纳米碳标记的淋巴导向示踪技术在甲状腺全切术中应用的研究进展

李 理，王瑶琪，孟宪瑛，张 强，陈 光，李 群，逄仁柱，杨 帅，付 京

（1.吉林大学第一医院甲状腺外科，吉林 长春 130021；2.解放军第四五一医院腔镜医院，陕西 西安 710054）

2014年的世界卫生组织世界癌症报告显示：全球甲状腺癌发病率正在逐年增高，占全部恶性肿瘤的1.1%，列恶性肿瘤前10位，女性占第8位。因此甲状腺癌手术如何彻底根治和预防并发症的发生越来越受到关注。而纳米碳示踪剂作为一种性能优良的淋巴示踪剂，具有染色迅速、黑染率高、示踪清晰和不易外渗等优点，可准确定位转移的淋巴结，达到手术的彻底根治，并且具有独特的负显影作用，有利于术中定位识别并保护甲状旁腺，避免低钙血症的发生，因此在甲状腺全切术中得到越来越多的应用。之前国内外也曾有过类似报道，本文作者将更详尽地介绍纳米碳在甲状腺全切手术中的淋巴示踪作用、负显影作用、使用方法及示踪机制，以便纳米碳在临床得到更广泛的应用。

1 甲状腺全切术概述

有关甲状腺全切术的适应证，医学界一直持有不同看法。国外学者在处理甲状腺癌时已将甲状腺全切术作为主要术式，而在手术处理良性结节性甲状腺肿、Graves病和毒性多结节性甲状腺肿等甲状腺良性疾病时，甲状腺全切术也有取代甲状腺次全切除术的趋势，特别是在这些良性疾病有高复发风险时，更建议行甲状腺全切术［1］。而2012年中国 《甲状腺结节和分化型甲状腺癌诊治指南》［2］指出：在手术治疗良性甲状腺结节时，若病变弥漫性分布于双侧甲状腺，使得正常甲状腺组织在术中难以得到保留的情况下，则采用甲状腺全切术。术中应注意保护甲状旁腺和喉返神经。在治疗甲状腺良性结节时，不建议采用全切除术，以免增加手术风险，损伤喉返神经或甲状旁腺，避免过度治疗。甲状腺全切术在外科治疗甲状腺疾病已逐渐成为一种趋势。

传统甲状腺全切术常常至少涉以下3个问题：保护甲状旁腺和喉返神经、颈部淋巴结清扫和清扫范围的确定。上述3个问题的处理水平决定甲状腺全切除手术是否成功，同时与患者的术后恢复和甲状腺癌术后的复发风险密切相关。甲状腺全切术中应用纳米碳可极大地帮助术者辨认甲状旁腺和颈部淋巴结，提高手术质量。

2 纳米碳示踪剂在颈部淋巴结清扫中的应用

2.1 颈部淋巴结清扫 在不同类型的甲状腺癌中，甲状腺乳头状癌和甲状腺髓样癌更易发生淋巴结转移［3］。为帮助诊断甲状腺癌是否出现淋巴结转移以及减少残留癌组织出现淋巴结转移的可能，甲状腺癌患者行甲状腺全切术之后会根据具体情况进行不同程度的颈部淋巴结清扫。有关甲状腺癌术中淋巴结清扫的范围，国内外学者尚有争论。国外学者［4］认为：对于有颈部淋巴结转移且存在高危因素的甲状腺癌患者，需要行颈部中央区淋巴结清扫以及选择性的侧颈淋巴结清扫；对于存在高危因素的患者，若要减少局部复发还可行预防性的颈部淋巴结清扫。国内学者［5－6］在处理N0期甲状腺癌患者时一般常规采用病灶同侧中央区淋巴结清扫，而不建议进行预防性颈侧区淋巴结清扫，若以后出现转移则再次行颈部淋巴结清扫；特别强调肿瘤的根治性原则并且不建议行姑息性的颈部淋巴结清扫。国外一项研 究［7］系 统 分 析 了 1966—2013 年 选 自 Medline的24153例患者的临床资料，结果显示：对高分化甲状腺癌患者行预防性侧颈淋巴结清扫并未显示出明显有益的风险回报，与该观点一致。

甲状腺癌患者颈部淋巴结清扫范围的关键点在于术中快速确定区域淋巴结的状态，一直以来都无相对简便的解决方法。前哨淋巴结活检 （sentinel lymph node biopsy，SLNB）在甲状腺癌手术中的应用有可能帮助解决该问题［8］。前哨淋巴结 （sentinel lymph node，SLN）是肿瘤原发区域第一站引流的淋巴结，因而通常也是癌症淋巴转移的第一站。SLNB技术在黑色素瘤与乳腺癌的治疗中应用广泛，但在甲状腺癌手术中的应用价值尚无定论。Lee等［9］认为：甲状腺癌手术中采用SLNB技术可以判断癌症是否出现隐匿性的颈部淋巴结转移，从而帮助术者确定颈部淋巴结清扫的范围；张超杰等［10］认为：可以通过术中常规的SLNB倒推甲状腺组织中是否存在未被发现的微小癌灶，避免因手术范围不够而造成患者的二次手术。Balasubramanian等［11］的一项关于甲状腺癌手术中应用SLNB的系统评价及Meta分析的研究结果显示：术中应用SLNB可以使大于57%的临床上淋巴结转移阴性的甲状腺癌患者免于进行预防性淋巴结清扫。因此，甲状腺癌手术中应用SLNB有很大发展潜力。

由于淋巴结位置和外观存在一定的变异，故肉眼有时无法准确找到SLN，在清扫淋巴结时也易产生遗漏，淋巴结示踪剂的出现很好解决了这个问题。

2.2 淋巴示踪剂的发展 淋巴示踪剂可以在注射人体后聚集于淋巴组织内，起到对淋巴组织的标记及定位作用。淋巴示踪剂目前可分为3类：亚甲蓝类、核素类和纳米碳类。亚甲蓝类作为传统的淋巴示踪剂缺点明显，其注射入人体后可以扩散到毛细血管及周围软组织，降低了淋巴结检出率，并且由于其以溶液形式存在，会在短时间内由SLN运行到下级淋巴结，使术者对SLN的定位不准确；亚甲蓝还会同时染色淋巴结与甲状旁腺，造成甲状旁腺的误切［12］。目前亦有部分医疗机构应用核素淋巴示踪法进行淋巴结定位，该法易产生放射性污染，且设备和操作要求较高，不易普及。与以往的淋巴示踪剂比较，纳米碳作为新型淋巴示踪剂，具有染色迅速、黑染率高、示踪清晰和不易外渗等优点［13］。

2.3 纳米碳颗粒作为淋巴示踪剂的原理 纳米碳示踪剂以纳米碳颗粒混悬液的形式存在，混悬液中的纳米碳团粒直径约为150nm［14］。毛细血管内皮细胞间隙为30～50nm，基底膜发育完整，故纳米碳颗粒很难进入毛细血管。而毛细淋巴管的内皮细胞间隙达100～500nm，且基底膜发育不完整，故纳米碳颗粒更易进入毛细淋巴管。

研究［15］表明：甲状腺癌在生长过程中，其淋巴管会随之生长，故包括癌组织在内的甲状腺组织全部都会被黑染，纳米碳颗粒被注射入甲状腺组织之后，会激活体内体液免疫系统，从而迅速地被停留于淋巴结中的浆细胞中而被吞噬，随后被集中到淋巴管和淋巴结之中，从而迅速地将甲状腺组织以及引流区域的淋巴结染成黑色。其染色顺序与甲状腺淋巴引流方向一致，故SLN最先被染色，这对于术中准确定位前哨淋巴结从而进行SLNB提供了帮助；其次由于其不易通过毛细血管内皮进入毛细血管，故周围组织不易被染色，这使得被染色的淋巴结与周围组织相区分，容易被辨认，有助于术者进行颈部淋巴结清扫［13］。

国内学者［16］对比了116例乳腺癌患者手术中分别应用亚甲蓝和纳米碳示踪剂显示淋巴结的区别，结果显示：51例患者应用亚甲蓝 （亚甲蓝组）进行淋巴结染色，另外65例患者应用纳米碳示踪剂 （纳米碳组）进行淋巴结染色，以帮助进行SLNB；可见纳米碳组患者的灵敏度、特异度、准确率和假阴性率分别为8.7%、95.4%、91.3% 及98.5%，而亚甲蓝组该4项指标分别为13.3%、84.3%、86.7%及88.2%。对比2组数据可见：应用SLNB治疗乳腺癌时，纳米碳示踪剂比亚甲蓝示踪剂具有更好的稳定性和可操作性。

另外一项研究［13］分析了200例进行了术中SLNB的甲状腺微乳头状癌患者的临床资料，其中100例采用纳米碳（纳米碳组）染色淋巴结，另外100例采用亚甲蓝 （亚甲蓝组）染色，术后取SLN行慢病理检查，结果显示：纳米碳组患者的灵敏度、特异度、准确率和假阴性率分别为93.3%、100.0%、97.0%和5.2%，而亚甲蓝组患者的这4项指标分别为80.6%、100.0%、93.0%和9.9%。同时，纳米碳组患者的甲状腺癌淋巴转移阳性率为61.1%，明显高于亚甲蓝组47.1%。可见纳米碳示踪剂能提高SLN的准确检出率，从而更好地帮助术者确定哪类患者可以从颈部淋巴结清扫术中获益。

与亚甲蓝示踪剂比较，术中应用纳米碳示踪剂可以更好地显示癌症引流区域的淋巴结。

3 纳米碳示踪剂在保护甲状旁腺中的应用

由于甲状旁腺较难鉴别，容易误切，故甲状腺全切术后容易并发甲状旁腺功能减退。甲状旁腺的个数、形状和位置在不同人群之间变异较大，甲状旁腺组织的性状与淋巴结及脂肪组织相似，且其供血血管很细，这给甲状腺全切术中术者辨认并保护甲状旁腺带来了一定困难。Merchavy等［17］研究显示：甲状腺全切患者术后暂时性低钙血症的发生率为12.5%。Almquist等［18］分析519例甲状腺全切患者发现：术后永久性的甲状旁腺功能减退发生率为1.9%。甲状旁腺分泌甲状旁腺素帮助人体调节钙磷代谢，若甲状旁腺功能减退，人体会出现由低钙引起的骨骼肌筋挛，严重时危及生命，故甲状腺手术中保护甲状旁腺十分重要。目前采用的保护甲状旁腺的方法有：①精细解剖和肉眼辨认。在甲状腺全切术中紧贴甲状腺真被膜进行甲状腺的剥离，在结扎甲状腺上下动脉时保留甲状旁腺的供血动脉。这对术者的经验和手术操作要求较高。②术中活检重新植入法。在遇到疑似甲状旁腺的组织时切下送检，若确实为甲状旁腺则进行甲状旁腺的自体移植。但由于甲状旁腺组织体积较小，送检后剩下的组织量很少，故这种方法临床上不常使用。③甲状旁腺标记定位法。用生物染料或核素标记甲状旁腺，二者合用可提高对甲状旁腺判断的精准度。④甲状旁腺自体移植。对于已经切下的甲状旁腺组织，经确认后可加1～2mL生理盐水剪碎，然后用3mL的注射器注射于肌肉肌腹中，常规注射于胸锁乳突肌中。

研究［19］显示：甲状腺与甲状旁腺的淋巴管并不相通，根据此原理注射入甲状腺组织的纳米碳颗粒在进入甲状腺淋巴管后不会染黑甲状旁腺，而甲状腺组织则被染为黑色，从而能够使甲状旁腺负显影，帮助术者更好地发现并保护甲状旁腺。根据Huang等［20］的一项研究显示：未使用纳米碳示踪剂的患者甲状腺术后甲状旁腺功能低下发生率为22.2%，而使用纳米碳示踪剂的患者其发生率为5.6%。Wu等［21］的一项研究显示：实验组 （使用纳米碳示踪剂）患者的甲状旁腺误切率为7.5%，而对照组患者的甲状旁腺误切率为22.5%。提示纳米碳示踪剂可以帮助避免术中误切甲状旁腺，从而帮助减少术后甲状旁腺功能低下的发生率。

4 纳米碳示踪剂的使用方法

4.1 术前超声引导下注射 患者术前约1d通过颈部超声准确定位甲状腺病变区域，在超声引导下用皮试针在肿物上部、侧部和下部分别注射0.1～0.2mL纳米碳混悬液，注意避开重要神经血管。每次注射完成均要注意负压抽针，防止纳米碳混悬液进入毛细血管，将周围组织染色。注射完成后用无菌纱布轻轻按压片刻，止血的同时可帮助纳米碳混悬液扩散。注射完成后患者做正常术前准备。

4.2 术中注射 打开皮瓣，仔细游离甲状腺被膜，观察并寻找病灶位置，在病灶周围均匀取3～4个点，每点注射0.1～0.2mL纳米碳混悬液，肉眼不能寻找到病灶则每侧于上、中、下1／3均匀取3点，每点注射0.1～0.2mL纳米碳混悬液。每次注射完成后负压抽针，确保纳米碳混悬液未进入血液。随后用生理盐水浸湿的无菌纱布轻轻压住，以促进纳米碳颗粒的扩散。等待约30min，观察甲状腺和中央区淋巴结染色良好即可进行下一步操作。

4.3 2种注射方式的比较 目前2种纳米碳混悬液的注射方式方法均有学者采用，有学者［22］认为：术前于超声引导下注射可以避免损伤颈部和甲状腺重要血管，导致周围组织的黑染。刘宁等［23］认为：术中注射纳米碳混悬液会增加手术时间；而朱精强等［24］则强烈建议术中注射纳米碳混悬液，认为可避免术前注射造成的皮肤黑染，并且不会增加手术时间。本文作者认为：2种方法各有利弊，还需在进一步的临床应用中进行观察，目前临床中主要根据实际情况和医生经验选用不同方法。

综上所述，纳米碳颗粒通过对甲状旁腺的负显影，可以明显降低其误切率；通过对甲状腺及其引流淋巴结的染色，强化了甲状腺癌的根治；通过对SLN的染色，提高了SLNB的准确度，有助于术者对颈部淋巴结清扫范围的选择。有学者［24］报道：纳米碳示踪剂有助于喉返神经的显露；而龙淼云等［25］则报道：纳米碳示踪剂无助于降低喉返神经的损伤率，故而这一观点还需更多的临床报道进行验证。纳米碳颗粒很早便被应用于肿瘤的治疗中，随着临床应用的深入，纳米碳颗粒已被应用于结直肠癌［26］、宫颈癌［27］和乳腺癌［28］的手术中，而其在甲状腺癌全切术中的应用才刚刚起步，具有很大的发展空间。与此同时，纳米碳示踪剂的安全性和相关使用规范需通过进一步的临床研究进行验证。

［1］Vassiliou I，Tympa A，Arkadopoulos N，et al.Total thyroidectomy as the single surgical option for benign and malignant thyroid disease：a surgical challenge ［J］.Arch Med Sci，2013，9 （1）：74－78.

［2］滕卫平，刘永锋，高 明.甲状腺结节和分化型甲状腺癌诊治指南 ［J］.中国肿瘤临床，2012，39 （17）：1249－1272.

［3］Musholt TJ.Classification of locoregional lymph nodes in medullary and papillary thyroid cancer ［J］.Langenbecks Arch Surg，2014，399 （2）：217－223.

［4］Conzo G，Avenia N，Bellastella G，et al.The role of surgery in the current management of differentiated thyroid cancer［J］.Endocrine，2014，47 （2）：380－388.

［5］张海峰，王 洋，罗 军，等.甲状腺乳头状微小癌预后因素及手术范围的 Meta分析 ［J］.中华内分泌外科杂志，2011，5 （4）：255－259.

［6］彭江涛，杨 可，张 旭.分化型甲状腺癌颈淋巴结清扫范围分析 ［J］.中华实用诊断与治疗杂志，2014，28 （8）：784－785.

［7］Madenci AL，Caragacianu D，Boeckmann JO，et al.Lateral neck dissection for well－differentiated thyroid carcinoma：A systematic review ［J］.Laryngoscope，2014，124 （7）：1724－1734.

［8］Kaczka K，Luks B，Jasion J，et al.Sentinel lymph node in thyroid tumors－own experience ［J］.Contemp Oncol（Pozn），2013，17 （2）：184－189.

［9］Lee SK，Kim SH，Hur SM，et al.The efficacy of lateral neck sentinel lymph node biopsy in papillary thyroid carcinoma ［J］.World J Surg，2011，35 （12）：2675－2682.

［10］张超杰，范培芝.甲状腺手术中行前哨淋巴结活检的临床意义 ［J］.中国普通外科杂志，2014，23 （11）：1584－1586.

［11］Balasubramanian SP，Harrison BJ.Systematic review and meta-analysis of sentinel node biopsy in thyroid－cancer［J］.Br J Surg，2011，98 （3）：334－344.

［12］Ji YB，Lee KJ，Park YS，et al.Clinical efficacy of sentinel lymph node biopsy using methylene blue dye in clinically nodenegative papillary thyroid carcinoma ［J］.Ann Surg Oncol，2012，19 （6）：1868－1873.

［13］Hao RT，Chen J，Zhao LH，et al.Sentinel lymph node biopsy using carbon nanoparticles for Chinese patients with papillary thyroid microcarcinoma ［J］.Eur J Surg Oncol，2012，38 （8）：718－724.

［14］Yang F，Jin C，Yang D，et al.Magnetic functionalised carbon nanotubes as drug vehicles for cancer lymph node metastasis treatment ［J］.Eur J Cancer，2011，47 （12）：1873－1882.

［15］Li J，Li X，Wang Z.Negative developing of parathyroid using carbon nanoparticles during thyroid surgery ［J］.Gland Surg，2013，2 （2）：100.

［16］Ge J，Yan B，Cao XC.Comparison of sentinel lymph node detection by methylene blue and carbon nanoparticle suspension injection in early breast cancer ［J］.Zhonghua Zhong Liu Za Zhi，2011，33 （3）：226－228.

［17］Merchavy S，Marom T，Forest VI，et al.Comparison of the incidence of postoperative hypocalcemia following total Thyroidectomy vs completion thyroidectomy ［J］.Otolaryngol Head Neck Surg，2015，152 （1）：53－56.

［18］Almquist M， Hallgrimsson P， Nordenstrǎm E，et al.Prediction of permanent hypoparathyroidism after total thyroidectomy ［J］.World J Surg，2014，38 （10）：2613－2620.

［19］张筱骅，郝儒田，尤 捷.甲状腺淋巴管造影在鉴别甲状旁腺中的意义 ［J］.温州医学院学报，2010，40 （1）：31－35.

［20］Huang K，Luo DY，Huang MQ，et al.Protection of Parathyroid Function Using Carbon Nanoparticles during Thyroid Surgery ［J］.Otolaryngol Head Neck Surg，2013，149 （6）：845－850.

［21］Wu G，Cai L，Hu J，et al.The role of medical imaging plus carbon nanoparticles to manage the cervical lymph nodes in patients with thyroid carcinoma ［J］.Lin Chuang Er Bi Yan Hou Tou Jing Wai Ke Za Zhi，2014，28 （17）：1317－1320.

［22］刘晓岭，韩 彬，吴卫文，等.甲状腺癌术前超声引导下甲状腺内纳米碳注射47例经验报告 ［J］.中国实用外科杂志，2014，34 （S1）：7－9.

［23］刘 宁，韩 彬，韦 伟.纳米碳负显影甲状旁腺在甲状腺癌手术中的应用价值 ［J］.广东医学，2014，35 （12）：1918－1920.

［24］朱精强，汪洵理，魏 涛，等.纳米碳甲状旁腺负显影辨认保护技术在甲状腺癌手术中的应用 ［J］.中国普外基础与临床杂志，2013，20 （9）：992－994.

［25］龙淼云，龙宏阳，黄明清，等.活性纳米碳在T1期甲状腺乳头状非微小癌预防性中央区淋巴结清扫术中的应用 ［J］.中华内分泌外科杂志，2014，8 （5）：422－424.

［26］Yan J，Xue F，Chen H，et al.A multi－center study of using carbon nanoparticles to track lymph node metastasis in T1－2 colorectal cancer ［J］.Surg Endosc，2014，28 （12）：3315－3321.

［27］Liu KJ，Lv XW，LiuQ，et al. Application of carbon nanoparticles in the laparoscopic sentinel lymph node detection in patients with cervical cancer ［J］.Zhongguo Yi Xue Ke Xue Yuan Xue Bao，2013，35 （2）：150－154.

［28］He Q，Zhuang D，Tian J，et al.Surgical approach to internal mammary sentinel node biopsy ［J］.J Invest Surg，2010，23 （6）：321－326.