5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽介導熒光顯微鏡腦膠質瘤切除術的臨床應用與缺陷
腦膠質瘤是腦腫瘤中最常見的一種，也是對人類健康威脅最大的一類腦腫瘤。手術、放療、化療等目前主要的治療手段都不能使腦膠質瘤患者的中位生存期有比較顯著地提高。比如多種治療后的多形性膠質母細胞瘤（WHO分級IV級）的中位生存期仍不足15個月。目前認為，腫瘤的切除率與腦惡性膠質瘤的復發率，生存率相關，較高的腫瘤切除率可以降低腫瘤的復發率，提高中位生存期 [1]。因此，手術作為治療惡性膠質瘤的一個主要治療手段，其目的在于最大限度地切除腫瘤及浸潤了腫瘤細胞的周圍組織。然而，文獻報道通過術后增強磁共振復查，目前的腫瘤的完整切除率不及30%[2]，近期一些文獻報道甚至不及20%[3]，一個主要的原因是術中很難將腫瘤的邊緣組織與正常組織相區分。為了解決這一難題很多新的手術輔助技術在近些年誕生，如術中磁共振，神經系統導航，術中超聲等等。但是這些技術都存在著一些弊端，如術中磁共振昂貴，增加手術時間；神經導航存在“腦移位”；術中超聲存在“偽影”等，并且，目前能夠證明其有效性的前瞻性隨機對照試驗較少，因此這些方法并沒有被公認為是治療惡性膠質瘤的最佳手段。
5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）作為一種惡性膠質瘤的代謝標記物，越來越多地被應用于術中確定腫瘤是否有殘余。ALA是機體內血色素生物合成途徑中的代謝產物，很多實驗和臨床研究證實惡性膠質瘤細胞能夠攝取ALA并將其轉為一種光敏劑——原卟啉[4]，術中通過熒光顯微鏡可以觀察到殘留腫瘤細胞中原卟啉所產生的熒光[5]。在Stummer等進行的一項5-ALA熒光顯微手術治療膠質瘤的前瞻性多中心隨機對照試驗中[6]，將病人分為5-ALA熒光顯微鏡手術組和傳統顯微鏡手術組，將術后磁共振腫瘤區域及周邊沒有強化作為腫瘤完整切除的標準，其中5-ALA熒光顯微鏡手術組的完整切除率達到65%，顯著高于傳統顯微鏡手術組的36%。同時，干預組的6個月無進展生存比例為41%，顯著高于對照組的21%，P<0.01。一些單中心的III期臨床試驗也證實了這一結果[7]。5-ALA熒光介導手術由于其有效性、安全性受到了越來越多神經外科醫生的關注，其花費小，操作簡單等特性更適用于醫療條件有限的包括我國在內的發展中國家。本文就5-ALA介導熒光顯微鏡膠質瘤切除術的圍手術期準備、術中注意事項、主要缺陷進行綜述。
一、5-ALA介導熒光顯微鏡腦膠質瘤切除術的圍手術期準備
1. 5-ALA的給藥劑量
目前在絕大多數的臨床應用中5-ALA的給藥劑量是20mg/kg，給藥方式為口服，同時術前2天每日服用12mg地塞米松。III期試驗證實這一劑量的地塞米松對于此項技術的有效性和安全性至關重要，因為它可以通過改變血腦屏障來影響膠質瘤細胞對5-ALA的攝取和熒光的產量。在一個雙盲、前瞻性的隨機對照試驗中證實較少劑量的5-ALA（ 0.2,2mg/kg）產生的熒光量相對不足，因此不予采用。同時這一試驗還表明以上三種劑量5-ALA在發生不良反應的頻率方面無明顯差異[6]。雖然更高劑量的5-ALA還沒有應用于熒光顯微鏡膠質瘤切除術中，但是在其他操作中更高劑量的5-ALA曾經被應用過，其中40mg/kg或更高劑量的5-ALA會使一部分人群出現低血壓，惡心，嘔吐和血清肝酶升高等不良反應[8-11]。另一方面，20mg/kg的5-ALA所能產生的熒光強度對于完成膠質瘤的切除來說已經足夠了，因此沒有必要為了獲得更強的熒光而增加5-ALA的劑量。
2. 5-ALA的給藥時機
目前普遍認為5-ALA在麻醉誘導的前2.5-3.5個小時給藥為宜。在C6膠質瘤模型大鼠活體上注射5-ALA之后的6個小時會觀察到最強的熒光，在給藥后3個小時以前和9個小時以后熒光的強度都比較弱[4]。在一臺膠質瘤手術的開始階段，一般要花費1.5-2個小時進行麻醉誘導、擺體位、鋪巾、開顱等操作；然后再花費1個小時左右切除肉眼可分辨的膠質瘤病灶。這樣，真正需要熒光顯微鏡下切除要在麻醉誘導的3-3.5小時后開始，因此，最佳給藥時間被定在麻醉誘導前的3小時左右。
3. 圍手術期的光保護
一些臨床試驗報道了5-ALA對于皮膚具有致敏作用，這種作用一般持續24小時左右[8, 10-11]。因此，在臨床應用中，給藥后的24小時要避免陽光或者強室內光源對病人的直接照射。其中，在麻醉誘導和擺體位這一時間段的致敏作用最強，此時要盡量避免手術燈光直射病人的皮膚。然而現實中這一階段對于光源的需要是不可避免的，解決辦法一般是對病人的皮膚進行覆蓋等保護或采用較弱的室內普通照明光源。在III期臨床試驗中，在進行相關光保護的措施之后，病人沒有出現嚴重的皮膚燒傷情況，僅有少數病人出現局部皮膚發紅，也在2-3天后自行消退[6]。
5-ALA是否對正常的腦組織也產生致敏作用，并使之在顯微鏡光源激發下產生熒光呢？在這項技術設計初期，許多學者提出過這一質疑。事實上，在I/II期試驗中證實，給經過激素準備過的病人注射20mg/kg劑量的5-ALA后，正常的腦組織和病灶周圍水腫帶都沒有檢測到熒光 [5]。在動物實驗中，給正常大鼠注射100mg/kg的5-ALA沒有使正常的腦組織致敏，但在腦水腫模型的大鼠實驗中，這一劑量的5-ALA可以在發生水腫的腦組織中檢測到熒光，并對腦組織造成損害。相比于5-ALA，傳統的光敏劑如光卟啉II對于沒有水腫的正常腦組織也具有致敏作用，并且會對發生水腫的腦細胞產生更大的破壞作用[12]。因此，5-ALA比其他的光致敏劑分辨腫瘤和正常腦組織的能力更強，并且具有更低的光學毒性。
二、5-ALA介導熒光顯微鏡腦膠質瘤切除術的術中注意事項
1. 手術入路的設計
在手術過程中，除了要對病人采取必要的光保護之外，5-ALA介導熒光顯微鏡下膠質瘤切除手術與傳統的顯微神經外科手術沒有太大的區別。同樣可以應用術中導航和術中超聲進行開顱入路的選擇和腫瘤的定位，但在到達皮層時最好在熒光顯微鏡的幫助下設計皮層入路。因為很多時候，表面看起來正常的皮層在藍光激發下可以在熒光顯微鏡下觀察到皮層下的腫瘤浸潤。在腫瘤侵及功能區的病例中，也要應用術中喚醒和神經電生理監測，因為熒光顯微鏡只能提供給術者腫瘤范圍的二維信息，卻不能有效地阻止術者在切腫瘤的過程中進入功能區。盡管往往發出熒光的腦組織幾乎不具有任何功能，但是手術操作的過程仍然可以通過破壞經過病灶區域的血管導致遠處功能區正常腦組織的缺血性損害。因此，5-ALA是一個能夠很好低分辨腫瘤的工具，但是需要術者去抉擇是否所有發出熒光的區域都要被切除。
2. 術中止血
腫瘤殘腔中的血液能夠淬滅熒光信號，因此手術過程中需及時將滲出物吸出，這一過程用普通吸引器或超聲抽吸器即可完成。止血和吸出血液等滲出物的操作需要在將白光下進行，因此手術中需要頻繁地切換顯微鏡白色和藍色的光源。止血盡量使用雙極電凝，單極電凝會破壞腫瘤組織的熒光性，盡量不予采用。
3. 切除范圍的把握
II期試驗表明，5-ALA介導熒光顯微鏡下顯示腫瘤的范圍要比增強MRI顯示的腫瘤范圍大，對于描畫腫瘤邊界的敏感性比MRI要強20%[13]。但是并沒有證據表明所有能被激發出熒光的組織都是沒有功能的。另一方面，血腦屏障的破壞是5-ALA進入組織的前提，即使是很微小的血腦屏障破壞也可以使像5-ALA這樣的小分子進入到細胞內，然而很多具有完整功能和正常內環境的腦組織也存在血腦屏障微小的破壞，這些組織在熒光顯微鏡下也可發出微弱熒光，切除這些組織將會造成不必要的神經功能損傷。在III期試驗中，干預組與對照組相比，術后48小時發生神經功能障礙的嚴重程度要略高一些，這一現象基本都發生于術前已經出現神經功能障礙的病人中[6]。這一發現提醒術者，在那些腫瘤組織已經直接造成功能區器質性損害，而不是周圍水腫帶造成功能區功能性損害的病例中，對于“完整切除”病灶的嘗試需要謹慎。Stummer等[14]認為，對于發出較強熒光的腫瘤組織可以應用高能量的超聲吸引器切除，對于發出較弱熒光的瘤周組織可以應用低能量的超聲吸引器切除，對于腫瘤位于功能區的病例，應該采用術中喚醒和術中神經電生理監測把神經功能損害降到最低。總之需要牢記的是，5-ALA介導熒光纖維手術這項技術僅僅是一個分辨腫瘤界限的工具，術者需要結合具體病例的解剖結構，血流供應，腫瘤位置，術后生活質量的綜合情況來作出腫瘤切除程度的選擇。
三、5-ALA介導熒光顯微鏡腦膠質瘤切除術的主要缺陷
1. 腫瘤組織仍有殘余
在一些研究中，許多解剖層面上能夠被切除的腫瘤在5-ALA介導熒光顯微鏡手術中沒能被切除。這些殘余的腫瘤在位置上幾乎具備了一個共同的特點，即懸附于瘤腔的上壁，顯而易見，這些區域被瘤腔上壁遮擋，激發光源無法直接照射激發其產生熒光，造成術中無法發現其存在。其次，一些囊性的腫瘤容易有殘余。在打開囊腔后，囊壁塌陷造成一些腫瘤組織發出的熒光被遮擋，從而出現殘留。最后，即使是發出強熒光的腫瘤組織也可能由于選擇了錯誤的開顱入路或皮質入路而殘留。
2. 其他非膠質瘤占位也可能發出熒光
很多發出熒光的組織在切除后石蠟病理提示并非都是膠質瘤，還可能包括：膿腫，轉移瘤，血管炎和淋巴瘤。淋巴瘤和壞死性血管炎的病變組織能夠發出熒光可能與炎癥反應和新生細胞有關，但膿腫和轉移瘤發光原因還不是很明確。基于這一前提，應該提倡在手術早期送術中冰凍病理明確腫瘤性質。同樣，對于術前MRI不能明確診斷為膠質瘤的病人可以在實施手術前進行立體定位下活檢明確診斷。
3. 一些技術細節導致腫瘤細胞沒有發出熒光
比如各種延誤導致給藥后較長時間才開始手術導致腫瘤細胞不發出熒光或僅發出較弱的熒光。有些時候熒光顯微鏡的故障比如濾光器的故障也可以導致觀察到的熒光較弱，氙光源的老化也會降低光源強度，因此在套顯微鏡之前就要仔細排除機械故障以免延誤給藥后最佳熒光致敏時間。另外，隨著光源與手術區域距離的增大，熒光強度呈指數降低。開顱切口過小也會導致組織獲得較少的激發光源。激發光源與切口保持垂直也對增加熒光強度有利。
4. 手術室內其他光源的干擾作用
手術室內的許多照明光源如氖光源包含潛在的紅光和紅外光，它們也能夠透過熒光顯微鏡的濾光器從而使本應呈藍色背景的正常腦組織顯紅色背景，造成與病灶熒光無法區分。因此在進行5-ALA介導熒光顯微鏡手術時應避免使用氖光源的手術燈，并且避免其他干擾光源直接射向手術區域。
5-ALA介導熒光顯微鏡下膠質瘤切除術在分辨腫瘤邊界方面具有優勢，且花費低于術中MRI[15]，已經被國外一些機構所采用，國內一些醫院也開展了這一技術，并取得了不錯的治療效果[16-17]。同時，這項技術還存在著一些缺陷需要得到改進。除此之外，此項技術與其他神經外科輔助技術在治療效果方面的比較還缺乏文獻支持，目前還沒有關于應用術中MRI和5-ALA介導熒光纖維技術在腫瘤切除率方面的雙盲，前瞻性，隨機對照研究。在手術切除范圍方面，還缺乏手術切除率與術后生活質量相關性的研究來幫助術者選擇一個對個體最佳的手術切除范圍。在完善上述工作后，5-ALA介導熒光顯微鏡將為膠質瘤的手術治療提供了一個新的選擇。