在过去的十年里，全球神经外科医生对于在恶性胶质瘤患者中开展的 5-ALA 荧光引导手术产生了极大兴趣。仅仅在过去 5 年里，全世界文献里有关脑肿瘤 5 氨基乙酰丙酸（以下简称 5-ALA）荧光引导手术（FGS）方面发表的文献呈现出激增态势。
这些大多数文献的焦点主要是在恶性胶质瘤手术使用 5-ALA 作为荧光试剂进行的荧光引导手术。最近，来自美国纽约西奈山伊坎医学院的 Costas G. 医生对 5-ALA 荧光引导手术进行详细的探讨，并将文章发表在 CNS 上。
目前，对于恶性胶质瘤患者外科治疗目标是最大程度上安全切除对比增强的肿瘤。然而，仅有一小部分患者能够达到完全切除对比增强肿瘤的目标。造成这一困扰的其中一个原因是手术中在传统的白光显微镜下难以辨认存活肿瘤和相邻正常脑组织的边界。为了克服这一困难，使用 5-氨基乙酰丙酸（以下简称 5-ALA）为荧光引导的手术技术被引用到恶性胶质瘤的手术治疗中。
荧光引导手术（FGS）能够允许神经外科医生在术中获得恶性胶质瘤的直观视野，并为医生提供实时辨认肿瘤和脑组织的边界，而无需依赖神经导航和担心脑偏移现象。口服 5-ALA 后的组织荧光能够为识别恶性胶质瘤组织提供前所未有的敏感度、特异度和阳性预测值。在无明显核磁共振（以下简称 MRI）对比增强的弥漫浸润性胶质瘤中，5-ALA 介导的组织荧光能够提供恶性病灶的术中识别，并为辅助治疗提供准确的病理诊断。
相比于传统的白色显微镜切除，5-ALA 荧光引导手术能够帮助外科医生在恶性胶质瘤切除中达到更高的手术全切率。因此，5-ALA 荧光引导手术在全世界相当多的神经外科中，已经成为一项不可或缺的手术技术和治疗标准。
神经外科医生对 5-ALA 荧光引导手术的兴趣多是来自于德国 Stummer 医生，他在 1998 年首次描述了恶性胶质瘤患者中使用 5-ALA 作为荧光试剂开展荧光引导手术。之后，随机、对照的临床 III 阶段试验已经证实在恶性胶质瘤患者中，5-ALA 荧光引导手术可以达到更好的手术全切率和无进展生存期。
目前，在全世界范围已有成千上万的恶性脑肿瘤患者在口服 5-ALA 后接受了荧光引导手术。5-ALA（Gliolan）已经被批准用于欧洲、亚洲、澳大利亚的人群使用。口服给药后，5-ALA 被证实是一种安全的化合物，仅有极小的副作用。
5-ALA 是人体中一种自然代谢物，产生于血红蛋白的代谢途径。经口服的外生性 5-ALA 对血脑屏障有着空前的渗透性，对脑肿瘤组织接合性。目前，尚无其它已知的口服试剂，可以在恶性脑肿瘤积聚，并用于荧光引导手术。一旦 5-ALA 被恶性胶质瘤细胞获取，它将被代谢成可发出荧光的代谢产物：原卟啉 IX（PpIX）。在恶性脑肿瘤细胞中的 PpIX，经过 405nm 波长的蓝光激发，可以出现恶性脑肿瘤组织的红色荧光视野。
恶性胶质瘤细胞内 5-ALA 的优先积累被认为是因为铁螯合酶（产生血红素加铁的血红素氧化酶）的水平下降和一种 ATP 结合盒转运体的选择性摄取。其它与 5-ALA 诱导荧光的相关因素包括细胞密度、肿瘤细胞增殖活性、肿瘤的新生血管以及血脑屏障的通透性。
在恶性胶质瘤中，5-ALA 诱导的组织荧光的诊断准确性是 5-ALA 荧光诱导手术的关键。很多研究已经证实在组织荧光和恶性胶质瘤组织中有很高的敏感度、特异度和阳性预测值。无论在新近的恶性胶质瘤患者还是在复发的恶性胶质瘤患者中，大多数观察组都发现敏感度、特异度和阳性预测值的数值接近或者超过 90%（表 1）。
表 1. 关于恶性胶质瘤中 5-ALA 诱导荧光敏感度、特异度和阳性预测值的研究 
注：HGG：高级别胶质瘤（WHO III 级+IV 级）；GBM：多形性胶质母细胞瘤；PpIX：原卟啉 IX；PPV：阳性预测值；NPV：阴性预测值。
并且，在恶性胶质瘤的患者中观察到不同的荧光性质。例如，在恶性胶质瘤主体上呈现实心的红色荧光，然而在肿瘤边缘，也就是肿瘤细胞浸润正常脑细胞的地方，出现了粉红色荧光。
图 1. 在恶性胶质瘤瘤内区域的具体比较（典型案例）：增强 MRI，传统的白色显微镜、5-ALA-诱导 PpIX 荧光以及组织病理学。GBM 的中央坏死部分：影像学成像（1A）；白色显微镜下（1B）；未显示任何可见 PpIX 荧光（1C）和相应的组织病理学证实坏死组织的存在（1D）。在 MRI 上环形的对比增强区（2A）；白光显微镜下发现灰/白色软肿瘤组织（2B）；显示很强的 PpIX 荧光（2C）和相应的组织病理学显示肿瘤组织的增殖高肿瘤细胞密度（2D）。在 MRI 上对比增强外的区域（3A）；该组织在传统白光显微镜下仅显示轻微病理（3B）；可清晰显示的弱的 PpIX 荧光（3C）和相应的组织病理学描述浸润性胶质瘤组织具有中等肿瘤细胞密度（3D）。在假定的浸润结束区域的 MRI 成像（4A）；传统白光显微镜下表现（4B）；无可见的 PpIX 荧光（4C）和相应的组织病理学未能检测明显浸润神经胶质瘤细胞（4D）。注：5-ALA：5 氨基乙酰丙酸；GBM：多形性胶质母细胞瘤；PpIX：原卟啉 IX。
关于假阳性荧光与假阴性荧光
1. 假阳性荧光
在一些少见的病例中，发现了与恶性肿瘤组织无关的 5-ALA 引导荧光。作者认为，其中一个原因是反应性星形胶质细胞在复发性恶性胶质瘤和假阳性荧光中起到了重要作用，另外，正常脑组织自体荧光可能是假阳性的荧光一个少见的原因，至少在微观层面。
2. 假阴性荧光
恶性胶质瘤肿瘤组织存在但是未发现可见的 5-ALA 诱导荧光，这种现象可以归因于以下几种具体情况。
（1）因为恶性神经胶质瘤的特征在于在脑内的漫浸润性生长模式，癌细胞有可能在厘米的程度上远离对比增强肿瘤主体。利用光谱法，将帮助那些低密度细胞浸润的区域，防止荧光太弱而导致直接用显微镜观察观察不到，进而提高阴性预测值。
（2）假阴性的 5-ALA 诱导荧光可归因于结构遮挡，从而干扰荧光的可视化。长时间的曝光（蓝光下超过 25 分钟或标准白光下超过 87 分钟）均可导致荧光的强度下降。
（3）口服 5-ALA 的时间是很重要的，这在一些病例中也可能导致荧光的缺失。最后，恶性胶质瘤的坏死部分已经发现缺乏荧光或者强度变低。间变少突胶质细胞也曾被报道口服 5-ALA 后缺乏荧光。
关于弥漫浸润性胶质瘤的恶性病灶
图 2. MRI 上无明显对比增强的弥漫浸润性胶质瘤中间变性病灶被 5-ALA 诱导荧光所识别。A，在肿瘤切除过程中，胶质瘤组织在常规白光镜下表现出较同质的外观；B，相比之下，紫蓝光激发下，一个小的局限性肿瘤区域可以被 5-ALA 诱导的原卟啉 IX 荧光所识别。肿瘤的组织病理学分析显示肿瘤区荧光脑胶质瘤组织（C）具有高增殖率表明了间变性病灶的存在（D）。相反，未荧光的周围组织揭示只有低级别胶质瘤组织（E）具有低增殖率（F）（注：5-ALA：5 氨基乙酰丙酸；DIG：弥漫浸润性胶质瘤；PpIX：原卟啉 IX）
表 2. 关于在低级别和高级别胶质瘤中 5-ALA 引导的荧光研究 
传统白光显微镜下最大程度手术切除后其余组织是否还有荧光表现？
五项前瞻性研究已经报道，在恶性胶质瘤患者的传统白光显微镜下手术切除后，组织荧光的存在，详见表 3 和表 4。
表 3. 传统白光显微镜下最大程度切除胶质瘤后其余组织荧光表现的调查研究 
注：HGG：高级别胶质瘤（WHO III 级+IV 级）；GBM：多形性胶质母细胞瘤；PpIX：原卟啉 IX。
表 4. 传统白光显微镜下最大程度切除术后组织荧光及残留肿瘤组织的研究 
注：HGG：高级别胶质瘤（WHO III 级+IV 级）；GBM：多形性胶质母细胞瘤；PpIX：原卟啉 IX。
图 3. 传统白光显微镜下最大切除后残留的新诊断为 GBM 肿瘤 PpIX 荧光检测。A：左图，传统白光显微镜下最大程度切除后 GBM 术腔；右图，常规显微手术切除后肿瘤边缘可见 PpIX 荧光；B：左，右顶叶与恶性胶质瘤一致的钆增强的术前磁共振扫描；中心和右侧，术后磁共振成像扫描，有钆增强和无钆增强确认完成肿瘤切除；C：组织病理学检查（HE 染色）肿瘤边缘肿瘤边缘荧光确定确认远离肿瘤主体的延伸性浸润性肿瘤的存在；10 倍放大（左）和 20 倍放大（右）（注：GBM：多形性胶质母细胞瘤；PpIX：原卟啉 IX）
一项随机、多中心 III 期临床试验对恶性脑胶质瘤的证实，使用传统白光显微镜手术会达到 36% 的完整切除，而如果外科医生可以利用从组织荧光获得的信息，那么 5-ALA 引导下的荧光手术几乎翻了一倍达到 65% 的完整切除率。如今，完整切除率高于以往报道，从位于大脑功能区 73% 完整切除率到未经选择肿瘤的 89% 完整切除率。
作者指出，在过去的十年，荧光引导手术代表着在脑肿瘤手术治疗的最重要的进步。通过 5-ALA 诱导的荧光手术，在术中对恶性胶质瘤组织的边界判定，极大提高了恶性胶质肿瘤的完全切除率，尤其是在术中监测和引导的结合下。
