熒光引導(dǎo)下腫瘤手術(shù)的現(xiàn)狀與未來展望

孫躍民，季福建，劉選文,白曉楓*

(1.國家癌癥中心/國家腫瘤臨床醫(yī)學研究中心/中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院腫瘤醫(yī)院胰胃外科，北京100021;2.吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院 胃腸結(jié)直腸外科，吉林 長春130033;3.吉林市中心醫(yī)院 普通外科，吉林 吉林132062)

根治性癌癥手術(shù)的目的是切除腫瘤及清除每一個癌細胞及淋巴組織[1]。術(shù)前大量的檢查，以確保手術(shù)的發(fā)病率值得潛在的治愈機會。計算機斷層掃描(CT)、磁共振成像(MRI)、超聲(US)和內(nèi)鏡檢查都有助于分期，但它們在術(shù)中的應(yīng)用有限。大體上，外科醫(yī)生必須根據(jù)病變組織和未受損組織之間的視覺和觸覺對比，主觀上區(qū)分腫瘤和正常組織[2]。R0切除術(shù)，被定義為顯微鏡下的陰性邊緣，對于外科癌癥患者的治愈和長期生存至關(guān)重要[3]。 新技術(shù)的出現(xiàn)正在徹底改變我們看待和執(zhí)行癌癥手術(shù)的方式[4]。術(shù)中熒光成像或熒光引導(dǎo)手術(shù)(FGS)可以為腫瘤手術(shù)中的實時定位、切除和邊緣確認提供高保真的腫瘤可視化。與計算機斷層掃描和正電子發(fā)射斷層掃描不同，F(xiàn)GS是在不使用電離輻射的情況下進行的。

1 熒光腹腔鏡技術(shù)的發(fā)展

隨著熒光標記腫瘤新技術(shù)的出現(xiàn)，有必要開發(fā)新的系統(tǒng)來將這種技術(shù)整合到手術(shù)室中。近年來，熒光激發(fā)光增強了腹腔鏡手術(shù)系統(tǒng)的功能，使其能夠在原位小鼠腫瘤模型中成像并觀察熒光標記的腫瘤和轉(zhuǎn)移以及周圍的解剖結(jié)構(gòu)[5]。理想的系統(tǒng)應(yīng)該最大限度地提高腫瘤組織的熒光強度，最大限度地減少背景熒光，并保持外科醫(yī)生可視化周圍組織的能力，以便進行空間定位和手術(shù)導(dǎo)航。

2 腫瘤選擇性熒光標記的研究進展

人們已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)來選擇性地用熒光標記分子標記癌細胞，這些技術(shù)最終可用于指導(dǎo)和改善癌癥手術(shù)的結(jié)果。隨著技術(shù)水平的提高，不僅可以用熒光標記手術(shù)切除的癌細胞，而且還可以消滅殘留的微小癌細胞。

3 抗腫瘤特異性蛋白的單克隆抗體

也許最普遍的方法是將針對已知癌癥生物標志物的單克隆抗體與熒光染料結(jié)合。使用單克隆抗體針對已知與多種癌癥相關(guān)的生物標志物——碳水化合物抗原19-9 (CA 19-9)和癌胚抗原(CEA)。針對這些生物標記物的單克隆抗體被偶聯(lián)到一個綠色熒光團上，創(chuàng)建了一個傳遞系統(tǒng)，可以靶向胰腺和結(jié)腸直腸腫瘤細胞并使它們具有熒光。純化的抗體-染料結(jié)合物在全身性成像或熒光引導(dǎo)腹腔鏡檢查前24小時被靜脈注射到原位人類癌癥小鼠模型中。這一廣泛適用的技術(shù)可用于任何已發(fā)現(xiàn)可靠生物標志物的癌癥。這一策略為個性化手術(shù)醫(yī)學鋪平了道路，因為更復(fù)雜的技術(shù)可以用于尋找單獨的復(fù)雜目標和合成靶向治療。

4 腺病毒載體

端粒酶是一種核糖核蛋白酶，參與染色體末端的復(fù)制，其過度表達被認為是癌細胞無限復(fù)制潛能的原因[6]。OBP-301和OBP-401是受人類端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(hTERT)啟動子調(diào)控的條件復(fù)制5型腺病毒。hTERT是端粒酶的催化亞單位，在癌細胞中高度活躍，但在大多數(shù)正常組織中靜止。一旦被感染，癌細胞就會獲得特定的基因，這些基因被減毒腺病毒所攜帶。

OBP401是一種減毒腺病毒，含有綠色熒光蛋白(GFP)的基因編碼序列，對癌細胞有選擇性的細胞毒性。病毒能夠進入大多數(shù)細胞，但只能在端粒酶活性的存在下復(fù)制，端粒酶是惡性細胞的特征，但不是正常細胞。在我們的實驗室里，Yano等人評價高劑量瘤內(nèi)注射OBP-401，并能顯示熒光引導(dǎo)手術(shù)聯(lián)合OBP-401治療軟組織肉瘤的療效[7]。這項技術(shù)具有雙重能力，照亮腫瘤和破壞微觀疾病。研究表明，基于OBP-401的FGS具有無復(fù)發(fā)、微創(chuàng)、保功能、抑制肺轉(zhuǎn)移等優(yōu)點。

6 單純皰疹病毒(HSV)NV1066

單純皰疹病毒1型突變株NV1066是一種復(fù)制能力強的病毒，它在保留正常組織的同時選擇性地感染和裂解腫瘤細胞，并攜帶EGFP的轉(zhuǎn)基因基因[8]。Stiles等人結(jié)果表明，經(jīng)NV1066治療后，EGFP在體內(nèi)癌細胞中表達，熒光腹腔鏡下可見腫瘤。NV1066的體內(nèi)外治療也導(dǎo)致癌細胞死亡[9]。Stanziale等人顯示NV1066在腹膜癌細胞內(nèi)選擇性感染和復(fù)制，導(dǎo)致腫瘤細胞熒光標記和細胞死亡。當與外科切除結(jié)合使用時，溶瘤HSV-1可通過靶向微轉(zhuǎn)移改善局部控制，最終改善長期預(yù)后[8]。

7 可激活的細胞穿透肽

另一種癌細胞熒光標記方法利用了在某些癌癥中發(fā)生的被稱為基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)的切割酶的過度表達。可激活的細胞穿透肽包含帶負電的序列，這些序列與細胞靜電結(jié)合，當被切割時能夠進入細胞[10]。它們可以共價結(jié)合到包括熒光染料在內(nèi)的多種分子上，熒光染料允許癌細胞通過受體無關(guān)的機制進行標記。Nguyen等人據(jù)報道，在人纖維肉瘤和黑色素瘤小鼠模型中，ACPP引導(dǎo)與強光手術(shù)相比，顯著改善了結(jié)果。Metildi等人結(jié)果表明，與Cy5和Cy7熒光團結(jié)合的MMP-2和MMP-9可切割的比率測量激活細胞穿透肽(RACPPs)能有效地標記原位小鼠胰腺癌模型，并且使用這種方法的FGS可減少轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)[11]。

8 吲哚菁綠(ICG)

吲哚菁綠(Indocyanine green,ICG)是fda批準的無毒染料，在700-900 nm波長的近紅外光激發(fā)下會發(fā)出熒光信號。臨床使用50多年，安全性指數(shù)高(不良反應(yīng)率為1∶30萬，最大推薦劑量為2 mg/kg)[12]。ICG被肝細胞吸收并通過膽汁排出，使該系統(tǒng)能夠?qū)崟r成像肝膽系統(tǒng)。有幾種商業(yè)上可用的系統(tǒng)用于開腹手術(shù)、腹腔鏡手術(shù)和機器人手術(shù)。ICG是一種非選擇性熒光團，可在臨床上用于顯示腫瘤與正常組織之間的相對高/低灌注、膽道解剖、腫瘤與鄰近實質(zhì)間的沖洗差異、客觀評價吻合口微灌注及淋巴結(jié)定位。

9 臨床使用

腫瘤外科的熒光引導(dǎo)成像時代已經(jīng)到來。隨著更多的應(yīng)用程序被開發(fā)出來，新的應(yīng)用程序繼續(xù)被描述。新型的、超靈敏的癌癥定位和摧毀技術(shù)正在從臨床前研究進入手術(shù)室。熒光成像增強了癌癥手術(shù)導(dǎo)航，與術(shù)前成像、手術(shù)期間的視覺檢查和觸診相比，具有更高的敏感性。

10 展望

外科醫(yī)生準確地可視化腫瘤邊緣和識別轉(zhuǎn)移灶的能力對于任何癌癥手術(shù)的成功都是必不可少的。熒光光學成像由于其高靈敏度，低成本，便攜性和實時性而具有改善手術(shù)結(jié)果的巨大潛力。熒光技術(shù)的幾種不同應(yīng)用已在臨床上使用。現(xiàn)在，外科醫(yī)生通常使用ICG在腹腔鏡膽囊切除術(shù)中對膽管進行成像，并在結(jié)直腸和食道手術(shù)期間評估腸灌注情況。上述進展的一些局限性必須加以解決。首先，我們必須提高靶向癌細胞的能力。癌癥是一個很大程度上異質(zhì)性的疾病過程，一種癌癥的基因表達譜與另一種癌癥相比可能有巨大的差異。必須制定臨床前安全方案，以簡化流程，克服與新藥相關(guān)的巨大財務(wù)負擔。