纳米碳示踪剂在结直肠癌微创根治手术后淋巴结检出的应用进展

Nano-Carbon Tracer’s Application Progress of Lymph Node Detection Rate after Minimally Invasive Radical Surgery for Colorectal Cancer

摘要: 结直肠癌是中国最常见的消化系统恶性肿瘤之一，且在全球结直肠癌新发病例数中，其发病率及死亡率在男女性别中均位列第三，结直肠癌极大地损害了人民身体健康。结直肠癌的进展机制是肿瘤细胞无限制增殖、侵犯周围组织和器官，同时伴随转移的过程。结直肠癌淋巴结转移引起局部复发和远处转移是决定预后情况的一个重要独立指标。因此能够准确确定肿瘤位置、示踪区域淋巴结，对于降低手术难度，提高术后淋巴结检出数目及临床病理分期的准确性有着重要作用。纳米碳是一种新型淋巴示踪剂，具有淋巴系统趋向性、安全性、长效性等优势，因此在结直肠癌手术中得到了广泛应用。应用纳米碳示踪淋巴结对结直肠癌患者微创根治术后淋巴结的检出率及其检测方法的优势是值得深入探讨的课题，本文就此展开叙述并进一步讨论未来的研究方向。

Abstract: Colorectal cancer is one of the most common malignant tumors of digestive system in China. And in the number of new cases of colorectal cancer in the world, its morbidity and mortality rank third among both sexes. Colorectal cancer is a great detriment to people’s health. The progression mechanism of colorectal cancer is the unrestricted proliferation of tumor cells, invasion of surrounding tissues and organs, accompanied by the process of metastasis. Local recurrence and distant metastasis caused by lymph node metastasis of colorectal cancer is an important independent indicator to determine prognosis. Therefore, accurate determination of tumor location and tracing of regional lymph nodes plays an important role in reducing the difficulty of surgery, increasing the number of postoperative lymph nodes detected, and improving the accuracy of clinicopathological staging. Nano-carbon is a new type of lymphatic tracer, which has the advantages of lymphatic system, safety, long-term performance, etc. So it has been widely used in colorectal cancer surgery. The detection rate of lymph nodes after minimally invasive radical surgery in patients with colorectal cancer and the advantages of the detection method are worthy of further discussion. This paper describes and further discusses the future research direction.

1. 引言

结直肠癌在我国恶性消化系统肿瘤中，其发病率和病死率势头呈逐年上升。2022《全球癌症统计报告》[1]中显示我国结直肠癌的发病率和死亡率均位列第一，严重危害我国居民健康。根治性手术切除仍是目前治疗结直肠癌的主流方案[2]，且部分患者术后可获得治愈。近年来，随着消化内镜的迅猛发展及早诊早治思想的普及，更多的患者选择早期内镜下非治愈性切除。内镜治疗及术后复发CRC外科手术根治切除与病灶位置准确定位关系密切[3] [4]。提高淋巴结的检出率能够提高病理分期的准确率[5] [6]，这对指导及指定后续治疗方案至关重要。结直肠癌淋巴结转移引起局部复发和远处转移是决定预后情况的一个重要独立指标[7] [8]。但是在某些情况下，比如检出特别小的淋巴结费时费力，目前对于解决类似问题从而提高检出率的方法尚无定论。

针对结直肠癌的定位方法繁多[9]，其中电子结肠镜、CT、结肠气钡造影等差错率较高，且会提高术程时间，后随着对染色技术在临床中的应用，临床医生实践中发现，内镜下标记的传统染料缺点明显，比如亚甲蓝颗粒直径小、消散迅速，故在组织中停留时效较短，存在污染术野的风险[10]；印度墨水容易诱导局部组织炎性反应，甚至一些不良反应发生[11]。活性炭的缺点是其粒子在体内不易排出，长期存在对人体有一定的危害。纳米碳作为结直肠癌病灶定位的新型染色材料，相对于传统染色材料，具有良好的组织相容性、定位更加准确，停留时效更长等优势，可实现淋巴结示踪等优势，且在除结直肠癌外的其他脏器肿瘤中有着较好的应用，尤其是在甲状腺肿瘤[12]、胃癌[13]、宫颈癌[14]中的诊疗价值均有相应文献报道。纳米碳示踪填补了当前传统材料的不足，在本文中，我们主要讨论纳米碳示踪在结直肠癌微创根治手术后淋巴结检出的应用、进展与瞻望。

2. 纳米碳在腹腔镜手术中的定位应用

2.1. 纳米碳示踪的机制

纳米碳是应用特别手段将活性碳制成可溶于生理盐水的微小颗粒，其大小一般为150 nm左右。正是由于其体积优势，使得纳米碳能后通过120~150 nm的毛细淋巴管内皮间隙，且难于进入20~50 nm大小的毛细血管内皮间隙，同时由于基膜发育不完备，纳米碳被天然阻挡于毛细血管之外，进一步减少了对血液系统的影响，降低了比如栓塞等疾病危害([15], p. 1)。纳米碳被注射到肿瘤组织周围后，会被体内的巨噬细胞吞噬后穿越过毛细血管内皮间隙，然后积聚于淋巴结将其染为黑色[16]。在腹腔镜术中，因被着色的淋巴结与其他组织差异明显，所以有效、迅速的对淋巴结进行示踪，从而缩短手术时效。在纳米碳染色的背景下，肿瘤组织及淋巴结被切除清扫，残存于未被切除组织表面的染色剂会被巨噬细胞识别吞噬，随后经肺脏、肾脏及肠道等代谢与排除。

2.2. 纳米碳在CRC手术中的使用方法

针对当前缺乏纳米碳在结直肠癌病灶及淋巴结定位方法的研究，本文依托于临床经验及常用方法进行概述，以期能够有效改善传统染色剂使用时的弊端，为新型染色剂丰富临床依据，推动新型染色剂领域的发展与完善。术前通过人工灌肠迅速清理肠道粪便污物，肠道准备完善后于术前1~3 d在电子结肠镜辅助下进行标记，到达病灶后，斜形45˚进针刺入黏膜下层，注入生理盐水1 ml使黏膜隆起后分离黏膜层与黏膜下层，从而使得提前准备好的纳米碳混悬液更易注射到病变区域的黏膜下层，操着过程中注意观察肠壁破损情况。如果电子结肠镜操作顺利，可在病灶边缘1 cm处选择合适的4~6个点注射；如果肿瘤过大导致肠管狭窄，造成内镜操作困难，可于病灶肛侧选择注射点[17]。由于纳米碳染色剂容易从针孔流出，操作后尽量避免过快拔出针头，滞留数秒可有效的避免。染色完成确定术式及淋巴结清扫范围后，在麻醉下，以电子结肠镜为辅助直视病灶完成手术。

3. 纳米碳染色对微创根治手术的影响因素分析

3.1. 纳米碳使用的安全性

随着纳米碳染色技术的普及及推广，其安全性也更受重视。由于纳米碳的颗粒大小的优势，即避免了通过毛细血管进入循环系统对机体造成危害，又更易通过毛细淋巴管。且有研究表明被着色的淋巴管及淋巴结引流方向与肿瘤细胞转移方向一致[18]，且色素沉积的部位也为术者提示重要淋巴结解剖位置，这些特性能够提高术者对区域病灶的关注度及重视程度。因纳米碳具有的淋巴结趋向性、会在人体组织内呈无池样分布，且相比于传统染色不会出现模糊组织层次的现象，因此纳米碳淋巴管及淋巴结呈网状密布于组织内，术野染色效果更佳满意([15], p. 2)。操作者能够进行更精细、更精准的操作，提高的手术的安全性，极大程度的减少了重要血管及神经的损害。

3.2. 纳米碳的使用更精准的确定术野范围，缩短术程的时效

在传统手术中，操作者可更直观的观察病变组织及淋巴结，但随着内镜的迅猛发展，操作者无法更直接的观察及触摸病变组织及淋巴结。淋巴途径作为结直肠癌的关键转移途径，直接影响了直肠癌的预后，且有着独立影响因素的重要地位，故帮助术者精准定位，缩短淋巴结的清扫时效能极大缩短手术进程。纳米碳混悬液作为一种有效的淋巴结示踪剂，相比于传统第一代及第二代染色剂，对淋巴结更有倾向性，着色时间长，诱发机体不良反应少，使得手术视野背景清晰。相关研究表明关于纳米碳对淋巴结的示踪作用实验中，发现患者使用纳米碳染色剂后无发热、过敏反应等不良反应的出现[19]，证明纳米碳注射液在结直肠癌微创根治术具有可行性。

4. 纳米碳染色的使用对淋巴结检出的影响

4.1. 纳米碳染色对淋巴结检出数量的影响(阳性率)

在纳米碳染色技术的辅助下，帮助消化科医师在操作中更简单的发现淋巴结，优化操作技术，也对病理科医师在获取的标本中发现淋巴结提供了重要手段。相比于在传统染色剂辅助下的结直肠癌根治术，纳米碳示踪对于淋巴结检出数量上更具有优势，减少了患者术后复发机率，改善患者生活治疗。在郝婷婷[20]等人关于CRC患者微创根治手术后淋巴结检出影响因素相关研究中纳入76名CRC患者进行相关研究，在排除1例因染色问题的患者后，其中37例患者在术中辅助应用纳米碳染色技术后，淋巴结检出数量可观及检出率显著提高，且发现针对T2~4期、组织学分级3~4级、合并脉管侵犯及癌结节者更易检出阳性淋巴结。但是纳米碳染色定位技术在检出阳性淋巴结领域的研究尚有空缺，有待进一步相关性研究。

4.2. 纳米碳染色对前哨淋巴结检出的影响

前哨淋巴结(SLN)是原发肿瘤引流区域淋巴结中有着特殊的意义，是淋巴结转移过程中的第一批淋巴结。CRC患者中，淋巴结跳跃性转移的概率小，且病变的淋巴引流通常循次而进[21]。通过合适的方法精准判断前哨淋巴结的转移状态明显的影响患者的诊疗手段和预后情况。使用纳米碳示踪结直肠癌癌转移后的前哨淋巴结对于结直肠癌的根治及淋巴结清扫的方式实施有着重要的影响，也对结直肠癌区域淋巴结有一定的预测价值。Yan等人通过研究纳米碳示踪的注射时间观察SLN，发现术前第一天注射最为可观[22]。且在发现前哨淋巴结后可迅速进行活检送病理，指导下一步治疗方案，明确是否需要进一步区域淋巴结清扫。如果发现没有淋巴结的转移，可避免进一步损伤患者的神经及血管，造成过分手术。

5. 纳米碳染色剂示踪的优劣势

5.1. 纳米碳使用的优势

与传统示踪染料及手段相比，新型纳米碳示踪技术具有更多的益处，如增加患者预后、提高生存率、更加精准定位手术区域及淋巴结所在位置、获得更加清晰的术野。起初由于往代传统染色剂的缺点，选择微创手段治疗结直肠癌的比率低，CRC患者更多的选择传统手术。但随着多学科综合发展，开展了进一步的临床研究，第三代纳米碳示踪法的适应症逐渐扩大，在结直肠癌多学科综合治疗中的地位日渐突显。相比于传统手段，比如CT [23]、结肠气钡造影[24]等正确率更高，更加简便；相对于传统染色剂，新型纳米碳染色剂发生变态反应，诱发局部炎症反应的不良反应概率低，其安全性[25]是有目共睹的。而且存在时间比传统染色剂时间更久，局部病灶背景更加清晰干净，淋巴结的检出率更高，尤其针对微小淋巴结，这对操作者有极大的帮助，缩短术程，降低手术风险，提高预后，予以患者生存的依托。新型纳米碳示踪法近年来在临床上逐步推广应用，也有很多研究证实其有效性及可行性，有望逐步替代传统手段及传统染色示踪法。

5.2. 纳米碳使用的劣势

关于使用纳米碳示踪对CRC患者的可行性，争议也较多，其中最大的争议就是纳米碳示踪后可能会使假阴性率提高，且与传统手术直接触摸淋巴结阳性检出率之间的比较缺乏相关性研究。纳米碳示踪染色技术能够提高淋巴结的检出率的理论体系及实验探究尚有缺乏，其是否能提高阳性淋巴结数量的检出有待进一步的研究。在现有的研究中大多为样本含量较小，尚缺乏大样本、前瞻性、多学科联合的临床研究证实纳米碳淋巴结示踪的检出率。同时，纳米碳对CRC患者的远期预后有无影响尚未见明确报道，需要进一步跟踪研究。而且在纳米碳使用效果研究中缺乏长期的随访数据，需要进一步的研究探讨其对患者的生存情况的影响。

6. 纳米碳示踪法使用面临的挑战及展望

纳米碳示踪的使用更安全、有效、准确，使得其在结直肠癌根治中的地位逐步上升，除此之外，在其他学科肿瘤的综合治疗中的地位也逐步上升。现有的淋巴结示踪术大多不能发现微小转移，影响了CRC患者的TNM分期，影响了进一步的治疗方案制定及临床预后判断分析，因此仍需要相关研究证实纳米碳示踪对微小淋巴结发现的价值。此外，针对应用纳米碳检出阳性淋巴结的价值尚无研究及定论，仍需进一步探讨。因此，随着对纳米碳示踪淋巴结研究的深入，该方案有望成为结直肠癌患者的合理治疗方案，进一步提高结直肠癌患者的预后及生存率，使更多结直肠癌患者从中获益。

NOTES

^*通讯作者。