淋巴系统显像的现状及研究进展

作者：张伟，张蜀茂，陈跃，西南医科大学附属医院核医学科

淋巴系统是由淋巴管、淋巴结及淋巴器官组成的复杂网络。它对维持体内液体的平衡及机体免疫有着非常重要的作用。活体显示淋巴管的方法主要有两种，一种是直接注射法，主要包括淋巴管造影术（lymphangiography）。第二种方法是间接注射，又称组织内注射，主要包括染料法前哨淋巴结（SLN）显像、放射性核素淋巴管显像、MRI、近红外显像（near－infrared fluorescence－guided imaging，NIR）等。

长期以来，淋巴造影术主要被用来反映淋巴系统的淋巴管，但这个操作会造成患者的不舒服。目前主要有3种改进方法。第1种是改进的断层显像方法，比如CT或MRI，增加或不增加对比剂，它们逐渐取代常规淋巴管造影用于评估肿瘤淋巴累及；第2种是术中前哨淋巴结示踪，对肿瘤的诊断与治疗产生了深远的影响，尤其对黑色素瘤、乳腺癌；第3种主要是伴随着功能影像的发展，越来越多的功能显像剂，比如18F－FDG、11C－乙酸、11C－蛋氨酸等，对准确判断淋巴结的累及发挥着重要的作用。

1.淋巴管造影术

在淋巴管造影术中，碘对比剂（iodinated contrast agent，ICA）是直接注射到淋巴管中，这是与其他间接淋巴造影法最明显的区别。淋巴管的结构与功能，必须要等到ICA的量在淋巴管中累积到足够时才能观察到，且ICA在体内要治疗数月到数年，这就需要长期随访并且在这期间不能再次进行淋巴管造影术。考虑到这项操作的有创性及导管操作的困难，还有许多虽然少见但致命的并发症，比如造影剂导致的肾病，所以淋巴管造影目前应用越来越少。

2.淋巴显影（lymphography）

间接淋巴显影主要是将对比剂或活性染料注射到组织间隙然后被引流到淋巴管。不同的显像模式决定着不同的显像技术，有些显像模式需要经皮显影，有些需要切开组织并采用立体导航，有些需要或者不需要X线来实时显像。间接淋巴显像操作更简便、省时，不需要额外的操作程序。更重要的是，它避免了ICA的不良反应。

3.淋巴系闪烁显像（lymphoscintigraphy）和SPECT/CT

淋巴系闪烁显像是最常用的间接淋巴显像技术。它的机制是将放射性核素引入后，通过外部的放射性探头来探测。最常用的放射性核素是99mTc，它有一个比较适中的半衰期（6h），大部分发射比较低剂量的光子（98.6%的140.5KeV，1.4%的142.6KeV），通常采用二维模式（2D）来观察淋巴系统结构和功能。与淋巴管造影术相比，淋巴系闪烁显像吸收显像剂的方式更符合生理过程。不会直接造成淋巴管的破坏，易于重复，并且敏感度更高。

随着用于显像设备药物的发展，多种作用于淋巴管示踪的药物被开发，主要是针对SLN显像。目前临床上应用最为广泛的淋巴管示踪剂主要是99mTc标记的胶体。99mTc标记的胶体直径一般在100～200nm之间，所以非常有利于快速通过淋巴管并且滞留在淋巴结中。胶体淋巴显像在乳腺SLN显像中具有非常重要的作用，因为影像可以直接引导淋巴结活检。SLN摄取显像剂的靶/本底比值可达10：1。注射后数小时借助γ闪烁仪或SPECT进行示踪。手术时，术者可持手柄式γ探测仪可发现SLN。Tilmanocept是右旋糖酐类物质，与胶体显像剂不同的是，它主要是与淋巴组织中的树突状细胞及巨噬细胞表面的受体结合。

为了提高SLN的探测效率，还有将核素显像与活性染料结合的显像剂。避免单独注射放射性胶体和活性染料，目前已有99mTc标记的伊文氏蓝（Evans Blue，EB）用于SLN显像。99mTc－EB集合了胶体的放射学和染料的信号，一次注射就可以实现SLN的鉴别。此外，还有荧光物质ICG及99mTc标记的白蛋白纳米胶体。ICG/99mTc－纳米胶体在淋巴系统的引流途径完全与99mTc－纳米胶体相同，术中通过放射和荧光导航可以准确定位SLN。

当然这些方法也有许多缺陷：（1）需要分别注射胶体和染料，因为它们有不同的转移速率。（2）由于2D显像模式的模糊，闪烁显像和SPECT相对较低的灵敏度和空间分辨率，不能很好地辨认淋巴管和淋巴结的位置。蓝色染料注射也会造成手术视野的污染，妨碍手术的进行，且相对比较低的SLN会蓝染（大约54%）。（3）较高的放射性本底水平可能会掩盖SLN的定位，造成了放射性导航的外科手术面临挑战。（4）体外探测淋巴结常需要手柄式的放射性探测器导航。这就不可避免存在辐射暴露，并且还需要制定特别的法规来处理放射性废物。因此，此项方法对于满足当前临床实践来说还有很多局限性。

淋巴系闪烁显像还逐渐取代淋巴管造影术用于评估淋巴水肿。这种富蛋白质的水肿一般可分为原发和继发两种原因。原发是由于淋巴管的先天发育不全导致。继发因素是由于恶性梗阻、炎症、外伤或者辐射损害。在这种情况下，核素显像可能对淋巴显微外科有一定作用。这项技术首先是将99mTc标记的硫胶体（平均直径50～100nm）通过皮下注射的方式于上肢或下肢的第一指（趾）间，当需要双侧进行对比的时候，就在双侧肢体同时注射。然后用γ相机采取动态采集的模式获得连续图像，必要时采取静态显像模式。

常规SPECT是3D重建及多角度放射性投影模式。尽管相对于淋巴系闪烁显像来说，可以提供更多的信息，但是它的图像分辨率仍然不尽满意，分辨率只有1～2 cm。在SPECT/CT中，CT的引入可以提供相对准确的解剖结构，并且可以用于自动衰减校正。SPECT和CT组合的3D重建模式可以对感兴趣区进行360°观察，这对临床工作中淋巴结示踪具有非常重要的作用。

总之，淋巴系闪烁显像技术虽然比较陈旧，但是对淋巴水肿的诊断仍然具有十分重要的作用。SPECT/CT可以提高SLN的探测效能，但是潜在的辐射限制了它进一步的发展。

4.活性染料法

目前染料法主要有专利蓝、异舒泛蓝、亚甲蓝、伊文蓝等活性染料。其原理是组织基底膜不完整或不连续，而毛细淋巴管壁薄，通透性较大，大分子物质可以通过。通过在组织间隙注射染料，就可以随着淋巴回流至SLN，再通过淋巴结中的抗原提呈细胞吞噬而使之着色。术者只需寻蓝染淋巴结或距瘤体中心最近的淋巴管找到淋巴结即为SLN。染料法具有无放射性污染、操作简便、直观等优点。

然而染料法也存在一定缺陷：（1）淋巴结转移检出效率低，由于术前很难确定SLN的确切位置，术后也很难确定这些蓝染的淋巴结是否完全清除。（2）蓝色染料注射可能会造成手术视野的污染，妨碍手术的进行。（3）由于缺少注射量的标准，当过多注射染料时，可能会造成假阳性，量少则影响检出率。（4）不同肿瘤染色存在差异，对各种肿瘤SLN的探测，仍然需要进一步研究。由于这些限制因素，染料法常与核素显像法一起成为SLN探测的标准显像法。

最近一项乳腺癌的荟萃分析显示放射性核素加上蓝色染料法优于单纯放射性核素显像法（OR=2.03，95%CI1.53～2.69，P＜0.05）；但是对于新辅助化疗后的患者，两种方法差异无统计学意义（OR=1.64，95%CI0.82～3.27，P＞0.05）。染料法常与核素显像法合并，与单独核素显像法相比，也没有造成假阴性率的降低。说明染料法的价值仍有限。

5.超声和超声造影

常规超声是一个无创的技术，通过多平面及多角度成像，可以准确地测量淋巴结的直径。超声对头颈部恶性肿瘤引起的颈部淋巴结转移有较高价值。Dalal等发现，在甲状腺乳头状癌引起的颈部淋巴结囊性改变中，大多数转移淋巴结表现为外壁的增厚，内部回声及内部块状并分离。超声内镜还可以应用于食管、胰腺及直肠肿瘤的淋巴结累及。Kitano等指出，超声内镜对食管癌局部侵犯（T和N）的评估最为准确。最佳的评估食管癌的方法是超声引导下的细针穿刺活检而不是CT或者PET扫描。多普勒超声还可以描绘不同的血流灌注模式。在转移性淋巴结中，周边血流信号较良性和反应性增生淋巴结多。

通常诊断的准确度及特异度在85%和88%左右。尽管超声方便易得，但是由于自身限制，与MRI或CT相比，对纵膈、腹膜后、盆腔深部淋巴结探测效率低。超声造影显示出对淋巴结探测的优越性。通常超声造影采用的是微泡，里面包含气体核。比如硫磺六氟化碳（sulfur hexafluoride）和全氟化碳（perfluorocarbon）外面附加外壳，比如脂质体和高分子材料。注射造影剂后，它们能够通过巨噬细胞吞噬，从而引流到区域淋巴结当中。当恶性淋巴结或者淋巴结肿存在转移灶时，肿瘤细胞摄取微泡的量会减少，表现为灌注的减少或不均匀性。

在一项对727例乳腺癌患者术前SLN探测的系统性研究中，通过皮下注射微泡造影剂后，SLN的鉴别范围在9.3%～55.2%，敏感度61%～89%，假阴性率6.6%～39%，发现微小淋巴结转移率1.9%到64.3%。另一项乳腺癌研究也纳入了101例患者，SLN的探测敏感度约81.8%，特异度约86.2%，阳性预测值和阴性预测值分别为75.0%和90.3%。显示出超声微泡造影对乳腺癌SLN探测具有广阔的发展前景。动物实验表明，通过组间隙注射微泡造影剂后，SLN的探测效能甚至可以超越核素SLN显影。但是临床上使用超声造影的安全性还没有得到证实，有些致命的不良反应也有报道。因此，还需要更进一步的研究来证实其安全性。

6.CT、MRI和MRI造影

淋巴结的手术切除及病理检查是诊断淋巴结疾病的金标准，但是它是有创的，且由于手术视野的原因，可能造成结节的取样缺乏准确性。据文献报道，前列腺癌术中盆腔淋巴结冰冻病理有高达33%的假阴性。皮下淋巴管造影是评估腹部及盆腔淋巴结受累情况的金标准，但是这项检查是侵袭性的、繁琐的，而且不能连贯地评估超出腰椎骨及腹膜后以外的区域。所以越来越被CT、MRI等取代。CT、MRI等横断层显像技术越来越多被大众所接受。因为它们没有侵袭性、检查时间短，正是由于这些特性，断层影像是各种肿瘤影像的基石。用这些影像评估淋巴结是否受累时，就采用解剖特征而不是功能和生理特性。

在断层影像中，正常淋巴结直径常＜1 cm，有光滑和清晰的边界，内部的信号及密度是一致的。大多数良性淋巴结中心还可以看见脂肪成分。形态一般是椭圆形及长条形结构。MRI、CT等常用于术前诊断诸如SLN，主要也是基于淋巴结的大小及形态学的改变。但是这些影像模式有其自身弱点。有些转移性恶性淋巴结可以不表现为淋巴结增大。由于很难确定一个阈值来鉴别良恶性。小的直径可能提高诊断的敏感度，但是特异度会降低，相反，增大阈值直径，敏感度虽然降低，但特异度会增加。并且，有些良性感染性或炎症性病变同样可以造成淋巴结的增大。许多研究也采用MRI的增强扫描来鉴别正常与转移淋巴结。

注射钆剂后内部信号的改变被认为能很好地区别淋巴结良恶性。这些特征包括流动特征、血流体积、微血管渗透、细胞外体积的变化。Gaddikeri等总结了头颈部肿瘤患者颈部转移淋巴结的MRI强化特征。这些淋巴结的达峰时间明显延长，高峰值也降低，清除时间也延缓。虽然这些患者恶性淋巴结向内部强化的时间是缩短的，并且细胞外体积是缩小的，但该研究得出依据这些特征还不足以用来作为标准区分恶性淋巴结。

Deng等报道了一个多中心的用MRI评估多种肿瘤原发灶的Ⅲ期临床实验，MRI增强后的敏感度、特异度、准确度能够分别达到85%、85%和85%，而与之相对的增强之前的敏感度、特异度、准确度分别为83%、77%和80%。他们的结果表明使用对比剂前后的探测效率没有统计学差别，但对评估淋巴结转移，还是推荐使用增强MRI。Murtaza等也得出了同样的结论，只有增强MRI能够更好地表现淋巴结特征。纳米颗粒增强MRI：淋巴结特异对比剂的应用克服了断层显像的不足。

超顺磁性氧化铁（USPIO）是一个相对较新的MRI增强剂，主要用于磁共振的淋巴结造影。这些纳米颗粒在多项临床研究中被用于提高肿瘤淋巴结转移的探测。用这些纳米显像剂扫描时常需要在24h内进行2次显像，第1次扫描主要寻找淋巴结并定位。24h后再注射对比剂进行显像，主要观察淋巴结的强化特征来鉴别良恶性。其机制只要是：当静脉注射对比剂后，首先从血管内缓慢渗透到组织间隙，然后通过淋巴管被运输到淋巴结当中，在这过程中，巨噬细胞起到了非常重要的作用，被转移到淋巴结肿的对比剂，主要与巨噬细胞结合，在显像时可使组织T2信号降低。信号降低的多少与注射对比剂的量及MRI的脉冲序列有关。含Fe的增强剂一般注射量是2.6mg/kg，推荐序列是梯度回波T2加权序列。如果肿瘤侵蚀了这些淋巴结，其组织内对比剂摄取量就会降低，这些区域组织信号就会持续保持较高信号。信号模式改变取决于淋巴结内瘤负荷，从均一性降低到完全不摄取对比剂。

Harisinghani等报道其用于探测前列腺癌淋巴结转移的敏感度达到100%，特异度为95.7%。一项181例乳腺癌研究表明95.5%患者能够经皮探测，97.2%的患者能够术中探测。对SLN的探测，体外和术中探测分别可达到91.0%和92.5%。另一项荟萃分析总共纳入5个中心，共计804例乳腺癌患者，1683个SLN探测。与标准方法比较（放射性核素加或不加蓝色染料）调整流行率和偏倚的Kappa值（prevalence－adjusted bias－adjusted kappa，PABAK）为0.94。95%CI为0.89～0.98。轻度到大量SLN探测（PABAK0.68，95%CI0.54～0.82），以及最大探测恶性SLN（PABAK0.89，95%CI0.84～0.95），最后得出的结论是USPIO（Sienna+®）能够非常有效地探测SLN。假阴性主要发生在小淋巴结内微小浸润超出了MR探测器的探测最低阈值。假阳性主要是由于反应性增生及淋巴结内脂肪沉积过多，或者是由于对比剂注射过少造成的。尽管有这些缺点，但是，文献报道纳米颗粒增强MRI的使用较常规显像模式更准确。

7.PET和PET/CT

PET作为高级功能影像的代表，弥补了常规影像对淋巴结认识的不足，对淋巴显像具有非常重要的作用。鉴于目前99Mo发生器的全球供应紧张的问题，发展18F或其他可替代的示踪剂有利用各种影像模式的发展。在成本、效率和可用性的基础上，99mTc－SC确实是优秀的示踪剂。然而，18F－标记的小分子物质经过皮内给药后同样有许多优点。18F－标记的小分子物质可以从注射部位迅速清除，从而避免了在靠近注射点周围病灶容易被掩盖的问题。

使用正电子发射器还可以提供高分辨率的断层和数量分布的信息。这些特征，与CT提供的解剖定位相结合，可以得到淋巴系统的精细图像。PET/CT的高分辨率和敏感度能够很好地观察深部组织的淋巴管及淋巴结。

7.1FDG淋巴显像原理及优势

FDG是目前最常用的显像剂，其原理是利用肿瘤细胞对葡萄糖的需要量增加。FDG是一种葡萄糖的类似物，可模拟葡萄糖通过葡萄糖转运蛋白进入肿瘤细胞并被己糖激酶磷酸化，但由于2位上羟基已被氟取代，不能被进一步降解，从而陷入细胞当中。通过其放出的射线被探测器探测到，从而实现肿瘤显像。许多研究已经表明，FDGPET可以显著改善恶性肿瘤的影像学分期。Kaira等研究表明，FDG－PET探测肺癌淋巴结转移的敏感度及特异度优于CT。在他们的实验中，PET的敏感度及特异度分别为91%和86%，优于CT的75%和66%。但也有许多临床研究表明，FDGPET对准确区分纵膈淋巴结的良恶性价值有限。因为它不是肿瘤特异性的显像剂，比如在炎症或感染中的巨噬细胞同样可以摄取FDG。

Haruki等就发现，当肿瘤患者合并肉芽肿或者硅沉着病时候，纵膈转移性淋巴结探测的效率就比较低，因为这些淋巴结同样可以不正常地摄取FDG。这个时候，就需要病理来对每个纵膈淋巴结进行辨认。Münch等研究发现FDGPET对食管癌局部淋巴结的转移探测价值非常有限，尽管在探测食管癌原发病灶具有84%的敏感度，但对淋巴结探测的敏感度只有37%，特异度为100%。此外，对于细支气管肺泡癌、类癌、前列腺癌可以造成假阴性。

细支气管肺泡癌、类癌淋巴结转移在FDG上可以出现假阴性。特别是对于直径＜1 cm及分化较好的淋巴结，或者这些淋巴结紧邻原发病灶、只存在微小转移等。这个时候PET与CT的融合可弥补这方面的不足。通过高分辨率CT的帮助，加上PET的数据，能更好地显示纵膈淋巴结的转移，并且能够更好地区分FDG（食管及血池）的生理性及炎症（动脉壁）造成的摄取。FDGPET/CT还可以应用到淋巴系统显像。最初，示踪剂局限于淋巴系统内。根据动态成像证明，注射示踪剂后约40min，就可以使感兴趣区组织较其他组织中图像保持在一个相对较高的对比度水平。

通过皮下注射FDG，还可以实现PET淋巴显像已经临床诊断及术中探测淋巴结。在动物模型内注射示踪剂不到30min内，就可以通过PET实现淋巴管清晰显影。但是临床上应用FDG进行淋巴管显像可能面临FDG这种小分子迁徙速度过快及进入血液循环。最近有文献报道用18F标记EB，通过EB同组织间隙中的白蛋白结合，从而清晰地显示淋巴系统。

7.2FDG淋巴显像局限性

泌尿系统肿瘤对FDGPET来说是一大挑战。比如FDGPET对区分前列腺增生和腺癌价值很有限。11碳－乙酸（11C－ace-tate）和11碳－蛋氨酸（11C－methionine）对前列腺癌或许有潜在的应用价值。Shiiba等也发现，11C－methionine对前列腺癌的探测能力优于FDG，因为其有更高的肿瘤/血池比及肿瘤的早期摄取，并且肿瘤能够保持在一个较高的摄取水平上，更有利于全身显像。FDGPET还仍然处在肿瘤分子影像的开始。其他放射性药物也存在被应用到肿瘤显像的潜能，比如11C－acetate、11C－methionine和18氟－甲基胆碱（18F－methylcholine）用于前列腺癌，PET分子影像探针用于监测基因治疗等等。

8.NIR

NIR是将750～1000nm的NIR光激发荧光物质后发出的光线被外部的荧光探测器所探测而获得图像的一门技术。吲哚菁绿（indocyanine green，ICG）荧光显像是近年来开展的SLN显像的新方法。ICG发出的荧光可以穿透皮肤在体外被探测到，可以达到体表准确定位的目的，提高检出的准确率，避免了活性染料或者放射性核素不能够体表定位、操作复杂、放射性污染等问题。ICG通过皮内、皮下或者在肿瘤中心或周边注射后，可以迅速在实时荧光下对淋巴管引流情况进行示踪。ICG的半衰期为3～4min，主要与血中血清白蛋白及α－1脂蛋白结合，从肝脏被代谢掉，再通过胆汁排泄。差不多90%的ICG会在20min内从血液系统排出。总的来说，ICG的不良反应比较少。ICG的穿透深度随着皮肤的深度而减少。

通常情况下如果有深部淋巴结，会造成局部荧光物质的浓聚。优点是具有较高的探测效能及敏感性，可以在术前、术中或者术后探测淋巴管和淋巴结，并且没有辐射损害。许多研究表明，ICG对乳腺癌SLN的检出率达到96.7%～100%，假阴性率为5.6%～9.5%。进一步显示出ICG引导的SLN活检具有检出率高、假阴性率低，并且显影时间较快、图像较清晰等优势。

量子点作为一种新型荧光纳米材料在淋巴显像方面也有着自身独特的优势。与传统示踪剂相比，量子点发射波长可以通过直径和组成改变实现可控性，并且具有很高的荧光效率，吸收谱也很宽，而且发射光谱窄，光稳定性好。量子点发出的荧光还可以穿透更厚的组织。在近几年，量子点用于多个脏器的SLN显像已有报道。如乳腺癌、肺癌、胃肠道肿瘤、膀胱癌的SLN成功地进行了显像。动物模型也分别对胸腔和腹腔淋巴引流规律做了研究。但是由于量子点的直径较小（1～100nm），很容易透过各种生物屏障，又因其由重金属组成及独特的结构，使量子点对组织和细胞构成了潜在的危害。

量子点荧光显像技术同样存在一些局限：若注射量过大时，可因注射点的荧光强度过强掩盖其他部位的荧光，产生假阴性。注射量过大时，还可导致量子点在注射部位外溢，污染显像视野，导致假阳性。注射量过少时，又会因压力较小，使量子点进入淋巴管道的效率降低。

9.其他显像剂

某些肽或者抗体采用免疫组织化学方式已经被用于探测淋巴结的转移。肾上腺髓质素（adrenomedullin，ADM）是一种血管生成因子，也被证明是肿瘤细胞的有丝分裂原和缺氧情况下生存的因素。在一项研究中采用抗－ADM单克隆抗体免疫组织化学的方法中，ADM被发现广泛存在乳腺癌的肿瘤组织当中。并且ADM表达的量和淋巴结转移有关。通过放射免疫的方法检测血浆中ADM的量可以预测淋巴结转移。此外，生长抑素受体（somatostatin receptor，SSTR）显像也被成功应用于SSTR阳性的患者以显示原发及转移病灶。体内实验表明，某些霍奇金淋巴瘤患者的淋巴结SSTR表达是阳性的。因此，有些研究就认为SSTR显像是一种强有力的显像方式来对淋巴瘤进行分期。

10.展望

尽管术前影像准确评估恶性肿瘤患者淋巴结的状态仍然存在矛盾。只有在了解原发病灶的基础上，其他因素才需要考虑，比如这种显像模式是否可获得，是否准确、灵敏以及费效比如何等。影像科医生的经验同样起着非常重要的作用。随着技术的发展，功能影像加上解剖断层影像，用于探测淋巴结越来越成为一种趋势。PET/CT和MRI应用纳米颗粒可同时提供解剖和功能信息，优于那些只能够提供解剖和功能的单一影像模式。这些额外增加的信息对于功能影像来说，可以更好地显示淋巴结的状态，指出那些转移到区域淋巴结的微小病灶，从而为患者提供最优化的治疗。

来源：张伟,张蜀茂,陈跃.淋巴系统显像的现状及研究进展[J].广东医学,2018,39(23):3441-3447.