螢光素
眼科用染色劑
一目瞭然的要點
Section titled “一目瞭然的要點”1. 什麼是眼科染色劑?
Section titled “1. 什麼是眼科染色劑?”眼科染色劑是用於選擇性可視化眼組織或淚液的藥物總稱。從門診診斷到手術室組織識別,在眼科診療的各個方面都有應用。
根據用途大致可分為兩類。
眼前段診斷用染色劑: 代表藥物有螢光素、麗絲胺綠和玫瑰紅三種。它們對於檢測角結膜上皮缺損、評估淚膜以及診斷乾眼症不可或缺。
眼後段及手術用染色劑: 包括台盼藍、吲哚青綠(ICG)、曲安奈德和亮藍G等。用於白內障手術中的前囊染色、玻璃體手術中的內界膜(ILM)染色以及螢光眼底造影(FFA/ICGA)。
每種染色劑都有其獨特的染色特性、螢光波長和組織親和力。根據目的區分使用非常重要。
2. 主要染色劑的種類與特性
Section titled “2. 主要染色劑的種類與特性”它是臨床上使用最廣泛的染色劑。是一種橙色的水溶性染料,易於取得,安全且刺激性小。
螢光特性: 最大吸收波長約為490 nm(藍光)。激發後發出520–530 nm的黃綠色螢光。使用鈷藍濾光片照射藍光進行觀察。
染色原理: 螢光素不染色細胞本身,而是染色被破壞的細胞間隙。正常角膜上皮具有發達的緊密連接,幾乎不被染色。上皮缺損區域和水通透性增加區域被染色。
劑型與濃度:
| 劑型 | 濃度 | 主要用途 |
|---|---|---|
| 試紙 | 0.6–1 mg | 眼表染色 |
| 滴眼液 | 0.5–2% | 眼表染色 |
| 注射液 | 10~20% | 螢光眼底造影 |
主要臨床應用:
- 角膜上皮病變的檢測(潰瘍、糜爛、感染、點狀角膜病變)
- 淚膜破裂時間(BUT)的測量
- 淚河高度的評估
- 壓平眼壓測量(Goldmann壓平眼壓計)
- Seidel試驗(穿透性眼外傷中房水滲漏的檢測)
- Jones染色消失試驗(鼻淚管通暢性檢查)
- 螢光眼底造影(FFA)
- 隱形眼鏡配適評估
濃度低於3%時不會引起眼部刺激。局部使用無眼毒性,是眼前段檢查的首選。
一種酸性合成食用色素。對死細胞、變性細胞和黏液絲具有高染色親和力,定位於細胞核。細胞間連接被破壞的區域染色增強。
吸收特性: 在可見光譜的紅色端(630nm)有吸收峰值。使用無赤光濾光片時,透射波長被吸收,染色部位呈現黑色。
對結膜上皮缺損的顯示效果優異,常用於球結膜染色。對眼瞼擦拭器上皮病變(LWE)的評估和Marx線的觀察也很有用。
與玫瑰紅相比,刺激性較小,細胞毒性也較低。近年來作為玫瑰紅的替代染色劑逐漸普及。但濃度超過2%時會引起不適。與隱形眼鏡不相容,使用後需用生理食鹽水沖洗。
它是螢光素的鹵素衍生物。可染色缺乏黏蛋白覆蓋的角結膜上皮和變性細胞。在前眼表淚膜保護不足的部位被攝取。
在眼表疾病的早期檢測中,被認為優於其他染色劑,已用於評估乾眼、上緣角結膜炎和上皮型皰疹。對單純皰疹病毒-1有一定抗病毒活性,但並非用於眼科治療。
但缺點很多。具有光毒性,即使1%溶液點眼後也會立即引起刺痛和灼燒感。染色前需要點用表面麻醉劑。染色容易殘留在結膜和眼周皮膚上,檢查後應立即沖洗。即使存在人工淚液也會干擾染色攝取。
在日本,沒有市售的試紙,使用1%自配溶液。由於缺點多於優點,日常使用正在減少,正被麗絲胺綠或聯合無赤光濾光片的螢光素染色所取代。
麗絲胺綠
玫瑰紅
對象: 黏蛋白缺乏區域及變性上皮
特點: 螢光素的鹵素衍生物
優點: 早期檢測眼表疾病效果優異
缺點: 有光毒性。刺激性較強,使用量正在減少。
螢光素最適合檢測角膜上皮缺損和評估淚膜。麗絲胺綠在顯示結膜上皮損傷方面表現出色,可用於評估眼瞼緣擦拭器上皮病變和Marx線。在乾眼的精細評估中,有時會進行「雙重活體染色」,同時使用兩種染料:同時應用一條螢光素試紙和兩條麗絲胺綠試紙。
手術用染色劑
Section titled “手術用染色劑”在後節手術和前節手術中,使用染色劑對難以觀察的組織進行染色,以輔助手術操作。
台盼藍: FDA批准的用於前囊膜染色(0.06%)的染色劑。它不穿透囊膜,因此前囊膜與未染色的晶狀體皮質形成對比而可視化。在紅光反射減弱或懸韌帶脆弱的眼中尤其有用。對角膜內皮無毒性,在小兒白內障手術中也被認為是安全的。也用於DSEK(後彈力層剝離內皮角膜移植術)和DALK(深板層角膜移植術)。需要注意親水性丙烯酸IOL可能被永久染色。
吲哚青綠(ICG): 對IV型膠原和層粘連蛋白有高親和力,用於內界膜染色(0.05–0.5%)。靜脈注射時,98%與血漿蛋白結合,不擴散到血管外,因此ICG螢光血管造影(ICGA)可用於脈絡膜血管成像。分解引起的視網膜毒性是一個問題,光暴露會加重毒性。眼內使用未獲FDA批准。不含碘的吲哚青綠(IFCG)作為低毒性替代品受到關注。
曲安奈德: 一種合成非水溶性類固醇(40mg/ml),以白色結晶形式結合於玻璃體、內界膜等無細胞組織。在玻璃體切除術中有助於後部玻璃體的可視化和脫離。在白內障手術後囊膜破裂時,也可用於確認前房內的玻璃體條索。未見視網膜毒性報導,但有白內障進展和眼壓升高的風險。
亮藍G: 一種對內界膜(ILM)具有選擇性親和力的染色劑(0.025%),已獲FDA批准用於ILM染色。它不染色視網膜前膜(ERM),因此可在ERM存在時實現「負染色」,即ERM在藍色ILM背景下凸顯出來。在ERM剝離後再次注入以染色ILM的「雙重染色」中也得到應用。與ICG相比,安全性更高。
臺盼藍
ICG
亮藍G
濃度: ILM染色0.025%
對象: ILM(選擇性)
FDA: 已批准
特點: 負染色、雙重染色
此外,溴酚藍(0.13~0.2%,用於ILM/ERM染色,FDA未核准)和專利藍(0.25%,對ERM中等親和力,對ILM低親和力,FDA未核准)有時用於玻璃體切除手術。兩者均被認為比ICG的視網膜毒性低,但數據有限。
3. 染色劑的臨床應用與使用方法
Section titled “3. 染色劑的臨床應用與使用方法”角結膜上皮病變的評估
Section titled “角結膜上皮病變的評估”螢光素染色是評估眼前節疾病最基本的檢查方法。
染色操作技巧: 作為淚液檢查的螢光素染色,重要的是盡量不改變淚液量。在螢光素試紙上滴1~2滴生理食鹽水,充分搖晃並甩乾水分。將試紙輕輕接觸下淚液半月形邊緣進行染色。注意不要直接接觸眼球。將試紙直立接觸可以進一步減少點眼量。表面麻醉藥可能引起微細的上皮損傷,最好不要使用。
染色後立即觀察: 上皮缺損區和最表層上皮脫落部位被染色。角膜潰瘍時,潰瘍範圍變得清晰,有助於評估病情和治療經過。角膜感染時,可清晰觀察到單純疱疹性角膜炎的樹枝狀病變和棘阿米巴的假樹枝狀病變。
延遲染色: 這是染色後1分鐘以上發生的現象。即使沒有上皮缺損,如果因藥物毒性等導致緊密連接功能下降,螢光素會滲透擴散到上皮內而被染色。可檢測復發性角膜上皮糜爛的黏附不良部位、結膜上皮侵入角膜的部位、以及藥物毒性角膜病變的屏障功能障礙部位。
結膜上皮病變的觀察: 結膜背景為白色,螢光素的對比度降低。這個問題可以透過使用無藍濾光片(透過520~530nm以上光線的濾光片)來解決。使用無藍濾光片時,結膜上皮病變的檢出能力與玫瑰紅染色相當或更好,從而無需使用玫瑰紅。
評分: 乾眼的診斷和嚴重程度評估中,根據2006年乾眼診斷標準,在顳側結膜、角膜、鼻側結膜三個象限分別評估染色程度(0~3分,共4級),總分9分中3分以上為異常。NEI(美國國家眼科研究所)量表對角膜5個區域進行0~15分評估。
淚膜層的評估
Section titled “淚膜層的評估”淚膜破裂時間(BUT): 進行螢光素染色,測量從睜眼到淚膜破裂的時間(秒)。5秒或以下視為異常。讓患者輕輕閉眼後迅速睜眼,測量3次取平均值。注意:用力閉眼會壓迫瞼板腺,改變脂質層。
淚膜破裂模式: 近年來,TFOD(淚膜導向診斷)的概念已普及。在BUT測量時,將淚膜破裂模式分為6種類型,用於乾眼亞型診斷和治療選擇(TFOT)。
| 模式 | 特徵 | 提示的病理狀態 |
|---|---|---|
| area break | 廣泛片狀破裂 | 水液缺乏型 |
| line break | 角膜下方縱向線狀破裂 | 淚液量減少 |
| spot break | 點狀破裂 | 角膜表面異常 |
Area break表示淚液量極度減少,需要植入淚點栓。Line break反映淚膜變薄,spot break反映角膜表面濕潤性異常。
壓平眼壓測量
Section titled “壓平眼壓測量”Goldmann壓平眼壓計必須使用螢光素染色。插入藍色濾光片並將壓平稜鏡接觸角膜時,可觀察到上下兩個螢光素半圓。調整轉鼓使兩個半圓的內緣相切,讀取眼壓值。半圓的寬度應為直徑3.06 mm的約1/10(約0.2 mm)。染色過度會使半圓變寬,導致眼壓測量值偏高;染色不足則導致測量值偏低。
螢光眼底造影
Section titled “螢光眼底造影”螢光素眼底造影(FFA): 靜脈注射10%或20%螢光素。約70%的螢光素與血漿蛋白結合,其餘以游離狀態存在。使用鈷藍激發濾光片激發視網膜和脈絡膜中的螢光素,黃綠色屏障濾光片吸收反射的藍光,僅拍攝螢光。用於評估糖尿病視網膜病變、視網膜靜脈阻塞、年齡相關性黃斑變性、黃斑缺血等多種疾病。腎功能減退者劑量應減至一半以下。
吲哚青綠眼底造影(ICGA): ICG與血漿蛋白結合率達98%,因此不易擴散到血管外。由於使用紅外光(近紅外區)激發,即使在屈光間質混濁的眼內也能獲得比FFA更清晰的圖像。擅長脈絡膜血管成像,用於評估息肉狀脈絡膜血管病變(PCV)、脈絡膜新生血管和後葡萄膜炎。ICG經肝臟從膽汁排泄,因此透析患者也可進行。
4. 使用注意事項與副作用
Section titled “4. 使用注意事項與副作用”眼前段染色的注意事項
Section titled “眼前段染色的注意事項”染色順序: 由於玫瑰紅染色本身會加重角結膜上皮損傷,因此務必先進行螢光素染色並充分觀察,然後再進行玫瑰紅染色。
螢光素: 局部使用濃度在3%以下時安全,無眼刺激或毒性。但會染色軟性隱形眼鏡,因此佩戴隱形眼鏡時應避免使用。
麗絲胺綠: 與隱形眼鏡不相容,使用後應以生理食鹽水沖洗。
玫瑰紅: 具有光毒性,染色易殘留,檢查後應立即沖洗。染色前應充分進行表面麻醉。
螢光眼底造影的副作用
Section titled “螢光眼底造影的副作用”螢光眼底造影(FFA)因靜脈注射螢光素,可能引起全身性副作用。
檢查後尿液呈亮黃色,皮膚黃染持續2-3小時。事先說明著色尿可能持續到第二天。罕見情況下,螢光素滲透全身皮膚,呈現假性黃疸(pseudojaundice)2)。醫學文獻中,共報告了11例螢光素相關死亡病例2)。副作用的機制包括迷走神經反射、藥物過敏、組織胺釋放、焦慮相關的延髓交感神經放電以及直接的血管痙攣毒性作用等2)。
輕度副作用包括噁心、嘔吐、蕁麻疹、搔癢,約10%的患者發生。嚴重副作用包括過敏性休克(約萬分之一),並有死亡病例報告。檢查後皮膚黃染和著色尿是暫時性的,無害。罕見情況下,有報告顯示全身皮膚出現螢光的假性黃疸。過敏體質患者需特別注意。
手術用染色劑的注意事項
Section titled “手術用染色劑的注意事項”台盼藍: 如果不迅速沖洗,會染色前玻璃體和後囊。通常1-2週內消失。存在親水性丙烯酸IOL永久染色的風險,FDA不推薦使用。
ICG: 需要過濾以去除未溶解顆粒。光暴露會加重視網膜毒性。可能通過黃斑裂孔損傷RPE。也有報告稱視盤永久沉積。注入充滿液體的後段,以最小化與黃斑的接觸。
曲安奈德: 在玻璃體內可存留長達40天。存在白內障進展和眼壓升高的風險。已有眼內炎、前房蓄膿和假性前房蓄膿的報告。
5. 染色原理與螢光特性
Section titled “5. 染色原理與螢光特性”螢光素的螢光機制
Section titled “螢光素的螢光機制”螢光是分子吸收較低波長的光並發射較高波長的光的現象。螢光素吸收490nm附近的藍光,發射520-530nm的黃綠色螢光。
臨床上通過鈷藍濾光片的藍光激發。但鈷藍濾光片的最大透射波長為390-410nm,與螢光素的最大吸收波長(490nm)不一致,因此激發並非最佳1)。在觀察系統上安裝無藍濾光片(透過520-530nm以上),可濾除反射藍光,提高螢光對比度。
各染色劑的染色原理
Section titled “各染色劑的染色原理”螢光素: 油/水分配係數為0.5~0.6,理論上能一定程度通過細胞膜。但正常角膜上皮表層細胞的緊密連接發達,因此不能通過細胞間隙。此外,由於被黏蛋白覆蓋,正常角膜幾乎不被染色。在上皮缺損處,螢光素與基底膜結合發出螢光;在屏障功能降低的部位,隨時間推移滲透,表現為延遲染色。
結膜上皮的屏障功能比角膜上皮弱,隨時間推移螢光素會滲透並染遍整個結膜。因此染色後需立即觀察。利用這種通透性差異,可以區分角膜上皮和結膜上皮(描繪Marx線、確定結膜上皮侵入範圍)。
玫瑰紅和麗絲胺綠: 兩者均能染色缺乏黏蛋白覆蓋的角結膜上皮及變性細胞。玫瑰紅和麗絲胺綠的染色性幾乎相同,但臨床上麗絲胺綠刺激性較小,更適合檢測結膜上皮損傷。
ICG: 對IV型膠原蛋白和層黏連蛋白有高親和性。這些物質在視網膜內界膜(ILM)中高濃度存在,因此ILM被選擇性染色。靜脈注射時,98%與血漿蛋白結合,不擴散到血管外,這是ICGA的原理。但分解會導致自敏氧化,引起視網膜毒性。
亮藍G: 選擇性被ILM攝取,但不被視網膜前膜(ERM)攝取。利用這一特性可實現負染色(在ILM的藍色背景上使ERM凸顯)。
6. 最新研究與未來展望
Section titled “6. 最新研究與未來展望”螢光素角膜造影(FCG)
Section titled “螢光素角膜造影(FCG)”傳統裂隙燈螢光素染色評估存在鈷藍濾光片激發特性限制、角膜曲率導致焦深受限、虹膜顏色影響、觀察者依賴性等問題1)。
Soifer等人將光學同調斷層掃描(OCT, Heidelberg Spectralis II)的螢光血管造影(FA)模式轉用於角膜成像,提出了「螢光素角膜造影(FCG)」1)。Spectralis II使用490nm雷射進行最佳激發,並通過525nm附近的屏障濾光片選擇性捕獲螢光1)。55°鏡頭可在一張圖像中對整個角膜(從角膜緣到角膜緣)聚焦1)。
一項針對50名乾眼患者和10名健康受試者的驗證研究顯示,FCG比裂隙燈圖像具有更高的一致性。NEI量表角膜染色評分的組內相關係數(ICC)在FCG為0.96,裂隙燈為0.86(p<0.001)1)。
在淺色虹膜患者中,裂隙燈影像評分顯著低於FCG(6.11 vs 8.94;p=0.026),但在深色虹膜中無差異(8.16 vs 8.25;p=0.961)1)。裂隙燈下,藍光反射可能與淺色虹膜混淆,妨礙PEE檢測,而FCG不受虹膜顏色影響1)。
由於FCG利用廣泛使用的OCT-FA設備,它有可能在臨床研究和日常診療中實現角膜染色的標準化、量化和自動化1)。
7. 參考文獻
Section titled “7. 參考文獻”- Soifer M, Azar NS, Blanco R, et al. Fluorescein CorneoGraphy (FCG): Use of a Repurposed Fluorescein Imaging Technique to Objectively Standardize Corneal Staining. Ocul Surf. 2023;27:77-79.
- Bertani R, Ferrarez CE, Perret CM, et al. The Fluorescent Patient: An Unusual Effect of Fluorescein Angiography. Cureus. 2021;13(5):e15011.
- Wolffsohn JS, Arita R, Chalmers R, Djalilian A, Dogru M, Dumbleton K, et al. TFOS DEWS II Diagnostic Methodology report. Ocul Surf. 2017;15(3):539-574. PMID: 28736342.