stringtranslate.com

Индоцианин зеленый

Индоцианиновый зеленый ( ИЦЗ ) — цианиновый краситель , используемый в медицинской диагностике. Он используется для определения сердечного выброса, функции печени, кровотока в печени и желудке, а также для офтальмологической и церебральной ангиографии . [4] Он имеет пиковое спектральное поглощение при длине волны около 800 нм. [5] Эти инфракрасные частоты проникают в слои сетчатки , позволяя ИЦЗ-ангиографии визуализировать более глубокие паттерны кровообращения, чем флуоресцентная ангиография . [6] ИЦЗ прочно связывается с белками плазмы и ограничивается сосудистой системой. [4] ИЦЗ имеет период полураспада от 150 до 180 секунд и выводится из кровообращения исключительно печенью в желчь . [4]

ICG — это флуоресцентный краситель , который используется в медицине в качестве индикаторного вещества (например, для фотометрической диагностики функции печени и флуоресцентной ангиографии) при сердечных, кровеносных, печеночных и офтальмологических заболеваниях. [7] Он вводится внутривенно и, в зависимости от работы печени, выводится из организма с периодом полувыведения около 3–4 минут. [8] Натриевая соль ICG обычно выпускается в форме порошка и может быть растворена в различных растворителях; для обеспечения лучшей растворимости обычно добавляют 5% (<5% в зависимости от партии) йодида натрия. [9] Стерильный лиофилизат раствора вода-ICG одобрен во многих европейских странах и США под названиями ICG-Pulsion и IC-Green в качестве диагностического средства для внутривенного применения.

История

ICG был разработан во время Второй мировой войны как краситель в фотографии и испытан в 1957 году в клинике Майо для использования в медицине человеком IJ Fox. После получения одобрения FDA в 1959 году ICG изначально использовался в основном в диагностике функции печени, а затем в кардиологии. В 1964 году S. Schilling смог определить почечный кровоток с помощью ICG. С 1969 года ICG также использовался в исследовании и диагностике субретинальных процессов в глазу (в хориоидее). За годы, прошедшие с 1980 года, разработка новых типов камер и лучшего пленочного материала или новых фотометрических измерительных приборов устранила многие технические трудности. Тем временем использование ICG в медицине (и особенно во флуоресцентной ангиографии в офтальмологии) стало общепринятым стандартом. Поэтому при описании флуоресцентной ангиографии также проводится различие между флуоресцентной ангиографией NA и флуоресцентной ангиографией ICGA/ICG. В настоящее время по всему миру опубликовано около 3000 научных работ по теме ИЦГ. [10]

Оптические свойства

Спектр поглощения и флуоресценции ICG находится в ближней инфракрасной области. Оба во многом зависят от используемого растворителя и концентрации. [11] ICG поглощает в основном между 600 нм и 900 нм и испускает флуоресценцию между 750 нм и 950 нм. Большое перекрытие спектров поглощения и флуоресценции приводит к заметному повторному поглощению флуоресценции самим ICG. Спектр флуоресценции очень широк. Его максимальные значения составляют приблизительно 810 нм в воде и приблизительно 830 нм в крови. Для медицинских применений, основанных на поглощении, важно максимальное поглощение при приблизительно 800 нм (в плазме крови при низких концентрациях). В сочетании с обнаружением флуоресценции используются лазеры с длиной волны около 780 нм. На этой длине волны все еще возможно обнаружить флуоресценцию ICG, отфильтровывая рассеянный свет из возбуждающего луча. [12]

Токсичность и побочные эффекты

ICG метаболизируется микросомально в печени и выводится только через печень и желчные протоки; поскольку он не всасывается слизистой оболочкой кишечника, его токсичность можно классифицировать как низкую. Введение препарата во время беременности не лишено рисков. С сентября 2007 года известно, что ICG распадается на токсичные отходы под воздействием УФ-излучения, создавая ряд еще неизвестных веществ. Однако исследование, опубликованное в феврале 2008 года, показывает, что ICG (вещество без эффекта УФ-излучения) в основном, как таковое, обладает лишь незначительной токсичностью. Значения внутривенной LD 50, измеренные у животных, составляют 60 мг/кг у мышей [13] и 87 мг/кг у крыс. Иногда — в одном из 42 000 случаев — у людей возникают легкие побочные эффекты, такие как боль в горле и приливы. Такие эффекты, как анафилактический шок , гипотония , тахикардия , одышка и крапивница, наблюдались только в отдельных случаях; риск тяжелых побочных эффектов возрастает у пациентов с хронической почечной недостаточностью. [14] Частота легких, умеренных и тяжелых побочных эффектов составила всего 0,15%, 0,2% и 0,05%; показатель смертности — 1:333 333. Для конкурирующего вещества флуоресцеина доля людей с побочными эффектами составляет 4,8%, а показатель смертности — 1:222 222.

Использует

Применение в офтальмологии

Ангиография с индоцианином зеленым

Поскольку препарат содержит йодид натрия, необходимо провести тест на непереносимость йода. Поскольку добавляется около 5% йодида, содержание йода в ампуле 25 мг составляет 0,93 мг. Для сравнения, препараты для КТ костного мозга (140 мл) содержат 300 мг/мл, а для коронарной ангиографии (200 мл) — 350 мг/мл йода. ICG обладает способностью связываться с белками плазмы на 98% — с глобулинами и на 20% с альфа-липопротеинами и альбумином [8] — и, таким образом, по сравнению с флуоресцеином как маркером, имеет меньшую утечку (более медленное появление красителя из сосудов, экстравазально). [15] Из-за связывания с белками плазмы ICG остается в сосудах до 20–30 минут (интравазально). При обследовании глаза он длительное время находится в тканях с более высоким кровотоком, таких как сосудистая оболочка и кровеносные сосуды сетчатки. [8]

Капсулорексис

Капсулорексис — это метод, используемый для удаления капсулы хрусталика во время операции по удалению катаракты . Для окрашивания капсулы хрусталика во время операции по удалению катаракты используются различные красители. В 1998 году Хоригучи и др. впервые описали использование индоцианина зеленого (0,5%) для окрашивания капсулы с целью содействия операции по удалению катаракты. [16] Передний и задний капсулорексис с усилением ICG полезен при хирургии катаракты у детей. [17] Его также можно использовать при катаракте у взрослых без свечения глазного дна. [17] Хотя ICG одобрен FDA США , до сих пор нет одобрения на внутриглазное использование красителя. [18]

Перфузионная диагностика тканей и органов

ICG используется в качестве маркера при оценке перфузии тканей и органов во многих областях медицины. Свет, необходимый для возбуждения флуоресценции, генерируется источником света ближнего инфракрасного диапазона, который напрямую присоединен к камере. Цифровая видеокамера позволяет регистрировать поглощение флуоресценции ICG в реальном времени, что означает, что перфузию можно оценить и задокументировать. [ необходима цитата ]

Кроме того, ICG может также использоваться в качестве трассера в диагностике церебральной перфузии. В случае пациентов с инсультом мониторинг в фазе восстановления, по-видимому, достижим путем измерения как поглощения ICG, так и флуоресценции в повседневных клинических условиях. [19] [20] [21]

Навигация с поддержкой ICG для биопсии сторожевого лимфатического узла при опухолях

Биопсия сторожевого лимфатического узла (БСЛ или биопсия СЛУ) обеспечивает селективный, минимально инвазивный доступ для оценки состояния регионального лимфатического узла при злокачественных опухолях. Первая дренирующая лимфатическая заметка, «сторожевой», представляет собой существующую или несуществующую опухоль всего региона лимфатического узла. Метод был проверен с использованием радионуклидов и/или синего красителя для рака молочной железы, злокачественной меланомы, а также опухолей желудочно-кишечного тракта и дает хорошую частоту обнаружения и чувствительность. Для СЛУ наблюдалось снижение смертности по сравнению с полной диссекцией лимфатического узла, но методы имеют недостатки в отношении доступности, применения и утилизации радионуклида и риска анафилаксии (до 1%) для синего красителя. ИЦГ, из-за его ближней инфракрасной флуоресценции и предыдущих исследований токсичности, был оценен в этом исследовании как новый, альтернативный метод для СЛУ в отношении клинического применения транскутанной навигации и визуализации лимфатических сосудов и обнаружения СЛУ. Эту технику иногда называют хирургией под контролем флуоресцентного изображения (FIGS). Навигация флуоресценции ICG достигает высоких показателей обнаружения и чувствительности по сравнению с обычными методами. Принимая во внимание требуемую кривую обучения, новый альтернативный метод предлагает комбинацию лимфографии и SLB и возможность проведения SLB без необходимости использования радиоактивных веществ для одиночных опухолей [22] [23] [24]

Избирательный перегрев клеток (особенно раковых)

ICG поглощает ближний инфракрасный диапазон, особенно свет с длиной волны около 805 нанометров. Лазер с такой длиной волны может проникать в ткань. [25] Это означает, что окрашивание ткани с помощью инъекции ICG позволяет лазеру с длиной волны от 800 нм до 810 нм нагревать или перегревать окрашенную ткань, не повреждая окружающую ткань. [26] [27] Хотя перегрев является основным механизмом для уничтожения клеток, небольшое количество лазерной энергии, поглощенной ICG, высвобождает свободные радикалы, такие как синглетный кислород, которые также повреждают клетки-мишени.

Это особенно хорошо работает с раковыми опухолями, поскольку опухоли естественным образом поглощают больше ICG, чем другие ткани. Когда ICG вводится вблизи опухолей, опухоли реагируют на лазер в 2,5 раза сильнее, чем окружающая ткань. [28] Также возможно нацеливаться на определенные клетки, конъюгируя ICG с антителами, такими как даклизумаб (Dac), трастузумаб (Tra) или панитумумаб (Pan). [29]

Было показано, что ИЦГ и лазерная терапия убивают клетки рака поджелудочной железы человека ( MIA PaCa-2 , PANC-1 и BxPC-3 ) in vitro . [30]

ICG и инфракрасный лазер также использовались для лечения угревой сыпи . [31] [32]

Ингибитор фермента против грибного токсина

ICG изучается как возможное противоядие от токсина бледной поганки альфа-аманитина путем ингибирования фермента STT3B . [33]

Ссылки

  1. ^ Cardiogreen в Sigma-Aldrich
  2. ^ abc "Spy Agent Green APMDS". Управление по контролю за товарами терапевтического назначения (TGA) . 7 марта 2024 г. Архивировано из оригинала 8 марта 2024 г. Получено 8 марта 2024 г.
  3. ^ ab "Verdye APMDS". Управление по контролю за товарами терапевтического назначения (TGA) . 21 мая 2024 г. Получено 10 июня 2024 г.
  4. ^ abc Определение индоцианина зеленого [ постоянная мертвая ссылка ] , Национальный институт рака
  5. ^ Оптическое поглощение индоцианина зеленого (ICG) Архивировано 2009-05-04 в Wayback Machine , Орегонский медицинский лазерный центр
  6. ^ Офтальмологическая диагностическая фотография; Ангиография с индоцианином зеленым (ICG). Архивировано 27 июня 2010 г. в Wayback Machine, Университет здравоохранения Айовы.
  7. ^ "Раствор индоцианина зеленого". NIH . Национальный институт рака. Архивировано из оригинала 27 октября 2012 года . Получено 1 декабря 2012 года .
  8. ^ abc Wipper, Сабина Хелена (2006). Валидация флуоресцентной ангиографии для интраоперационной оценки и количественной оценки перфузии миокарда (Диссертация) (на немецком языке). LMU Мюнхен: медицинский факультет. стр. 18–23. OCLC  723710136. Архивировано из оригинала 22 марта 2018 г. Проверено 27 июня 2013 г.
  9. ^ Августин, AJ, Кригльштейн, GK: Augenheilkunde , 2001, Springer-Verlag, ISBN 3-540-65947-1 [ нужна страница ] 
  10. ^ Аландер, Ярмо Т.; Каартинен, Илкка; Лааксо, Аки; Патиля, Томми; Спиллманн, Томас; Тучин Валерий Владимирович; Венермо, Маарит; Вялисуо, Петри (2012). «Обзор флуоресцентной визуализации индоцианинового зеленого в хирургии». Международный журнал биомедицинской визуализации . 2012 : 940585. doi : 10.1155/2012/940585 . ПМК 3346977 . ПМИД  22577366. 
  11. ^ Оптические свойства ICG (на английском языке) [ нужна страница ]
  12. ^ Sabapathy, Vikram; Mentam, Jyothsna; Jacob, Paul Mazhuvanchary; Kumar, Sanjay (2015). «Неинвазивная оптическая визуализация и отслеживание in vivo клеток человеческих стволовых клеток, меченых индоцианином зеленым, трансплантированных в поверхностные или глубокие ткани мышей SCID». Stem Cells International . 2015 : 606415. doi : 10.1155/2015/606415 . ISSN  1687-966X. PMC 4512618. PMID 26240573  . 
  13. ^ Лаперш, Янник; Удеа, Мари-Клер; Лостанлен, Даниэль (1977). «Токсическое действие индоцианина зеленого на митохондрии печени крыс». Токсикология и прикладная фармакология . 41 (2): 377–87. Bibcode :1977ToxAP..41..377L. doi :10.1016/0041-008X(77)90039-4. PMID  19859.
  14. ^ Cardiogreen в Sigma-Aldrich [ нужна страница ]
  15. ^ Офтальмологическая диагностическая фотография; Ангиография с индоцианином зеленым (ICG) Университет здравоохранения Айовы [ нужна страница ]
  16. ^ "Трипановый синий против индоцианинового зеленого". CRSToday . Архивировано из оригинала 2020-07-05 . Получено 2020-07-05 .
  17. ^ Аб Хурана, АК (2015). «Глазная терапия». Комплексная офтальмология . Хурана, Арудж К., Хурана, Бхавна. (6-е изд.). Нью-Дели: Jaypee, Издательство Health Sciences. п. 460. ИСБН 978-93-86056-59-7. OCLC  950743921.
  18. ^ Шарма, Бхавана; Абелл, Робин Г.; Арора, Тарун; Энтони, Том; Ваджпаи, Расик Б. (2019-04-01). «Методы передней капсулотомии при хирургии катаракты». Индийский журнал офтальмологии . 67 (4): 450–460. doi : 10.4103/ijo.IJO_1728_18 . ISSN  0301-4738. PMC 6446625. PMID 30900573  . 
  19. ^ Steinkellner, Oliver; Gruber, Clemens; Wabnitz, Heidrun; Jelzow, Alexander; Steinbrink, Jens; Fiebach, Jochen B.; Macdonald, Rainer; Obrig, Hellmuth (1 января 2010 г.). «Оптический прикроватный мониторинг церебральной перфузии: технологические и методологические достижения, применяемые в исследовании острого ишемического инсульта». Журнал биомедицинской оптики . 15 (6): 061708–061708–10. Bibcode : 2010JBO....15f1708S. doi : 10.1117/1.3505009 . PMID  21198156.
  20. ^ Milej D, Gerega A, Zołek N, Weigl W, Kacprzak M, Sawosz P, Mączewska J, Fronczewska K, Mayzner-Zawadzka E, Królicki L, Maniewski R, Liebert A (21 октября 2012 г.). «Временное разрешение обнаружения флуоресцентного света во время притока ICG в мозг — методологическое исследование». Physics in Medicine and Biology . 57 (20): 6725–6742. Bibcode :2012PMB....57.6725M. doi :10.1088/0031-9155/57/20/6725. PMID  23032301. S2CID  29377149.
  21. ^ Weigl, W.; Milej, D.; Gerega, A.; Toczylowska, B.; Kacprzak, M.; Sawosz, P.; Botwicz, M.; Maniewski, R.; Mayzner-Zawadzka, E.; Liebert, A. (30 июня 2013 г.). «Оценка церебральной перфузии у пациентов с посттравматическим повреждением мозга с использованием метода отслеживания болюса ICG». NeuroImage . 85 : 555–65. doi :10.1016/j.neuroimage.2013.06.065. PMID  23831529. S2CID  23752173.
  22. ^ Хирче, К.; Хюнербейн, М. «Forschungsgruppe 'Fluoreszenzfarbstoff-gestützte Navigation zur Sentinel-Lymphknoten-Biopsie und Real-time Lymphographie bei solitären Tumoren'» [Исследовательская группа «Навигация на основе флуоресцентных красителей для биопсии сторожевых лимфатических узлов и лимфографии в реальном времени при одиночных опухолях» ] (на немецком языке). Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Людвигсхафен (BG Klinik). Архивировано из оригинала 9 декабря 2013 г. Проверено 27 июня 2013 г.
  23. ^ Хирше, Кристоф; Мурава, Давид; Мор, Зара; Кнайф, Соерен; Хюнербейн, Михаэль (2010). "Биопсия сторожевого узла под контролем флуоресценции ИЦГ для стадирования подмышечных узлов при раке молочной железы" (PDF) . Исследования и лечение рака молочной железы . 121 (2): 373–8. doi :10.1007/s10549-010-0760-z. PMID  20140704. S2CID  25966934. Архивировано (PDF) из оригинала 2019-05-03 . Получено 2019-06-30 .
  24. ^ Hirche, C.; Dresel, S.; Krempien, R.; Hünerbein, M. (2010). «Биопсия сторожевого узла с помощью флуоресцентного обнаружения индоцианина зеленого для стадирования пахового лимфатического узла при анальном раке: предварительный опыт». Annals of Surgical Oncology . 17 (9): 2357–62. doi :10.1245/s10434-010-1010-7. PMID  20217256. S2CID  9064970.
  25. ^ Шафирштайн, Гал; Боймлер, Вольфганг; Хеннингс, Лия Дж.; Сигел, Эрик Р.; Фридман, Ран; Морено, Маурисио А.; Веббер, Джессика; Джексон, Кэсси; Гриффин, Роберт Дж. (2012). «Лечение карциномы молочной железы у мышей с помощью лазера ближнего инфракрасного диапазона, усиленного индоцианином зеленого цвета». Международный журнал рака . 130 (5): 1208–15. doi :10.1002/ijc.26126. PMC 3190070. PMID  21484791 . 
  26. ^ Чен, Вэй Р.; Адамс, Роберт Л.; Хитон, Шон; Дики, Д. Томас; Бартельс, Кеннет Э.; Нордквист, Роберт Э. (1995). «Усиленное хромофором фототермическое взаимодействие лазера с опухолевой тканью с использованием диодного лазера с длиной волны 808 нм». Cancer Letters . 88 (1): 15–9. doi :10.1016/0304-3835(94)03609-M. PMID  7850768.
  27. ^ Чен, Вэй Р.; Адамс, Роберт Л.; Хиггинс, Аарон К.; Бартельс, Кеннет Э.; Нордквист, Роберт Э. (1996). «Фототермические эффекты на опухолях молочной железы у мышей с использованием индоцианина зеленого и диодного лазера 808 нм: исследование эффективности in vivo». Cancer Letters . 98 (2): 169–73. doi :10.1016/S0304-3835(06)80028-5. PMID  8556705.
  28. ^ Li, Xingde; Beauvoit, Bertrand; White, Renita; Nioka, Shoko; Chance, Britton; Yodh, Arjun G. (1995). Chance, Britton; Alfano, Robert R (ред.). "Локализация опухоли с использованием флуоресценции индоцианина зеленого (ICG) в моделях крыс". Proc. SPIE . Оптическая томография, миграция фотонов и спектроскопия тканей и модельных сред: теория, исследования человека и приборостроение. 2389 : 789–97. Bibcode : 1995SPIE.2389..789L. doi : 10.1117/12.210021. S2CID  93116083.
  29. ^ Огава, Микако; Косака, Нобуюки; Чойке, Питер Л.; Кобаяши, Хисатака (2009). «In vivo молекулярная визуализация рака с помощью гасящего ближнего инфракрасного флуоресцентного зонда с использованием конъюгатов моноклональных антител и индоцианина зеленого». Cancer Research . 69 (4): 1268–72. doi :10.1158/0008-5472.CAN-08-3116. PMC 2788996 . PMID  19176373. 
  30. ^ Ценг, Уильям В.; Сакстон, Ромейн Э.; Деганутти, Адриана; Лю, Карсон Д. (2003). «Инфракрасная лазерная активация индоцианина зеленого подавляет рост рака поджелудочной железы человека». Поджелудочная железа . 27 (3): с42–5. дои : 10.1097/00006676-200310000-00018. PMID  14508139. S2CID  26320222.
  31. ^ Генина, Элина А.; Башкатов, Алексей Н.; Симоненко, Георгий В.; Тучин, Валерий В.; Ярославский, Илья В.; Альтшулер, Грегори Б. (2005). "Индоцианиновый зеленый лазерный термолиз угрей обыкновенных ". В Van Den Bergh, Hubert; Vogel, Alfred (ред.). Терапевтические лазерные приложения и лазерно-тканевые взаимодействия II . Т. 5863. С. 74–80. Bibcode : 2005SPIE.5863...74G. doi : 10.1117/12.633088. S2CID  55939141.
  32. ^ Генина, Элина А.; Башкатов, Алексей Н.; Симоненко, Георгий В.; Одоевская, Ольга Д.; Тучин, Валерий В.; Альтшулер, Грегори Б. (2004). "Низкоинтенсивная индоцианин-зеленая лазерная фототерапия угревой сыпи: Пилотное исследование". Журнал биомедицинской оптики . 9 (4): 828–34. Bibcode : 2004JBO.....9..828G. doi : 10.1117/1.1756596. PMID  15250771.
  33. ^ Ван, Бэй; Ван, Арабелла Х.; Сюй, Ю; Чжан, Жо-Синь; Чжао, Бен-Чи; Чжао, Синь-Юань; Ши, Янь-Чуань; Чжан, Сяолэй; Сюэ, Юнбо; Ло, Юн; Дэн, Иньюэ; Нили, Дж. Грегори; Ван, Гохуэй; Ван, Цяо-Пин (2023). «Идентификация индоцианинового зеленого как ингибитора STT3B против цитотоксичности грибного альфа-аманитина». Природные коммуникации . 14 (1): 2241. Бибкод : 2023NatCo..14.2241W. дои : 10.1038/s41467-023-37714-3. ПМЦ 10188588 . PMID  37193694. 

Внешние ссылки