趙英迪 解正高

吲哚青綠(Indocyanine green，ICG)自20世紀(jì)50年代中期以來就被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，是一種相對(duì)無毒的熒光碘化物染料。ICG最初被用來定量測量肝功能和心功能，這些研究多側(cè)重于測量血液中的ICG水平。20世紀(jì)70年代，ICG被用于眼科的研究中。隨著技術(shù)的進(jìn)步和研究的深入，ICG在眼科疾病研究的多個(gè)方面發(fā)揮了越來越重要的作用，尤其是在眼部血管造影、白內(nèi)障手術(shù)、視網(wǎng)膜手術(shù)中的應(yīng)用。

一、ICG的結(jié)構(gòu)和特性

ICG是一種具有兩親性的含碘三碳菁染料，分子式為C43H47N2O6S2Na，相對(duì)分子質(zhì)量為775×103。ICG是三維立體結(jié)構(gòu)，其中的兩個(gè)多環(huán)結(jié)構(gòu)使其具有親脂性，同時(shí)多環(huán)結(jié)構(gòu)上連接的硫酸鹽基團(tuán)，又使其具有親水性。使得ICG既可以與細(xì)胞結(jié)合，也可以和非細(xì)胞組織結(jié)合[1]。ICG有一個(gè)發(fā)色基團(tuán)，可以用作活體組織染色劑，與周圍組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分。又因ICG與眼內(nèi)不同組織結(jié)構(gòu)的不同親和性，可以使一些薄而透明的組織可視化，如內(nèi)界膜等。同時(shí)ICG還有一個(gè)熒光基團(tuán)，可以有效地吸收特定波長窗口(740～800nm)的紅外光， 并在750～950 nm區(qū)域顯示出熒光。因此可以利用ICG進(jìn)行近紅外成像，顯示組織或器官中的血流、淋巴的分布或流動(dòng)[2]。ICG還可將吸收的光轉(zhuǎn)化為熱能或產(chǎn)生氧化應(yīng)激作用，用于一些疾病的治療中[3]。ICG還具有安全性較高、良好的信噪比、相對(duì)低廉的價(jià)格等優(yōu)勢。

二、ICG在眼科中的應(yīng)用

1.ICG血管造影(Indocyanine green angiography，ICGA)

ICGA是通過近紅外光或紅外激光激發(fā)血管內(nèi)的ICG，使其產(chǎn)生熒光，并通過攝影攝像技術(shù)進(jìn)行記錄，隨后用計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行記錄分析的一種技術(shù)。ICG與血漿蛋白的結(jié)合率高達(dá)98%，因此大部分ICG被限制在血管內(nèi)，滲出較少，可在血管內(nèi)停留較長時(shí)間。可以通過ICGA技術(shù)有效的觀察血管分布及血液循環(huán)的情況[4]。輔助多種疾病的診斷和治療，目前在眼科中的主要應(yīng)用是脈絡(luò)膜血管疾病、眼前節(jié)疾病的診斷。

一些角膜疾病的發(fā)生機(jī)制和特點(diǎn)可能與其周圍血液供應(yīng)有關(guān)。記錄角膜血管的傳統(tǒng)方法受限主觀印象和不適當(dāng)?shù)拿枥L，因此，不能客觀準(zhǔn)確的記錄角膜血管的情況。因此，有研究者發(fā)現(xiàn)，ICGA聯(lián)合熒光素血管造影(Fluorescein angiography，F(xiàn)A)可以顯著提高對(duì)角膜新生血管復(fù)合體的評(píng)價(jià)[5]。一些傳統(tǒng)色彩照片不能很好顯示的角膜血管，可以通過ICGA得到清晰的圖像[6]。ICGA和FA相比可以更加有效的識(shí)別位于角膜較深處的角膜瘢痕下方的血管，減少熒光素染料滲漏對(duì)結(jié)果的影響，可以更好的評(píng)估血管的形態(tài)[7]。ICGA還可以有效識(shí)別血液流動(dòng)的方向，為選擇性阻斷角膜新生血管的提供了可能，減少了熱能對(duì)角膜緣的損傷[8]。

在角膜緣周圍的結(jié)膜和鞏膜中存在多種類型的血管。由于鞏膜組織是不透明的，常常不能對(duì)鞏膜內(nèi)的血管進(jìn)行有效的識(shí)別，但可以通過ICGA或其他成像技術(shù)進(jìn)行顯示。因此，有研究者將ICGA用于觀察翼狀胬肉術(shù)后結(jié)膜移植物的血管重建情況[9]、觀察眼表腫瘤的血管造影特點(diǎn)等[10]。炎癥使血管通透性增加，不能很好的將與血漿蛋白結(jié)合的ICG限制在血管內(nèi)。因此，ICG的滲漏可以看作血管破壞的一個(gè)指標(biāo)，用于眼表炎性疾病的診斷治療，如鞏膜炎[11]、特應(yīng)性角結(jié)膜炎[12]等。還可對(duì)ICGA記錄的圖像的熒光密度進(jìn)行分析，客觀量化的描述結(jié)膜充血的情況[13]。

維持正常的眼壓需要房水生成和流出保持平衡。房水造影基于示蹤劑的工作原理，將ICG等示蹤劑引入眼內(nèi)以觀察房水的流動(dòng)，增加對(duì)房水流出通道(Aqueous humor outflow，AHO)結(jié)構(gòu)和功能的了解。很多研究都證實(shí)了在動(dòng)物眼、尸體眼中行房水造影的安全性，并且可以有效的觀察評(píng)價(jià)AHO[14,15]。還可根據(jù)房水造影的結(jié)果決定行青光眼微創(chuàng)手術(shù)的位置，并且在術(shù)后觀察手術(shù)對(duì)AHO的影響[16]。目前有兩種房水造影的方法，一種是導(dǎo)管造影，將ICG通過導(dǎo)管注入Schlemm’s管中，進(jìn)而觀察AHO。另一種是將ICG溶液直接注入前房，觀察AHO。兩種造影方法各有優(yōu)劣，可以在研究、診治過程中相互補(bǔ)充。房水造影還可與白內(nèi)障手術(shù)同時(shí)進(jìn)行，并不會(huì)增加手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[17]。

虹膜上的棕色色素沉著常會(huì)掩蓋熒光素，使得FA不能很好的顯示深色虹膜的血管。而ICGA對(duì)色素上皮具有良好的穿透性，可以透過覆蓋在血管上的出血、黑色素、葉黃素等顯示出血管圖像。因此，ICGA可以用來觀察虹膜上異常的血管、精確評(píng)估虹膜的低灌注，從而輔助疾病的診斷、治療。使術(shù)者在復(fù)雜的斜視手術(shù)和視網(wǎng)膜脫離手術(shù)前，提前了解虹膜低灌注的程度，及時(shí)制定合適的手術(shù)方案，盡量避免術(shù)后前段缺血的發(fā)生[18]。

ICGA已經(jīng)廣泛應(yīng)用于脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜相關(guān)疾病的診斷和研究中?？梢杂糜谟^察生理或病理狀態(tài)下眼部血管、血流的特點(diǎn)[19]。輔助葡萄膜炎、自身免疫性疾病、中心性漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變、靜脈阻塞、脈絡(luò)膜淋巴瘤、息肉狀脈絡(luò)膜血管病變等多種疾病的診斷。很多研究者試圖通過多模態(tài)成像的方式研究疾病的影像學(xué)特點(diǎn)，如葡萄膜炎、脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜腫瘤、眼部弓形蟲病、新生血管性黃斑病變、多發(fā)性白點(diǎn)綜合征等， ICGA是其中不可缺少的一部分。

相干光層析血管成像術(shù)(Optical coherence tomography angiography，OCTA)是一種快速的、非侵入性的成像技術(shù)，提供的容量數(shù)據(jù)具有明確定位和描述病理的臨床能力，并能夠同時(shí)顯示結(jié)構(gòu)和血流信息，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前已經(jīng)有越來越多的研究證明，OCTA在某些方面可以作為代替ICGA的無創(chuàng)性檢查，如評(píng)估角膜血管化面積、結(jié)膜血管、鞏膜血管[20]、前段缺血[18]、脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜疾病[21]的診斷等。但有如視野相對(duì)較小、無法有效顯示滲漏、由于患者移動(dòng)導(dǎo)致的圖像偽影等局限性。因此，目前ICGA在眼部血管疾病的研究診斷中的應(yīng)用仍然是不可替代的。

ICGA不僅可以用于觀察眼部血管，輔助診斷，同時(shí)可以輔助一些疾病的治療。眼后部幾乎沒有血管，而ICGA能顯示高度血管化的病變，使得能產(chǎn)生熒光的腫瘤組織與不能產(chǎn)生熒光的正常組織之間產(chǎn)生明顯的區(qū)別。因此，ICGA可以實(shí)現(xiàn)安全的剝離、切除高度血管化的眼后區(qū)腫瘤[22]。ICGA還可引導(dǎo)激光光凝，治療糖尿病黃斑水腫[23]。

2.ICG淋巴造影 淋巴管內(nèi)皮細(xì)胞和淋巴液是透明的，在體內(nèi)較難實(shí)現(xiàn)觀察檢測。而淋巴管具有的滲透性，可以吸收一些分子，如ICG、熒光素等，特別是與蛋白質(zhì)結(jié)合時(shí)，這些分子可以從組織進(jìn)入淋巴管中。因此，這些分子可以用來顯示淋巴結(jié)的位置和淋巴引流的途徑。ICG在淋巴可視化、前哨淋巴結(jié)清掃中的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛的認(rèn)可。ICG淋巴造影術(shù)同樣在眼科的診治中有所應(yīng)用。如用于探索尸體眼結(jié)膜和下眼瞼的淋巴引流和結(jié)膜水腫的關(guān)系[24]；觀察結(jié)膜淋巴管[25]、角膜淋巴管[26]；有效識(shí)別結(jié)膜和眼瞼惡性腫瘤的前哨淋巴結(jié)，輔助前哨淋巴結(jié)活檢術(shù)或術(shù)中提供淋巴管可視化[27]等。還有學(xué)者為了避免游離ICG滲出淋巴管，影響造影結(jié)果，研究了一種新的納米顆粒，使得淋巴中的ICG更加穩(wěn)定，減少不必要的[28]。

3.ICG活體組織染色劑 ICG分子中含有發(fā)色基團(tuán)，具有對(duì)活體組織進(jìn)行高度染色的作用，并廣泛應(yīng)用于眼科手術(shù)中[1]。晶狀體前囊膜的連續(xù)環(huán)形撕囊技術(shù)是白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)的關(guān)鍵步驟。但在成熟期白內(nèi)障、外傷性白內(nèi)障、角膜混濁患者的白內(nèi)障術(shù)中較難很好的觀察囊膜。因此，將ICG注入前房，對(duì)囊膜進(jìn)行染色，進(jìn)而輔助囊膜的可視化。0.5%的ICG即可清晰的將囊膜與周圍組織區(qū)分開來[29]。目前，主要有兩種囊膜染色技術(shù)，一種是在氣體充滿前房后，將ICG滴在囊膜上，另一種是將ICG與黏彈劑混合后，覆蓋在囊膜上。兩種技術(shù)均可限制ICG與虹膜和角膜等結(jié)構(gòu)的接觸，減少ICG對(duì)其他眼內(nèi)結(jié)構(gòu)的影響。

ICG對(duì)層粘連蛋白和IV型膠原蛋白具有親和力，常常被用來增加內(nèi)界膜和玻璃體視網(wǎng)膜病變的增殖膜的可視化，輔助黃斑裂孔等疾病的手術(shù)治療。術(shù)中可以通過“干法”或“濕法”顯示內(nèi)界膜或組織?！案煞ā笔窃谧⑷隝CG之前進(jìn)行液-氣交換，可以避免ICG與晶狀體的接觸，但可能會(huì)增加對(duì)視網(wǎng)膜的毒性作用。“濕法”是將ICG直接注入充滿液體的玻璃體腔內(nèi)，減少了直接接觸視網(wǎng)膜的ICG的濃度，但可能造成ICG的彌散，對(duì)視網(wǎng)膜其他區(qū)域或晶狀體進(jìn)行染色的情況。還有研究者在ICG對(duì)內(nèi)界膜染色的輔助下，成功誘導(dǎo)了玻璃體后脫離[30]。

深板層角膜移植術(shù)是一種不斷發(fā)展的角膜板層手術(shù)，在某些角膜內(nèi)皮失代償?shù)牟±?，可以取代傳統(tǒng)的穿透性角膜移植。術(shù)中需要在不造成供體角膜前后穿孔的情況下，進(jìn)行角膜基質(zhì)層內(nèi)分離。以及需要在宿主前房內(nèi)找到供體角膜瓣的合適位置，這些增加了手術(shù)的難度。ICG作為染色劑只會(huì)對(duì)切開的、暴露的供體角膜基質(zhì)進(jìn)行染色，而不會(huì)對(duì)未切開的、完整的角膜進(jìn)行染色。因此，在獲取供體角膜時(shí)可以避免對(duì)周圍全層角膜的意外切割，同時(shí)可以在宿主前房內(nèi)更加清晰的觀察到已染色的供體角膜，方便術(shù)者操作[31]。還有研究者將ICG用于全激光輔助內(nèi)皮角膜移植術(shù)中，激光切割供體角膜后，用ICG對(duì)其進(jìn)行染色，幫助術(shù)者觀察宿主前房內(nèi)的供體角膜[32]。

ICG作為染色劑在眼科的其他手術(shù)中也有應(yīng)用。小梁切除術(shù)中加入ICG可提高術(shù)中抗代謝藥物的可視性，可估算術(shù)中及術(shù)后抗代謝藥物的治療區(qū)域，提高抗代謝藥物使用的安全性[33]。將ICG注入小梁切除術(shù)后巨大的濾過泡中，可以輔助需要切除的組織的可視化[34]。有研究者將ICG與黏彈劑混合注入Schlemm’s管后，用內(nèi)窺鏡觀察Viscocanalostomy降低眼壓的作用原理[35]。在鼻內(nèi)鏡下淚囊鼻腔吻合術(shù)中使用ICG，可以對(duì)淚囊粘膜進(jìn)行染色，將其有效的與周圍鼻粘膜區(qū)分開。有研究者試圖通過將ICG與黏彈劑混合使用來改進(jìn)淚囊鼻腔吻合術(shù)的手術(shù)方式，使淚囊內(nèi)側(cè)壁更容易被識(shí)別和清除[36]。還有研究者將ICG注入兒童眼眶淚道囊腫術(shù)中意外破裂的囊腫內(nèi)，用于識(shí)別囊腫的邊界，輔助切除囊腫[37]。

4.ICG在眼科中的其他應(yīng)用 激光焊接技術(shù)在眼組織中應(yīng)用時(shí)，使用ICG可以有效控制激光產(chǎn)生熱效應(yīng)的位置，同時(shí)可以用較低的輻照度達(dá)到愈合組織的目的，避免了對(duì)周圍組織的過度熱損傷。與標(biāo)準(zhǔn)的縫合和吻合術(shù)相比，這種焊接方法可以抑制異物反應(yīng)、減少術(shù)后眼內(nèi)感染、控制術(shù)后散光的發(fā)生，同時(shí)可增加組織再生的能力，增加傷口的愈合速度。有研究者直接將ICG溶液涂抹于切割后的角膜壁上，再用激光誘導(dǎo)相鄰組織結(jié)構(gòu)之間的結(jié)合，進(jìn)而使角膜組織愈合[38]。還有研究者將ICG與殼聚糖混合組成薄膜膠，用于封閉牛眼的穿透性角膜傷口；將ICG與纖維蛋白原膠混合后，再用激光進(jìn)行固定，可有效控制兔眼濾過手術(shù)后的出血；還可將ICG與血清蛋白等材料結(jié)合，用于兔眼眼外肌的修復(fù)。但將ICG或?qū)⒑蠭CG的混合物用于人體眼組織激光焊接中，需要更多的研究證明其有效性和安全性。

近年來，光誘導(dǎo)治療具有優(yōu)越的定位性、良好的組織穿透性、高效的治療效果、最小的侵襲性等優(yōu)點(diǎn)。其中光熱治療和光動(dòng)力治療，已經(jīng)有取代一些疾病的傳統(tǒng)治療的趨勢。ICG可作為光誘導(dǎo)治療中的光敏劑用于所需的位置。有研究證實(shí)ICG增強(qiáng)型經(jīng)瞳孔熱療是控制視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤的一種有效的替代方法，特別是那些對(duì)標(biāo)準(zhǔn)治療效果不佳的小腫瘤[39]。還有研究者將高峰值功率脈沖能量與ICG為介質(zhì)的光動(dòng)力治療相結(jié)合，可以使角膜新生血管在低能量水平上有效閉合，同時(shí)還可以減少鈦藍(lán)寶石激光帶來的附加損傷[40]。但體內(nèi)應(yīng)用分子成像技術(shù)仍存在一定的局限性，如ICG的濃度依賴性聚集、體外水穩(wěn)定性差、光降解等。因此許多研究致力于克服這些限制。如采用殼聚糖包被的脂質(zhì)體穩(wěn)定和增強(qiáng)ICG的皮膚滲透性[41]；采用各種聚合納米結(jié)構(gòu)封裝ICG[42]。

光動(dòng)力治療可以減少晶狀體上皮細(xì)胞的殘留，進(jìn)而減少白內(nèi)障術(shù)后晶狀體后囊膜混濁的發(fā)生率。有研究用ICG對(duì)人工晶狀體進(jìn)行修飾，再用生物可降解聚合物聚乳酸-糖醇酸進(jìn)行封閉，使得ICG可以在人工晶狀體上存留一個(gè)月。當(dāng)激光觸發(fā)人工晶狀體上的ICG時(shí)，可誘導(dǎo)光動(dòng)力治療，抑制晶狀體上皮細(xì)胞的增殖和遷移[43]。有研究者認(rèn)為這種對(duì)晶狀體上皮細(xì)胞的抑制作用，不僅來自ICG的光敏效應(yīng)，還可能來自于ICG本身的細(xì)胞毒作用[44]。

三、展望

近年來，ICG在眼科中的應(yīng)用越來越廣泛。從眼前節(jié)到眼后節(jié)，從診斷到治療都有所應(yīng)用。其中一些應(yīng)用，如ICGA、晶狀體囊膜染色、內(nèi)界膜染色等均已在臨床中得到推廣，但另一些應(yīng)用，如ICG淋巴造影、激光焊接、光誘導(dǎo)治療等還需要更多的研究進(jìn)行驗(yàn)證。目前，越來越多的研究者試圖通過多種方式對(duì)ICG進(jìn)行修飾，使其可以發(fā)揮更多的診斷、治療作用，如作為分子成像探針用于腫瘤、血管性疾病的治療中。ICG因其獨(dú)特的理化特性，無論是在眼科臨床還是基礎(chǔ)研究，都有很廣闊的研究前景。