岭南现代临床外科 ›› 2019, Vol. 19 ›› Issue (06): 771-775.DOI: 10.3969/j.issn.1009-976X.2019.06.029
摘要：
非侵入吲哚菁绿（indocyanine green，ICG）试验的运用基本实现了20世纪50年代以来肝功能测定的两大主要目标［1，2］：尽量选用无创性方法；参数准确、动态地反映肝脏整体功能情况。近几十年的经验发现，以实验室检查为代表的肝功能静态检测方法对肝脏储备功能（受检者健存的所有肝实质细胞功能的总合）的反映存在明显的局限性。非侵入ICG试验逐渐被接受成为肝脏外科围术期肝功能评估及手术治疗效果评价的重要方法。本文就ICG试验在肝脏外科的临床应用及相关研究进展做一综述，使用“吲哚菁绿”、“肝储备功能”、“肝切除”、“肝移植”、“并发症”等关键词在 CNKI、万方、维普、SinoMed、PubMed及Springer数据库检索近三十年来的文献，包括个案报道、评论文章及临床研究等，通过筛选并整理成文。下文所述ICG试验多指非侵入性方式。
ICG是一种水溶性、无毒安全的菁染料药，其分子式是C43H47N2NaO6S2，具有特定的光吸收峰。ICG通过注射进入静脉血管后主要经历两个路径［3，4］进行代谢：①约2%呈游离形式，被谷胱甘肽巯基转移酶（GSTs）转运到胆汁中，此过程较为迅速；②其余98%与血浆蛋白结合后被肝实质细胞通过载体摄取，再以游离形式通过小管膜排泄到胆汁。肝细胞载体对ICG存在高亲和力，考虑与载体和ICG分子结构的结合特异性相关［5］。ICG主要通过肝脏清除，血液中ICG清除速率与肝功能有直接相关性。但也有研究表明，ICG试验对显著肝损伤的敏感度要高于轻微的肝功能异常［6］。
国内外尚未见大样本ICG不良反应的报道。ICG进入血管后，其亲脂性成分与血浆蛋白结合形成无毒性的复合体，在不改变蛋白质结构的基础上也减少了色素染料的外渗和聚集。ICG发生分解反应时会释放出与分解产物相结合的单线态氧（又称激发态氧分子），通过热分解形成低毒性羰基化合物。单线态氧的存在使得ICG的最大使用剂量存在限制，文献报道ICG的半数致死量（Median Lethal Dose，LD50）为50至80 mg/kg，当ICG用量低于2 mg/kg时几乎无毒，而临床使用的标准剂量为0.25至0.5 mg/kg。基于此，ICG的临床安全得到保证。值得注意的是，临床使用的ICG试剂成分中含有碘，不适用于碘过敏患者，否则易导致皮疹、休克、肺水肿等过敏反应。ICG清除遵循一级动力学规律，在血液中按指数规律递减，20分钟的血浆清除率可达到97%，即使有微量的ICG残留也能充分保证多次注射的安全性。此外，ICG不经肾脏代谢而对肾脏无负担，同样适用于肾功能不全人群。
ICG试验以色素稀释法和脉搏分光光度测定法（Pulse Dye Densitometry，PDD）为基本原理［7］，即利用组织动脉血造成的组织透射光的搏动，测定血液中色素ICG和血红蛋白浓度（Hb）比值，这较以往连续血液采样方法更有优势［1］。Hb值可通过血生化检验获得，通过与色素浓度比的乘积可以测定血液ICG的浓度。ICG注射到静脉血管后，通过对动脉血液的连续监测可获得色素密度谱（DDG）。目前多选用805nm和940nm的波长进行检测是因为ICG在805nm有最高的光吸收率而血红蛋白在此两个波长的吸光度都对氧饱和度不敏感。国内常用观测参数主要为吲哚菁绿15分钟保留率（ICGR15）和血浆清除率（ICG PDR），文献中使用的参数不一［8］（详见表1）。
表1 ICG试验常用参数表
参数ICGR15 ICGPDR ICGK CLICG ICGt1/2备注注射15分钟后ICG的保留率每分钟ICG消除的百分比消除速率常数单位时间血浆内ICG的体积清除量ICG半衰期参考范围0～10 18～25 0.158～0.232 500～700 3～5单位%%/min/min mL/min min
即使ICG的测量足够敏感，临床运用中同样要对ICG试验对肝脏储备功能的反映抱以谨慎态度。影响ICG清除的因素主要包括肝脏血流量、肝实质细胞摄取能力、胆汁排泄、血浆蛋白及转运载体蛋白等因素，考虑与其药代动力学相关（上文已述）。患者血流动力学的稳定对结果的解读至关重要，诸多因素例如饮食、运动、体位变化、昼夜节律、部分药物（主要为扩血管类药物）的使用、病理情况例如肝脏局部因素（门脉高压、血栓）及全身因素（严重失血、甲亢）等都可通过影响肝脏血流量影响ICG试验结果。胆道情况是影响ICG清除的另一重要因素。胆红素在肝细胞的转运过程中和ICG竞争相同的转运载体，因此将胆红素称为ICG的竞争性抑制剂，即当血清胆红素水平大于3 mg/mL或51 mmol/L时，ICG值降低10～20%。因此，在评估胆道梗阻患者的ICG结果时应充分考虑胆红素带来的影响以避免不必要的临床失误。文献也报道了ICG清除的负责转运蛋白即有机阴离子转运多肽1B3（OATP1B3，基因符号SLOC1B3）活性同样会对检查结果有所影响［9］。Stehr［10］等人的研究表明，在高动力性猪内毒素血症模型中，ICG的血浆消失率未能准确替代直接短期内胆汁ICG排泄测量，即在早期急性炎症条件下应谨慎解释ICG血浆清除率的正常值。
ICG试验作为一种敏感方法被临床医师接受为肝脏储备功能静态评估方法的有效补充。我们将其在肝脏外科的作用归结于以下三个方面：①准确评估围术期不同时间点的肝脏功能；②协助治疗方式（肝部分切除、肝移植、介入等）的选择以降低术后并发症（尤其是肝功能衰竭）的发生（具体详见表2）；③预测长期预后。
门静脉高压症是慢性肝病的严重后果，是导致肝硬化相关临床并发症的原因。Pind M L［11］等人的研究发现，ICGR15与不同程度肝硬化患者的肝静脉压力梯度（Hepatic Venous Pressure Gradient，HVPG）之间存在明显相关性，即ICG R15可用于对代偿性肝硬化患者显着门静脉高压程度的间接评估。Møller［12］等人的研究发现 ICG R15 能够反映肝硬化和门静脉高压症患者的肝衰竭程度，对存活率具有一定的预测价值。临床应用中，无创性ICG试验是围术期肝功能和循环灌注动态评估的有效方法，ICG PDR和ICG R15是预测术后肝功能障碍的敏感指标，在危重患者生存率的预测方面同样价值突出［2］，即ICGR15值越高则肝功能障碍的发生率越高。Haegele［13］等人报道ICG PDR＜17%/min或ICGR15＞8%，能够准确预测术后并发症的发生。Hsia［14］等人的研究也表明，ICG R15=14%是最大程度分离肝硬化患者的截止水平，优于之前的10%标准［15］。在术后ICG试验检测的时机选择方面，术后第1天在预测术后肝功能不全发生的价值突出［13］，也有学者提出术后第3天也具有重要意义［16］，这可能与术后第3天肝功能开始恢复存在关联。
表2 肝脏部分切除术适应症（ICG R15）
备注Child A级肝功能情况ICGR15＜10%10%≤ICGR15≤19%20%≤ICGR15≤29%30%≤ICGR15≤39%可选择手术方式肝段数量≤4个的肝切除术肝段数量≤3个的肝切除术单肝段切除单纯肿瘤剜除术①Child A级，ICGR15＞14%患者肝切除手术风险增大；②一般认为，ICG R15＞40%是肝脏切除手术的禁忌症，但存在争议。
肝移植是终末期肝病患者治疗的最后手段，关于移植标准国外主要选用Milan标准、UCSF标准等，国内主要有杭州标准、上海复旦标准、三亚共识等。除了各标准中的移植要求，通过准确评估肝脏有效储备功能以评估手术风险和术后并发症的发生是题中应有之意。我们将ICG试验在肝移植方面的作用归结于以下几个方面。
2.2.1 肝移植供体、受体及移植时机的选择Wesslau［17］等人的研究表明，ICG试验可能有助于对肝供体移植物的质量进行评估：ICG PDR值为15%/min是判断供体是否合格的截止点，ICGPDR大于 15%/min 适合供体捐肝。Ecochard［18］等人在一项针对560例列入肝移植等待名单患者的研究表明，ICG可能有助于对这些患者进行移植排序，即ICG试验在对移植前死亡率、患者肝移植后的生存率方面的预测价值要高于MELD评分。在此研究的560例患者中，73例在等待期间死亡，438例成功完成移植。Oellerich［19］等人的研究表明，流量依赖性动态肝功能试验例如ICG试验结合传统肝功能评估方法例如Child-Pugh评分更加有利于对移植候选人和移植时机的确定。他们同样发现，ICGt1/2是与术后1年生存率显著相关的其中一个独立变量。
2.2.2 预测术后并发症及急性排斥反应 ICG试验被认为可预测肝移植术后并发症的发生。Vos［20］等人的研究表明，未发生并发症的患者普遍ICG PDR值较高，预测术后早期并发症发生率的术中ICGPDR值的最佳截止点为23.5%/min，其敏感度为72.4%，特异性为71.0%。与此不同的是Levesque［21］等人的研究，在对肝移植术后患者连续5天测量ICGPDR值，他们发现ICGPDR临界值为12.85%/min可预测术后严重并发症的发生，这与Schneider［22］等人报告的12.3%/min相近。其次，ICGPDR值也认为是预测急性肝衰竭（Acute Liver Failure，ALF）患者预后的早期、敏感指标。Merle［23］等人的研究共纳入25例ALF患者，其中16.7%的患者自行恢复，研究第1天自愈患者的ICG PDR平均值为（12.0±7.8）%/min，而未自愈患者的ICG PDR平均值为（4.3±2.0%）/min（P=0.002）。通过ROC分析，研究第1天ICG PDR值为6.3%/min的敏感性和特异性分别为85.7%和88.9%，可用于预测ALF的非自发结局。最后，Clements［24］等人的研究发现术后急性排斥反应的发生与ICG清除率具有相关性，考虑可能与急性排斥反应引起的肝脏血流量下降相关。
2.2.3 评价术后肝移植物功能及指导术后继续治疗 非侵入ICG试验被认为对肝移植术后早期结局有一定的预测价值。目前认为，肝移植术后第二天开展ICG试验在预测移植物预后的价值方面表现突出。Von Spiegel［25］等人的研究表明，参数ICG PDR值在预测方面的价值可能优于CL ICG。Plevris［26］等人的研究表明，ICGPDR＞200 ml/min 的患者肝移植术后肝功能均恢复正常，而ICGPDR＜200 mL/min的患者中有3例出现了移植失败。研究还发现，ICG清除与原位肝移植过程中活性氧中间体和中性粒细胞弹性蛋白酶的产生显著相关，即ICG是能够反映移植物再灌注损伤程度的早期标志物。分子吸附再循环系统（molecular absorbent recirculating system，MARS）被认为是治疗术后同种异体移植功能障碍的安全方法。Scheingraber［22］等人的研究发现，在移植物功能障碍（Graft dysfunction，GDF）接受MARS治疗的患者中，ICG PDR的监测要优于胆红素和凝血酶原（PT）的测定。Parker［27］等人的研究表明，ICG PDR能够协助肝移植患者选择适当剂量的免疫抑制剂他克莫司：术后第1天（再灌注后18小时）ICG K值与他克莫司血药浓度线性增加之间存在相互作用，即K值越大，他克莫司血药浓度随时间的增加越缓慢。
建立在ICG试验基础上的综合评分体系和决策树也得到广泛关注。2016年，日本Takashi Kokudo等人［28，29］提出一种新的术前肝功能评估方法：白蛋白-吲哚菁绿（ALICE）评分，该评分只包含白蛋白及ICGR15两项参数。研究表明，ALICE评分是术后预测长期和短期结果的简单方法。Feng，H L等人［30］发现ICG R15-MELD评分模型在预测ALF患者的短期预后方面要优于ICG R15，MELD评分和KCH标准。Zipprich，A等人［31］也同样发现ICG纳入MELD评分对肝脏血流量的估计更加准确，且新的MELD-ICG评分在预测中、晚期肝硬化患者的生存率方面优于MELD评分。Nagashima［32］在改良原先 Child-Pugh 评分基础上引入ICG R15参数，在评估慢性肝损伤患者手术风险方面更加敏感。Imamura［33］等人基于腹水、血清总胆红素水平、ICGR15三个变量建立的决策树在指导肝细胞癌患者肝切除术手术指征选择方面取得了极为有效的成果：在使用该决策树对685例HCC手术患者进行评估，术后仅1例发生死亡。同样，我国基于ICG的综合决策树运用越来越广泛，其在降低手术风险及术后并发症的作用得到认可。
ICG试验作为肝脏全局功能的一种评估方法，其临床实用性得到认可。临床医生在运用过程中应熟悉各类因素对ICG结果的影响，综合评估各项参数的准确性，联合其他指标例如静态检测、综合评分模型及肝脏三维重建等也许能对临床决策提供更好的帮助。此外，ICG在肝脏外科的具体应用例如测量时机的选择、临床参数的运用等多来自于未被大型前瞻性研究证实的单中心研究，仍需进一步评估。
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Clinical application of non-invasive indocyanine green clearance experiment in liver surgery
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