劉鵬林,唐 帆,季雪超,徐春玉,田 明,耿宇寧,苗勁蔚

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京婦產(chǎn)醫(yī)院/北京婦幼保健院婦瘤科,北京 100006)

卵巢癌作為第三大常見婦科惡性腫瘤,死亡病例數(shù)占所有女性惡性腫瘤的4.7%[1]。由于缺乏明顯的早期臨床癥狀和敏感的生物標(biāo)志物,約70%患者初診時已是晚期,伴有盆腹腔的廣泛種植轉(zhuǎn)移,嚴重影響女性的生活質(zhì)量和生存時間[2]。根據(jù)2023年最新版美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(National Comprehensive Cancer Network,NCCN)卵巢癌實踐指南,晚期卵巢癌的標(biāo)準治療模式為:以滿意減瘤為目標(biāo)的初始或中間型腫瘤細胞減滅術(shù),術(shù)后輔以多療程鉑類為基礎(chǔ)的聯(lián)合化療[3]。研究已證實,手術(shù)殘余腫瘤量是決定晚期卵巢癌預(yù)后的重要風(fēng)險因素[4]。卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)中主要靠手術(shù)醫(yī)生的肉眼觀察及觸診來尋找轉(zhuǎn)移病灶,不同醫(yī)生之間對于轉(zhuǎn)移病灶的判斷存在較大異質(zhì)性,行滿意腫瘤細胞減滅術(shù)的卵巢癌患者經(jīng)術(shù)后影像學(xué)評估有高達40%的患者是不符合的(殘留腫瘤病灶直徑>1cm)[5]。此外,對于微小及隱匿位置的轉(zhuǎn)移病灶在手術(shù)探查時往往難以發(fā)現(xiàn)。這些問題亟待術(shù)中對卵巢癌病灶的精準導(dǎo)航技術(shù)來解決。

隨著分子影像技術(shù)的不斷發(fā)展,近紅外熒光成像技術(shù)在術(shù)中導(dǎo)航領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的潛力,開創(chuàng)了腫瘤外科治療的新模式。近紅外熒光成像通過近紅外波段的激發(fā)光源照射熒光分子,激發(fā)出特定光譜特性的光子信號,信號被熒光攝像機捕獲后經(jīng)計算機圖像處理系統(tǒng)實現(xiàn)熒光成像。近紅外光譜是紅外光譜的一部分,介于可見光譜和中紅外光譜之間,其波長范圍為780～2526nm。與可見光成像相比,近紅外波段的散射和吸收光子與生物組織的相互作用更少,自發(fā)熒光干擾更弱,從而能提供更高的成像對比度。因此,手術(shù)中近紅外熒光成像技術(shù)能使肉眼白光下視診或觸診難以發(fā)現(xiàn)的腫瘤病灶可視化,具有實時、高靈敏度、高分辨率、無輻射等優(yōu)勢。目前在肝細胞腫瘤邊界的確定、肺癌病灶的識別、結(jié)直腸癌腹膜轉(zhuǎn)移病灶的檢測、子宮內(nèi)膜癌前哨淋巴結(jié)的顯影等方面廣泛應(yīng)用于臨床,增強了腫瘤外科手術(shù)的精準性,展示出安全有效的結(jié)果[6-7]。

在卵巢癌手術(shù)領(lǐng)域,近年來熒光分子成像技術(shù)也被廣泛嘗試和深入探索,并在卵巢癌臨床實踐中展現(xiàn)出越來越重要的位置。本文綜述了吲哚菁綠(indocyanine green,ICG)及靶向分子探針介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)導(dǎo)航在卵巢癌手術(shù)中應(yīng)用的最新研究進展,并強調(diào)了該技術(shù)在卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)中的臨床潛力和未來研究方向。

1 ICG介導(dǎo)的近紅外熒光成像在卵巢癌手術(shù)中應(yīng)用的研究進展

ICG作為一種水溶性非特異性近紅外熒光顯影劑,可被750～810nm波長范圍的近紅外光激發(fā),發(fā)射840nm波長左右的熒光,其組織穿透深度范圍為5～10mm。由于ICG具有較好的靶向示蹤性、組織穿透性以及安全性,于1956年被美國食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,FDA)批準用于臨床[8]。經(jīng)近70年的發(fā)展,ICG已被成功應(yīng)用于肝臟腫瘤、前哨淋巴結(jié)、膽管造影等術(shù)中實時顯像領(lǐng)域[6]。

2011年美國國家癌癥研究中心Kosaka等[9]開展的一項探究ICG對卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移病灶檢測能力的動物實驗,驗證了ICG良好的高滲透長滯留效應(yīng)和快速清除率,提示ICG介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)在動物水平檢測卵巢癌微小腹膜種植病灶的可行性。2015年一項人體研究顯示,2例卵巢癌患者的21處熒光顯影的腹膜病灶中,ICG介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)檢測卵巢癌轉(zhuǎn)移病灶的真陽性率為38.1%(8/21),假陽性率為61.9%(13/21)[10]。2018年Veys等[11]納入20例新輔助化療后的卵巢癌患者,對108處離體腹膜可疑轉(zhuǎn)移病灶在體外進行熒光顯影,經(jīng)病理檢測發(fā)現(xiàn)73(67.6%)處惡性和35(32.4%)處良性腹膜病灶。此外,在對熒光顯像腹膜病灶的半定量分析中,惡性病灶的平均腫瘤-背景比顯著高于良性病灶(1.8±1.3 vs 1.0±0.79,P=0.007)。該研究初步證實了ICG介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)檢測卵巢癌腹膜轉(zhuǎn)移病灶的可行性。然而,已發(fā)表的關(guān)于ICG介導(dǎo)的近紅外熒光成像在卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)中應(yīng)用的相關(guān)研究樣本量相對較小,易產(chǎn)生假陽性結(jié)果。目前有兩項前瞻性臨床試驗(NCT04891185,NCT05633836)正在進行,還未公布研究結(jié)果。未來需更多大規(guī)模的前瞻性研究來進一步探究ICG介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)導(dǎo)航卵巢癌轉(zhuǎn)移病灶精準切除的效果,為ICG熒光手術(shù)導(dǎo)航的進一步臨床推廣和應(yīng)用提供支撐。

2 靶向熒光分子探針介導(dǎo)的近紅外熒光成像在卵巢癌手術(shù)中應(yīng)用的研究進展

ICG本身無腫瘤特異性靶向能力,存在穿透深度有限、腫瘤-背景比欠佳、易產(chǎn)生假陽性結(jié)果等局限性。靶向熒光分子探針是檢測惡性腫瘤及其轉(zhuǎn)移病灶的一個重大突破,其可特異性地結(jié)合腫瘤組織表達的相關(guān)抗原并被熒光檢測,從而在術(shù)中能更特異性地顯示腫瘤病灶及切緣等[6]。靶向熒光分子探針介導(dǎo)的近紅外熒光成像僅適用于表達特異性靶標(biāo)的腫瘤,且目前主要為臨床前研究。在卵巢癌手術(shù)實踐中,針對葉酸受體α(folate receptor α,FRα)、抗人表皮生長因子受體2(human epidermal growth factor receptor 2,HER2)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)等靶點的熒光分子探針被開發(fā)設(shè)計并在臨床及臨床前實驗中得到廣泛研究。

2.1 靶向FRα的熒光分子探針介導(dǎo)的近紅外熒光成像 FRα是一種由FOLR1編碼的糖基化磷脂酰肌醇鏈接的細胞表面糖蛋白,其分子量為38～40kDa,可被葉酸特異性結(jié)合[12]。FRα在高達90%的上皮性卵巢癌中過度表達,而在非惡性卵巢組織中幾乎不表達[13-14]?；谶@一證據(jù),一系列靶向FRα的抗體偶聯(lián)藥物(antibody-drug conjugate,ADC)正在被開發(fā)[15],此外,FRα被認為是具有極大潛力的卵巢癌熒光分子成像探針的靶點,并且靶向FRα的分子探針在卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)的臨床實踐中被深入探索。

2011年van Dam等[16]首次在卵巢癌患者中使用腫瘤特異性熒光分子成像技術(shù),探究了葉酸偶聯(lián)的異硫氰酸熒光素(fluorescein isothiocyanate,FITC)靶向探針在10例疑似卵巢癌患者的手術(shù)中對腫瘤組織實時可視化的效果。雖然這項研究顯示了靶向FRα的熒光探針在術(shù)中實時顯示腫瘤病灶的可行性,但由于FITC熒光染料的穿透性有限,該方法難以識別正常組織表面下的深部腫瘤病灶。

2016年荷蘭萊頓大學(xué)醫(yī)學(xué)中心Vahrmeijer教授團隊改進了熒光染料,基于ICG相關(guān)熒光染料和葉酸類似物合成了一種新的熒光分子探針OLT38,其可與FRα特異性結(jié)合。12例計劃行腫瘤細胞減滅術(shù)的上皮性卵巢癌患者中靜脈注射OLT38后,OLT38可在FRα陽性卵巢癌轉(zhuǎn)移病灶中特異性積聚,在熒光引導(dǎo)下可額外檢出29%的肉眼白光和觸診未能發(fā)現(xiàn)的惡性病灶[17]。2018年相關(guān)的多中心、開放標(biāo)簽的Ⅱ期臨床試驗(NCT02317705)的結(jié)果發(fā)表,29例卵巢癌患者的225個病灶中,OLT38對FRα陽性卵巢癌病灶檢測的敏感性和陽性預(yù)測值分別為97.97%、94.93%,此外48.3%的患者檢測出至少1個額外病灶。這一結(jié)果驗證了OLT38用于卵巢癌術(shù)中檢測卵巢癌病灶的安全性和靈敏性[18]。

2018年3月至2020年4月開展的多中心、開放標(biāo)簽的III期臨床試(NCT03180307),納入11個分中心的150例已知或疑似卵巢癌并計劃接受腫瘤細胞減滅術(shù)的受試者,術(shù)前靜脈給予pafolacianine(OLT38),評估pafolacianine介導(dǎo)的近紅外熒光成像在卵巢癌術(shù)中檢測腫瘤病灶的安全性和有效性。最終共109例葉酸受體陽性卵巢癌患者組成了完整的療效分析集,33.0%(95%CI為24.3～42.7)的患者通過pafolacianine介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)能額外檢測出在白光下肉眼和觸診未能發(fā)現(xiàn)的卵巢癌轉(zhuǎn)移病灶,超過了預(yù)先設(shè)定的閾值10.0%(P<0.001)。接受中間型腫瘤細胞減滅術(shù)的患者中,該比率為39.7%(95%CI為27.0～53.4,P<0.001)。pafolacianine介導(dǎo)的近紅外熒光成像技術(shù)檢測卵巢癌病灶的敏感性為83.0%,假陽性率為32.7%,該研究中卵巢癌患者的R0切除率為62.4%(68/109)。在安全性方面,30.0%(45/150)的患者報告了藥物相關(guān)不良事件,最常見的包括惡心、嘔吐和腹痛,未報告藥物相關(guān)嚴重不良事件或死亡事件[19]。這一Ⅲ期臨床試驗的結(jié)果展示了pafolacianine在卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)中提高轉(zhuǎn)移病灶檢出率的顯著效果。基于該研究的結(jié)果,美國FDA在2021年11月29日正式批準pafolacianine用于卵巢癌患者術(shù)中識別腫瘤病灶[20]。同時,pafolacianine也是第一種獲批在卵巢癌病灶識別方面的靶向熒光顯像劑,其能在術(shù)中使肉眼或觸診難以檢測的卵巢癌病灶可視化,改變卵巢癌外科手術(shù)的治療模式,為卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)的徹底性和精準性提供強有力的保障。

2.2 靶向其他靶點的熒光分子探針介導(dǎo)的近紅外熒光成像 為了進一步擴大在卵巢癌術(shù)中可使用的靶向熒光分子探針的種類,針對其他卵巢癌靶點的熒光分子探針的開發(fā)近年來蓬勃發(fā)展,并在臨床前動物研究中進行了效果驗證。

2011年,一項動物研究用近紅外熒光染料IRDye 800CW分別標(biāo)記抗VEGF的抗體-貝伐珠單抗和抗HER2的抗體-曲妥珠單抗合成熒光分子探針。在熒光分子探針注射小鼠體內(nèi)6d后,對皮下成瘤模型和腹腔播散成瘤模型小鼠的VEGF或HER2陽性腫瘤病灶分別進行術(shù)中熒光成像,發(fā)現(xiàn)貝伐珠單抗-IRDye 800CW組的腫瘤-背景比為1.93±0.40,曲妥珠單抗IRDye 800CW組為2.92±0.29,且術(shù)中實時成像在腹腔播散成瘤模型中甚至可檢測到亞毫米級別的腫瘤病變。這些結(jié)果在動物體內(nèi)驗證了靶向VEGF或HER2的近紅外熒光分子探針用于檢測卵巢癌病灶時的高度特異性和敏感性[21]。2020年Kleinmanns等在構(gòu)建的轉(zhuǎn)移性高級別漿液性癌小鼠模型中應(yīng)用靶向CD24的熒光分子探針,結(jié)果顯示,與標(biāo)準白光下的手術(shù)相比,CD24靶向熒光分子成像導(dǎo)航的手術(shù)能顯著提高(47.3%)小鼠體內(nèi)卵巢癌病灶的檢測和切除能力,降低了術(shù)后腫瘤負擔(dān)。該研究進一步在卵巢癌患者來源的異種移植(patient-derived xenograft,PDX)模型上驗證,發(fā)現(xiàn)靶向CD24的分子探針介導(dǎo)的熒光成像能檢測肉眼無法識別的微小腫瘤病灶[22]。

此外,靶向糖類抗原125(carbohydrate antigen 125,CA125)、OC183B2、Thomsen-Friedenreich抗原等與卵巢癌病灶靶向識別相關(guān)的熒光分子探針也都在臨床前動物模型上進行了相應(yīng)的驗證[23-25]。由于高分辨率、強穿透力及低自體熒光等特征,單壁碳納米管(single-walled carbon nanotube,SWNT)以及下轉(zhuǎn)換納米顆粒(downconversion nanoparticle,DCNP)等納米靶向探針目前也被研發(fā),其靶向識別卵巢癌病灶的效果在卵巢癌廣泛轉(zhuǎn)移的小鼠模型中被探究,同樣展現(xiàn)出了良好的特異性[26-27]。這一系列臨床前動物實驗的結(jié)果為將來靶向熒光分子探針在卵巢癌患者中應(yīng)用的臨床研究開展提供了強有力的理論及技術(shù)支撐,也提示了靶向熒光分子探針在卵巢癌術(shù)中導(dǎo)航領(lǐng)域的巨大發(fā)展前景。

3 結(jié)語與展望

近紅外熒光分子成像技術(shù)導(dǎo)航在卵巢癌手術(shù)中具有越來越重要的地位,其能為婦科醫(yī)生提供卵巢癌病灶的術(shù)中實時可視化識別,提高病灶的檢出率和切除的徹底性,從而改善卵巢癌預(yù)后,具有較大的臨床應(yīng)用潛力。更佳熒光成像效果的靶向新型探針的開發(fā)具有較大的臨床前景。目前相關(guān)研究主要局限于臨床前研究,還需更多相關(guān)的設(shè)計良好的前瞻性臨床研究,來評估近紅外熒光成像技術(shù)術(shù)中導(dǎo)航對卵巢癌患者的預(yù)后和生活質(zhì)量的影響,提供有力的循證醫(yī)學(xué)證據(jù),從而推動在其卵巢癌腫瘤細胞減滅術(shù)中的廣泛臨床應(yīng)用,提高卵巢癌的精準手術(shù)治療水平。