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荧光素钠是一种荧光染料，其激发峰位于460~490 nm，发射峰位于510~530 nm。由于高级别胶质瘤、脑转移瘤、脑脓肿和脑挫裂伤等病变等会导致血-脑屏障的完整性受损，局部通透性增加，使血管中的部分物质易于渗透至脑组织间隙中。静脉内注射的荧光素钠可通过上述原理，在局部血脑屏障破坏部位通过渗透作用进入脑组织，从而使血脑屏障受损脑区有荧光着色。
这一原理与MRI对比增强剂钆相似，因此荧光素钠通常在MRI上呈现明显强化的高级别胶质瘤中同样具有良好的显示效果。
荧光素钠最初主要用于眼科的眼底视网膜血管造影，随后才有研究者将其用于脑肿瘤手术。
按其在脑肿瘤手术中的应用大致可分为三个阶段：第一阶段为肉眼手术阶段，通过荧光素钠引导脑肿瘤活检手术，这一阶段起自1948年前后。研究者对46例脑肿瘤患者进行观察，结果发现荧光素钠有助于指导包括脑膜瘤、胶质瘤和转移瘤在内的多种脑肿瘤的穿刺活检。遗憾的是，在随后数十年中，荧光素钠用于脑肿瘤手术的报道却十分罕见。
第二阶段为普通显微镜下手术阶段，即在白光显微镜下通过荧光素钠引导胶质瘤切除。2000年前后的几项研究表明，大剂量荧光素纳在普通手术显微镜的白光视野下，能更清晰地显示胶质瘤边界，提高胶质瘤的全切率。
第三阶段为在配备专用滤波器的显微镜下进行手术的阶段。Acerbi等于2011年使用配备YELLOW 560专用滤波器的Pentero显微镜（Carl Zeiss,Germany）开展了一项评价荧光素（5~10 mg/kg）引导胶质瘤切除手术安全性的治疗，该治疗为前瞻性Ⅱ期临床试验。研究结果表明，未发生与使用荧光素钠相关的不良反应；12例Ⅳ级胶质瘤中75%的患者实现了对比剂增强的肿瘤全切。
此后，越来越多的研究显示出专用滤波器下荧光素钠引导恶性胶质瘤切除的安全性和有效性。
荧光素钠在眼底疾病诊断中的应用已有数十年历史，安全性良好，过敏反应发生率低。迄今为止，仅有少数过敏反应的报道。Ha等对12 005人次静脉使用荧光素钠的患者进行回顾性的分析显示，仅有10例患者发生了过敏反应，发生率为0.083%。患者的主要表现为低血压、恶心和呕吐，低血压多发生在注药后3 min内，经及时处理均未产生严重后果。
在引导胶质瘤切除方面，多数研究显示荧光素钠是安全的，过敏反应报道少见。然而，Dilek等报道了1例患者出现严重低血压合并心动过缓的过敏反应，推测可能与荧光素钠使用剂量较大（20 mg/kg）有关。目前在配备YELLOW 560专用滤波器的荧光显微镜下，荧光素钠的通常使用剂量为2~5 mg/kg，在此剂量范围内尚未严重过敏反应的报道。虽然多数患者在使用荧光素钠后出现皮肤、黏膜和尿液的一过性黄染，但皮肤发黄可在6~12 h后消退，尿液发黄多在24~36 h后恢复正常，并不会引起患者不适，更不会引起其他严重后果。
由此可见，荧光素钠的过敏反应发生率较低，且通常发生在大剂量（10~20 mg/kg）使用时。在目前专用滤波器下使用小剂量荧光素钠（2~5 mg/kg）即可达到术中实时荧光显像引导胶质瘤切除良好的效果，具有较高的安全性。此外，通过术前荧光素钠皮试和术中严密监测患者生命体征等措施可进一步降低不良反应的发生率，提高其使用的安全性。
Acerbi等于2011年启动了一项前瞻性Ⅱ期临床试验（FLUOGLIO）以评估荧光素引导胶质瘤切除手术的安全性和有效性。通过对荧光区和非荧光区标本的病理检查对比分析显示，荧光素钠对分辨高级别胶质瘤的敏感度为91%，特异性达100%。Rey-Dios等通过静脉注射3 mg/kg荧光素钠引导立体定向穿刺活检的研究显示，6名高级别胶质瘤患者的26份活检标本中荧光素钠标记肿瘤的敏感度和特异性分别为79%和100%。Diaz等的研究显示：荧光素钠对高级别胶质瘤边缘识别的敏感度与特异性分别为82.2%和90.0%；荧光素钠所识别的肿瘤边缘与术中MRI神经导航的肿瘤强化边缘具有良好的相关性；术后MRI证实在荧光素钠引导下肿瘤增强部分获得全切。Zhang等尝试利用荧光素钠辅助进行了38例手术，统计的敏感度与特异性分别为94.4%、88.6%。Neira等报告通过术者对荧光显影的判断对肿瘤非增强区的阳性预测值可达到96%。这些研究表明，荧光素钠对恶性胶质瘤的识别和肿瘤边界判断具有较高的敏感度和特异性，有助于提高肿瘤切除程度。
Chen等进行了一项队列对照研究，讨论了普通手术显微镜下使用大剂量荧光素钠（15~20 mg/kg）引导手术对肿瘤全切率的影响。实验组（硬脑膜切开前静脉注射荧光素钠，n=10）与对照组（不予荧光素钠静注，n=12）术中均采用普通白光照明，术后结果显示，实验组与对照组的肿瘤全切率分别为80%和33%。
另有几项描述性和回顾性研究对荧光素钠提高胶质瘤切除程度的情况进行了探讨。Okuda等对白光和荧光显微镜下使用大剂量荧光素钠（20 mg/kg）引导10例胶质母细胞瘤切除的情况进行了比较，结果表明在白光下即可清晰辨认肿瘤荧光着色，手术效果满意。Schebesch等对荧光手术显微镜下使用小剂量荧光素钠（3~4 mg/kg）引导的35例脑肿瘤切除手术进行回顾分析，结果显示荧光显像对28例患者的肿瘤边界辨认有帮助，有效率为80%。Diaz等报告使用3 mg/kg荧光素钠在荧光显微镜下对12例高级别胶质瘤的手术全切除率达到100%。使用类似的方法，Neira等对32例高级别胶质瘤的手术全切率为84%，Zhang等研究中的全切率达到92.1%，Francaviglia等的47例手术中，有39例（83%）获得了95%以上的肿瘤切除率。在Acerbi等的开展的FLUOGLIO研究中使用5~10 mg/kg荧光素钠引导手术切除的前期初步研究显示12例患者中9例获得全切（75%），其余3例患者最小切除程度为82.8%。2014年该研究样本量达到20例时的统计显示，16例（80%）对比剂增强的瘤灶获得全切，其余4例患者的肿瘤切除程度达92.6%。2018年该研究的最新报告称，57名患者中，有82.6%实现了肿瘤全切。通过上述研究我们不难发现，与传统的白光显微镜下手术相比，荧光素钠引导手术能显著提高恶性胶质瘤的手术全切率，提高肿瘤切除程度。
基于荧光素钠显像对恶性胶质瘤边界的识别具有较高的敏感度和特异性，能提高肿瘤全切率和肿瘤切除程度，因此有必要进一步探讨其是否能延长患者无进展生存期和总生存期。Chen等的研究显示，实验组与对照组的无进展生存期分别为7.2月和5.4月，差异有统计学意义。但也有研究显示，在改善患者平均生存时间方面，荧光素钠与普通白光的差异并无统计学意义。在Acerbi等的研究中，入组的12名患者6月无进展生存率为71.4%，中位存活期为11月。由此可见，现有的研究结果尚存在矛盾之处，有必要开展前瞻性随机对照研究以探讨荧光素钠引导手术对恶性胶质瘤患者生存期的确切影响。
与荧光素钠通过血脑屏障破坏非特异性渗漏至病变区域的机制不同，另外一种术中荧光显影剂5-ALA可以被胶质瘤细胞特异性摄取，在肿瘤细胞内可代谢为有荧光的代谢产物原卟啉，能在蓝紫光照射下产生红色荧光而使肿瘤显影。虽然5-ALA在Ⅲ期随机对照临床试验中显示出能提高胶质瘤全切率（65%vs. 36%）并显著延长患者无进展生存期（5.1月vs. 3.6月）的优势，但两组患者的总生存期差异无统计学意义（15.2月vs. 13.5月）。此外，5-ALA尚有如下不足：未获得药品监管部门批准，获得渠道受限，其临床应用也存在一定风险；价格相对昂贵，为荧光素钠的数十倍；荧光模式下对正常脑组织和血管分辨不清，需反复切换镜头；荧光模式下有“漂白”现象，在肿瘤切除过程中荧光逐渐减弱，影响对肿瘤边界的判断；一般需术前2~3 h口服给药，用药掌控性较差；术后患者有发生光敏反应的风险，需避日光和室内强光24~48 h。这些缺点限制了5-ALA的广泛使用。相对而言，荧光素钠具有易于获得、价格低廉、麻醉诱导后静脉给药、使用方便、术中成像效果好、在荧光模式下亦可很好地分辨正常脑组织和血管等优势而成为当前研究热点，在提高脑胶质瘤切除率和改善患者无进展生存期方面具有广泛的应用前景。
脑胶质瘤浸润性生长、与正常脑组织边界不清的特征使其通过手术全切除面临极大困难。在配备专用滤波器的荧光显微镜下，通过静脉注射荧光素钠进行术中实时荧光显像对识别高级别胶质瘤的肿瘤边界具有较高的特异性和敏感度，有助于提高肿瘤全切率，在脑胶质瘤（特别是高级别胶质瘤）的手术切除中具有广泛的应用前景。未来更大样本量的随机对照研究有望为荧光素钠引导手术延长患者的无进展生存期和总生存期提供更充分的依据。