清扫数目[33]。我们正在开展一项关于ICG示踪技术在局部进展期胃癌新辅助化疗后腹腔镜淋巴结清扫术中应用的单中心、前瞻性研究(FUGES-20研究，ClinicalTrials.gov,NCT04611997)，旨在为ICG在可切除胃癌全人群中的推广应用提供循证医学证据。

三、总结与展望

ICG标记近红外成像荧光腹腔镜技术可协助完成精准腹腔镜胃癌根治术，提高临床疗效。但该技术的推广普及仍然存局限性。首先，关于ICG的注射剂量、部位、时间等规范仍需要进一步的统一；其次，荧光显影淋巴结与实际转移的淋巴结之间不相符的现象也客观存在。此外，ICG标记近红外成像荧光腹腔镜技术的远期疗效仍需更多证据加以证实，并需要通过相关的前瞻性随机对照研究，尤其多中心临床研究，以期获得确切的循证医学证据。