應(yīng)用消化內(nèi)鏡新技術(shù) 提高我國早期胃癌診斷率

楊愛明

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科，北京市 100008)

·微創(chuàng)醫(yī)學(xué)技術(shù)前沿·

應(yīng)用消化內(nèi)鏡新技術(shù)提高我國早期胃癌診斷率

楊愛明

(中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科，北京市 100008)

楊愛明，主任醫(yī)師，教授，北京協(xié)和醫(yī)院消化內(nèi)科副主任，消化內(nèi)鏡培訓(xùn)中心主任?，F(xiàn)任第十二屆全國政協(xié)委員、中央保健會診專家，中華醫(yī)學(xué)會消化內(nèi)鏡學(xué)分會副主任委員、中華醫(yī)學(xué)會消化內(nèi)鏡分會超聲學(xué)組副組長，衛(wèi)生部消化內(nèi)鏡診療技術(shù)專家組專家，中華醫(yī)學(xué)會北京市消化內(nèi)鏡分會常委兼秘書，北京市消化內(nèi)鏡質(zhì)控和改進(jìn)中心委員兼秘書。擔(dān)任《中華消化內(nèi)鏡》、《中華臨床醫(yī)師》、《中國執(zhí)業(yè)藥師》等雜志編委。是我國最早開展內(nèi)鏡超聲應(yīng)用與研究工作的醫(yī)生之一。承擔(dān)包括國家“十一五”支撐計劃和衛(wèi)生部、教育部等有關(guān)胰腺癌和早期胃癌的診治等課題共6項。2013年開始組織國內(nèi)9個中心的課題項目—“胃早期癌及癌前病變內(nèi)鏡診治多中心技術(shù)體系建立和應(yīng)用研究”獲得“十二五”國家科技支撐計劃資助。2014年的“胃早癌篩查”科研項目獲北京市科委重大課題資助。獲得北京協(xié)和醫(yī)院醫(yī)療成果獎二等獎2項、三等獎4項。2010獲得中央保健先進(jìn)個人稱號。在國內(nèi)外重要醫(yī)學(xué)雜志上共發(fā)表論著50余篇，參與編寫專著20余部。

胃癌死亡率在2008年全球惡性腫瘤死亡率降次排序中，位居第二，僅低于肺癌。我國胃癌發(fā)病率較高，僅次于日本，每年新增胃癌患者40萬例，病死人數(shù)約30萬例。早期胃癌(early gastric cancer，EGC)者中，黏膜內(nèi)癌的5年生存率高達(dá)98%，黏膜下癌約為88.7%；而進(jìn)展期胃癌5年生存率僅有30%～40%，因此延長胃癌患者生存時間關(guān)鍵在于早診早治。EGC的診斷已成為研究的熱點，甚至是驅(qū)動消化內(nèi)鏡技術(shù)發(fā)展的原動力。隨著內(nèi)鏡技術(shù)的不斷發(fā)展，其已成為ECG診治的最為有效的手段。

1 我國EGC診斷的現(xiàn)狀

目前，亞洲地區(qū)僅日本和韓國已采取了全國性的胃癌篩查措施，故其報告的年胃癌新發(fā)病例極高。如2002年，日本、韓國報告的胃癌新發(fā)病例超過30萬，幾乎占當(dāng)年全世界新發(fā)病例的1/3。我國胃癌患者占全世界的40%以上，但目前EGC的診斷率極低，檢出率僅為10%左右。而門診篩選早期胃癌檢出率為0.27%，低于日本(0.88%)，介于西歐(0.37%)和美國(0.1%)之間。因此，大多數(shù)患者得到明確診斷時已處于晚期。究其原因，除了缺乏敏感的技術(shù)和檢測設(shè)備外，還與臨床醫(yī)師對EGC的認(rèn)識和經(jīng)驗不足、無操作規(guī)范、未建立有效的篩查機(jī)制及未對高危人群進(jìn)行監(jiān)測等有關(guān)。隨著內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展，內(nèi)鏡下診斷EGC的敏感性和特異性也逐漸提高，但標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，各種內(nèi)鏡診斷EGC也存在著較大的差異，尚有待進(jìn)一步的多中心臨床隨機(jī)對照試驗的檢驗。

2 EGC的概念和定義

早期胃癌(EGC)是指腫瘤細(xì)胞僅侵犯黏膜下層，而無論有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。EGC的內(nèi)鏡下表現(xiàn)多呈淺表病灶(平坦、隆起、凹陷)，并可伴有色澤改變(發(fā)紅、蒼白)。白光內(nèi)鏡初篩價值在于發(fā)現(xiàn)可疑病變，而內(nèi)鏡診斷技術(shù)的發(fā)展動力在于消化道癌前病變/早癌的診斷。 鑒于白光內(nèi)鏡難以鑒別黏膜微小/淺表病灶性質(zhì)，由此催生了增強(qiáng)(染色)內(nèi)鏡、放大內(nèi)鏡、共聚焦激光顯微內(nèi)鏡等技術(shù)。內(nèi)鏡發(fā)現(xiàn)病灶，作出診斷，甚至“光學(xué)活檢(optical biopsy)”，取決于正確鑒別胃小凹及黏膜淺表微血管在炎癥、萎縮、腸化、上皮內(nèi)腫瘤的特征改變。目前，借助染色放大內(nèi)鏡成像技術(shù)或共聚焦激光顯微內(nèi)鏡成像技術(shù)，可對白光內(nèi)鏡探及的胃黏膜淺表病灶進(jìn)行鑒別診斷。

3 EGC的內(nèi)鏡診斷技術(shù)

3.1 增強(qiáng)放大內(nèi)鏡(enhanced magnifying endoscopy，EMG)

3.1.1 染料染色內(nèi)鏡(chromoendoscopy) 染色內(nèi)鏡分為染料著色與電子染色兩類，用以突顯消化道黏膜微細(xì)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)病變與周圍正常黏膜對比，指引靶向活檢。目前胃內(nèi)探查染料以腎上腺素、靛胭脂、靛胭脂冰醋酸混合液最為常用。①經(jīng)0.05 g/L腎上腺素溶液噴霧后，非癌組織由紅→白→無明顯微血管變化，而癌變組織則顯示腫瘤新生血管增強(qiáng)。②0.2%～0.4%靛胭脂則為構(gòu)造對比染色劑，沉積于黏膜皺襞凹槽，可清晰顯示胃小凹形態(tài)及排列。③靛胭脂冰醋酸混合液(0.6%冰醋酸+0.2-0.4%靛胭脂)染色，原理如下：醋酸能使上皮細(xì)胞蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)發(fā)生可逆性改變，非癌黏膜呈現(xiàn)一過性白化(醋白反應(yīng))，輔以靛胭脂更可清晰地勾勒出病灶邊界。

3.1.2 電子染色 實為特殊光學(xué)/數(shù)字處理成像技術(shù)，以O(shè)lympus的窄帶成像技術(shù)(narrow-band imaging，NBI)、Fujinon的智能電子分光比色技術(shù)(Fujinon intelligent chromoendoscopy，F(xiàn)ICE)及PENTAX的i-Scan技術(shù)最具代表。NBI與 FICE及i-scan不同，前者為光學(xué)染色內(nèi)鏡技術(shù)，后兩者為虛擬染色內(nèi)鏡技術(shù)。①NBI工作原理：黏膜淺表血管內(nèi)血紅蛋白對于波長在400～440 nm及540～570 nm間窄帶入射光具有極強(qiáng)吸收能力，CCD上該處反映暗色。②FICE技術(shù)利用光譜分光原理處理產(chǎn)生RGB分光圖像，可在400～600 nm之間以5 nm間隔任意選擇波長對RGB分光圖像進(jìn)行重組，不同組合呈現(xiàn)出不同顏色、不同層次的FICE圖像。③i-scan具有三種增強(qiáng)方式：即表面強(qiáng)化(surface enhancement)、對比強(qiáng)化(contrast enhancement)與色調(diào)強(qiáng)化(tone enhancement)。表面強(qiáng)化增強(qiáng)黏膜表面黑白對比，對比強(qiáng)化則在相對暗色區(qū)域增加藍(lán)色光照，凸顯表面周圍微細(xì)變化。上述兩種增強(qiáng)方式均不改變黏膜原始顏色，適合消化道早癌內(nèi)鏡初篩。色調(diào)強(qiáng)化則將紅綠藍(lán)三色光拆分解析，分別調(diào)整各色頻率并予重組，最終呈現(xiàn)全新彩圖。色調(diào)強(qiáng)化有利于捕捉病灶黏膜細(xì)微顏色變化，e、g、c三種模式分別用于食管、胃、結(jié)腸病變的診斷?？傊?，電子染色是通過對消化道黏膜顯像進(jìn)行“特殊光學(xué)處理”，比白光內(nèi)鏡能更清楚地顯示黏膜表面腺管開口等微細(xì)結(jié)構(gòu)，同時彌補(bǔ)了染料著色對黏膜細(xì)微血管(mucosal microvasculature)形態(tài)觀察不足的弱點，為內(nèi)鏡下精確診斷和靶向活檢提供可靠依據(jù)，以提高消化道癌前病變/早癌的檢出率。

3.1.3 放大內(nèi)鏡(magnifying endoscopy) 指光學(xué)變焦內(nèi)鏡，可將目標(biāo)放大60～150倍，接近實體顯微鏡放大水平。放大內(nèi)鏡與染色內(nèi)鏡結(jié)合，可以清晰顯示胃小凹隱窩開口、黏膜淺表微血管等微細(xì)結(jié)構(gòu)。

3.1.4 增強(qiáng)放大內(nèi)鏡下EGC分型及診斷 1978年Sakaki提出胃小凹染色放大內(nèi)鏡下分為6型：Ⅰ型圓點狀(見于正常胃體胃底)；Ⅱ型細(xì)條狀(見于正常胃竇)；Ⅲ型腦回狀；Ⅳ型卵圓狀、鱗片狀或網(wǎng)格狀；Ⅴ1型指狀或絨毛狀、Ⅴ2型冠狀淡藍(lán)色表現(xiàn)；Ⅵ型形態(tài)異常、分布紊亂。Tanaka則將胃小凹分為5型：Ⅰ型均一小圓點狀；Ⅱ型裂隙狀；Ⅲ型腦回狀或絨毛狀；Ⅳ型胃小凹排列紊亂、大小不一；Ⅴ型結(jié)構(gòu)消失。其中Ⅳ～Ⅴ型提示胃癌存在。針對我國幽門螺桿菌高感染率及胃竇慢性炎癥多于胃體這兩大特點，Liu等提出胃竇微細(xì)結(jié)構(gòu)分型，觀察者間Kappa值為0.715：A型短棒狀小凹伴規(guī)則微血管，提示正常胃竇黏膜；B型延長分支狀小凹伴規(guī)則微血管，提示慢性炎癥；C型擴(kuò)張小凹伴增多分枝狀微血管，提示急性炎癥；D型絨毛狀小凹伴淡藍(lán)色冠，提示腸化；E型出現(xiàn)新生腫瘤血管，提示高級別上皮內(nèi)腫瘤、黏膜內(nèi)癌或黏膜下癌。

Yao于2009年首創(chuàng)基于胃小凹微血管及微表面形態(tài)的VS分型體系，用以區(qū)分腫瘤與非腫瘤性病變，方法簡單、準(zhǔn)確性高，臨床應(yīng)用最廣。VS體系對應(yīng)解剖如下：微血管包括上皮下毛細(xì)血管網(wǎng)(subepithelial capillary network)、集合靜脈(collecting venules)及病理性微血管(pathological microvessels)；微表面包括隱窩邊緣上皮(marginal crypt epithelium)、隱窩開口(crypt opening)、隱窩間部分(intervening part)、藍(lán)色冠(light blue crest)與白色不透明物質(zhì)(white opaque substance)。微血管形態(tài)(microvascular pattern)及微表面形態(tài)(microsurface pattern)染色內(nèi)鏡下均分3型：規(guī)則、不規(guī)則、消失。內(nèi)鏡下出現(xiàn)：①不規(guī)則微血管形態(tài)伴清晰邊界；②不規(guī)則微表面形態(tài)伴清晰邊界，滿足其一或均符合，則早期胃癌內(nèi)鏡診斷成立。北京協(xié)和醫(yī)院按上述標(biāo)準(zhǔn)于2010至2012年間進(jìn)行早期胃癌內(nèi)鏡篩查結(jié)果顯示，無論NBI放大內(nèi)鏡或冰醋酸靛胭脂混合染色放大內(nèi)鏡技術(shù)診斷早期胃癌，均有較高準(zhǔn)確性、敏感性及特異性，其陰性預(yù)測值接近100%。值得一提的是，Yao認(rèn)為胃黏膜蒼白病灶并不適用于VS分型體系，因可致假陰性診斷。1例規(guī)則微表面及微血管形態(tài)、邊界不清的胃竇淺表凹陷病灶，內(nèi)鏡診為非腫瘤性病變，而活檢及術(shù)后病理卻是印戒細(xì)胞癌。

3.2 共聚焦激光顯微內(nèi)鏡成像技術(shù)(confocal laser endomicroscopy，CLE)

3.2.1 共聚焦激光顯微內(nèi)鏡 CLE在內(nèi)鏡診斷中具有劃時代意義，是將共聚焦激光顯微技術(shù)與傳統(tǒng)電子內(nèi)鏡進(jìn)行有機(jī)整合，可以放大1 000倍，在內(nèi)鏡檢查中可以清楚顯示腺體、細(xì)胞和血管改變，可實時獲取消化道黏膜表面及表面下結(jié)構(gòu)的組織學(xué)圖像，作出相應(yīng)組織學(xué)診斷，指導(dǎo)靶向活檢或直接進(jìn)行內(nèi)鏡治療，有效避免反復(fù)內(nèi)鏡檢查和多次活檢，極大地提高了消化道癌前病變/早癌的檢出水平。隨著光學(xué)技術(shù)、電子技術(shù)以及熒光對比劑的進(jìn)一步發(fā)展和完善，共聚焦激光顯微內(nèi)鏡掃描距離逐漸深入，未來有望不再局限于黏膜層，進(jìn)而可對進(jìn)展期腫瘤進(jìn)行內(nèi)鏡下分級分期，并在亞細(xì)胞水平上觀察各種細(xì)胞器，重建生物三維結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行細(xì)胞間通訊等功能研究，現(xiàn)已成為形態(tài)學(xué)、分子細(xì)胞生物學(xué)、病理學(xué)、機(jī)能學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域中的新一代重要工具。

3.2.2 CLE下 EGC的分型與診斷 光聚焦激光顯微內(nèi)鏡下，正常胃黏膜小凹大小均一、形態(tài)規(guī)則，其中胃體黏膜(胃底腺)呈現(xiàn)蜂窩狀外觀，胃竇黏膜(幽門腺)則為鵝卵石樣表現(xiàn)。腸化時可見柱狀排列上皮、杯狀細(xì)胞及絨毛樣外觀。出現(xiàn)不規(guī)則排列的異性細(xì)胞及形態(tài)各異的腺管管腔，提示不典型增生；上皮結(jié)構(gòu)消失、熒光劑泄漏及“黑細(xì)胞”則是胃癌征象。國內(nèi)在這個領(lǐng)域的研究起步和發(fā)展都與國際同步。山東大學(xué)齊魯醫(yī)院從EGC表面結(jié)構(gòu)和深部血管兩個方面進(jìn)行研究，兩方面結(jié)合起來對胃癌分型診斷的敏感性為93.3%，特異性為96.1%，陽性預(yù)測值97.3%，陰性預(yù)測值90.8%，準(zhǔn)確度94.4%，表現(xiàn)出極高的可靠性(Kappa值為03.932，胃癌分型診斷Kappa值為0.838)。同時，CLE對胃腸上皮化生的分型與病理組織相比也有很高的一致性。此外，常規(guī)內(nèi)鏡對很多胃息肉尤其是直徑小于0.5 cm者難以鑒別，CLE下增生性息肉和腺瘤的表現(xiàn)迥異，與病理診斷金標(biāo)準(zhǔn)相比，鑒別準(zhǔn)確率為97%(Kappa值為0.83)。

4 提高我國EGC診斷率的措施和策略

目前，內(nèi)鏡下診斷EGC是研究的熱點，很多內(nèi)鏡技術(shù)顯示出很高的敏感性和特異性，但標(biāo)準(zhǔn)尚有待統(tǒng)一，很多內(nèi)鏡技術(shù)間的優(yōu)勢對比也存在很大的爭議。但內(nèi)鏡下胃癌的診斷將逐步接近并取代病理診斷，進(jìn)一步向分子診斷水平發(fā)展。EGC的診斷關(guān)鍵在于良好的術(shù)前準(zhǔn)備、規(guī)范的內(nèi)鏡操作，應(yīng)當(dāng)遵循：白光內(nèi)鏡或虛擬內(nèi)鏡(如i-scan)初篩發(fā)現(xiàn)可疑病灶；染色放大內(nèi)鏡或共聚焦激光顯微內(nèi)鏡，進(jìn)而鑒別病灶性質(zhì)的內(nèi)鏡診斷流程。這將能提高胃癌二級預(yù)防水平，惠及臨床。總的來說，目前我國用于發(fā)現(xiàn)EGC的診斷技術(shù)和方法存在費時、設(shè)備特殊、不能用于常規(guī)檢查等遺憾。盡管如此，在目前的條件和基礎(chǔ)上，現(xiàn)有的EGC診斷技術(shù)還是提高胃癌早期診斷率的堅實基礎(chǔ)。為提高EGC的診斷率，應(yīng)整合有效可行的包括實驗室檢查、放射學(xué)檢查、內(nèi)鏡檢查等綜合措施，規(guī)范內(nèi)鏡診療技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，建立統(tǒng)一的規(guī)范的普查制度和對高危人群的篩查和跟蹤隨訪策略等。許多基礎(chǔ)問題和臨床問題還有待業(yè)界同行們進(jìn)一步取得共識，并積極探索解決之道。

微創(chuàng)醫(yī)學(xué)技術(shù)信息動態(tài)

用光束清潔血管

穿過小白鼠耳朵的真皮層，在深度約50微米的毛細(xì)血管中捕獲和操控紅細(xì)胞，人為制造血管堵塞。隨后，拖曳細(xì)胞引導(dǎo)疏通，令已聚集的細(xì)胞團(tuán)簇逐漸消散，恢復(fù)血液流通。更重要的是，所有這一切都是在不影響小白鼠生命安全的情況下，通過非接觸式的操作而實現(xiàn)的。這些以往只能在科幻小說中見到的情景，正在中國變成現(xiàn)實。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授李銀妹領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊與上海交通大學(xué)魏勛斌教授合作，采用光鑷技術(shù)成功捕獲了活體動物細(xì)胞，被視為非侵入性活體成像領(lǐng)域的巨大進(jìn)步。這項研究發(fā)表在《自然·通訊》(Nature Communications)上。

魏勛斌的研究方向為腫瘤和免疫的在體光學(xué)影像和分子探針技術(shù)，他在國際上首先建立了可實時無損監(jiān)測小動物循環(huán)腫瘤細(xì)胞的在體流式圖像系統(tǒng)。李銀妹則是國內(nèi)光鑷技術(shù)研究與應(yīng)用的開拓者之一：自1989年開始，他就致力于光鑷技術(shù)，并在國際上率先將該技術(shù)應(yīng)用于基礎(chǔ)教學(xué)。

光攝技術(shù)的問世和每一次進(jìn)步因此變得意義非凡。一個完整的“納米光鑷系統(tǒng)”包括三個組成部分，即三路光鑷、雙路高精度探測和納米操控系統(tǒng)。作為一種納米級位移的操控手段，光鑷是深入研究活體細(xì)胞和生物大分子個體行為、探索生命運動規(guī)律的生要工具。

光鑷子早可捕獲幾十納米的透明粒子。但受光學(xué)顯微鏡限制，在捕獲同時進(jìn)行觀察成了技術(shù)瓶頸，突破這一瓶頸的正是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究人員。他們從光鑷系統(tǒng)側(cè)面耦合一束片狀激光，并以特定入射角照射樣品，使樣品中粒子的散射光通過顯微鏡成像。利用這一技術(shù)，研究人員成功捕獲100納米聚苯乙烯顆粒，并在顯微視場中實時觀察了他的變化。

這些成功的經(jīng)驗，為科學(xué)家在血管中做實驗并再次取得成功奠定了基礎(chǔ)。而作為這些成功實驗的下游產(chǎn)品，一次關(guān)乎血管的醫(yī)學(xué)革命也許即將到來。