《Frontiers in Oncology》：Fluorescence-guided surgery combined with intraoperative photodynamic therapy for recurrent atypical and anaplastic intracranial meningiomas: a prospective feasibility study
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本文系统评估了“5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）荧光引导手术（FGS）联合术中光动力疗法（PDT）”整合方案用于治疗复发性高级别（WHO 2-3级）颅内脑膜瘤的前瞻性研究结果。研究表明该方案安全可行，能通过荧光引导提高肿瘤切除范围，并利用定量生物光谱技术（Fluorescence Index, FI）个性化引导PDT，对残余肿瘤基质及瘤周区产生显著细胞毒性及促凋亡（caspase-3）效应，为这一难治性疾病的局部控制提供了有前景的新策略。
一、引言
脑膜瘤是成人中最常见的中枢神经系统肿瘤，其治疗的主要挑战在于肿瘤复发。对于高级别（世界卫生组织WHO 2级和3级）脑膜瘤，尤其是复发病例，尽管接受了手术和放射治疗，其复发率仍然很高。因此，迫切需要发展新的术中局部治疗策略，以提高非典型和间变性脑膜瘤的切除彻底性，并同时靶向清除残留肿瘤细胞。光动力疗法（PDT）是一种现代肿瘤治疗手段，它需要光敏剂、光和氧气三个成分，通过产生活性氧（ROS）引发直接细胞死亡、血管损伤并诱导免疫反应。其中，5-氨基乙酰丙酸（5-ALA）作为一种兼具诊断与治疗功能的光敏剂，能够在肿瘤细胞中选择性代谢并积累光活性物质原卟啉IX（PpIX），可用于术中的荧光诊断（荧光引导手术，FGS）和随后的PDT。
二、研究方法
本研究为一项单中心、前瞻性、开放标签的可行性队列研究。实验组纳入了23名复发性非典型或间变性颅内脑膜瘤患者，接受联合的荧光引导手术与光动力疗法（FGS+PDT）。另设一个回顾性对照组（n=35），这些患者曾接受传统的显微手术切除。
干预方案具体步骤如下：
- 1.
术前准备与给药：手术前4小时，患者口服5-ALA（Alasens?，20 mg/kg体重）。
- 2.
荧光引导肿瘤切除：开颅后，使用配备蓝紫光光源的手术显微镜对肿瘤进行可视化。评估并记录可见的PpIX荧光强度，采用4分制荧光强度评分（FIS：0=无，1=弱，2=中等，3=强）。同时，使用激光电子光谱系统（LESA-01-BIOSPEC）定量测量PpIX积累，计算荧光指数（FI，单位为任意单位a.u.）。手术在实时视觉荧光和生物光谱定量反馈的引导下，以最大安全范围切除肿瘤。
- 3.
术中光动力疗法：主要切除完成后，对手术腔进行PDT。使用635 nm波长的二极管激光系统（LFT-02-BIOSPEC）进行照射。治疗过程中，通过生物光谱技术重复测量FI，并持续进行温度监测以防止热损伤。PDT的终点由FI的降低（光漂白）决定，即当目标区域的FI降至与正常硬脑膜背景相当的水平时停止治疗。
- 4.
标本采集与分析：在PDT开始前和结束后，从肿瘤基质和瘤周区采集配对的活检标本。对标本进行组织病理学、免疫组织化学和免疫荧光分析，以评估PDT的生物学效应，重点关注孕激素受体（PR）表达、凋亡标记物caspase-3以及线粒体功能、热休克蛋白70（Hsp70）等亚细胞变化。
三、研究结果
- 1.
荧光特性与切除范围：所有23名实验组患者的肿瘤均表现出可见的5-ALA荧光，未发现FIS 0的病例。然而，定量生物光谱分析显示，主观的FIS评分与客观的FI值之间没有显著统计学关联，表明视觉评估存在主观性。在切除彻底性方面，实验组（FGS+PDT）实现Simpson I-II级全切的比例为95.6%（22/23），而对照组为77.1%（27/35），虽未达到统计学显著性（p=0.07），但显示出改善趋势。
- 2.
光动力疗法的可行性与安全性：所有患者均成功完成PDT，安全性良好，未发生与5-ALA或PDT相关的不良事件。术后患者卡氏功能状态评分保持稳定。通过生物光谱引导，实现了PDT的个性化剂量施予。治疗后，目标区域的FI中位数从20.0 a.u.显著下降至2.0 a.u.，证实了光漂白的成功实现。中位随访16个月期间，实验组未观察到局部复发。
- 3.
PDT的生物学效应：组织病理学分析揭示了PDT深刻的细胞毒性作用：
- •
肿瘤基质：PDT后，肿瘤细胞核内的孕激素受体（PR）表达完全消失。
- •
瘤周区：PDT诱导了显著的细胞凋亡。Caspase-3阳性的胶质细胞密度从治疗前的14.8 ± 2.2 个细胞/mm2显著增加至治疗后的36.3 ± 9.6 个细胞/mm2。此外，治疗后首次在神经元细胞核中观察到了caspase-3免疫反应性。
- •
亚细胞损伤：共聚焦显微镜分析显示，PDT后细胞核完整性受损（DAPI染色减少），线粒体膜电位崩溃（TMRM信号减弱），并伴有热休克蛋白70（Hsp70）的显著过表达，表明发生了严重的氧化和蛋白毒性应激。
四、讨论
本研究证实，将5-ALA荧光引导手术与术中光动力疗法相结合，用于治疗复发性高级别脑膜瘤是可行且安全的。该整合策略具有双重优势：首先，荧光引导有助于术者在复杂的复发手术中更精确地识别并切除肿瘤组织，可能提高了手术的彻底性；其次，定量生物光谱技术克服了视觉评估的主观性，为后续PDT提供了客观的靶点定位和剂量指导依据，使治疗实现了个体化。
PDT在细胞和分子层面引发了多机制的杀伤程序。它不仅直接清除了荧光可见的肿瘤主体，更重要的是，通过靶向那些在生物光谱上显示有PpIX残留、但可能已侵入瘤周脑组织的微观病灶，诱导了强烈的凋亡反应。PR表达的完全丧失和Hsp70的上调，进一步证实了PDT对肿瘤细胞关键生物通路和应激反应系统的深刻干扰。
这些发现为应对复发性脑膜瘤这一临床难题提供了新的思路。尽管初步结果显示出了良好的局部控制效果和安全性，但本研究作为一项可行性研究，也存在局限性，如非随机设计、样本量有限、随访时间相对较短以及缺乏单独的FGS对照组等。因此，该联合方案的长期疗效及其相对于单纯荧光引导手术的独立贡献，仍需在未来更大规模、随机对照的临床试验中得到进一步验证。
五、结论
综合5-ALA荧光引导手术与术中光动力疗法的整合方案，对于治疗复发性非典型和间变性颅内脑膜瘤展现出良好的可行性与安全性。该方案不仅可能通过增强可视化来优化手术切除，还能利用定量生物光谱引导的个性化PDT，对残余肿瘤床及侵袭性瘤周区域产生深刻的细胞毒性和促凋亡效应。这些鼓舞人心的初步结果为该难治性疾病提供了有前景的局部治疗新策略，并构成了未来进行多中心随机对照试验以确立其确切治疗地位的坚实基础。
