藍(lán)激光成像及染色技術(shù)對消化道早癌診斷的研究現(xiàn)狀*

孫君軍，李建華，李建輝，花海洋△，蔣海森，郝 欣，郝旭陽

1.承德醫(yī)學(xué)院(承德067000)；2. 河北省承德市中心醫(yī)院消化內(nèi)科(承德067000)；

3.承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院老年病科(承德 067000)

食管癌作為發(fā)病率較高的惡性腫瘤之一已越來越被人們重視，其發(fā)病率在全世界范圍居惡性腫瘤排第 8 位，在我國大陸約排第 5 位；其病死率在世界范圍居惡性腫瘤第 6 位，在我國大陸居第4位[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)每年胃癌新發(fā)病例可達(dá)到 40萬例，死亡可達(dá)35萬例，新發(fā)和死亡病例均可占全球胃癌病例的40%，提高我國胃癌的診治率是我國醫(yī)療衛(wèi)生工作者迫切需要解決的問題[2]。近年來，有文獻(xiàn)表明我國結(jié)直腸癌的發(fā)病率和病死率均呈上升趨勢。而我國結(jié)直腸癌發(fā)病率、病死率在全部惡性腫瘤中排名在前十名以內(nèi)，其中每年的新發(fā)病例可達(dá)19.1萬例，死亡病例達(dá)到19.1萬例。然而，就診者在發(fā)現(xiàn)時多數(shù)已處于進(jìn)展期，治療效果及預(yù)后很不理想[3]。

消化道癌的治療效果與診治的時機(jī)相關(guān)，中、晚期消化道癌即使接受了以外科手術(shù)為主的綜合治療，仍很難根治性治療，病人長期生存率低、生活質(zhì)量差；而消化道早癌大部分可在內(nèi)鏡下行根治性治療，大大提高了治愈率，且病人痛苦小，花費(fèi)低，是對消化道癌最為行之有效的治療手段。因此，內(nèi)鏡下消化道癌癥的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和早期治療是降低病死率并提高生存率的主要策略。

1 藍(lán)激光成像技術(shù)的成像原理及優(yōu)勢

藍(lán)激光成像技術(shù)(Blue laser imaging，BLI)是新一代的內(nèi)鏡技術(shù)，其成像的光源主要是激光，較傳統(tǒng)的鹵素?zé)艉宛逇鉄裘黠@的不同，激光光源可以調(diào)節(jié)光速的發(fā)射強(qiáng)度，增加了其穿透性，提高了觀察消化道表面結(jié)構(gòu)的分辨率，更利于觀察消化道的黏膜淺層血管形態(tài)和表面的微結(jié)構(gòu)形態(tài)；同時，它可以聯(lián)合傳統(tǒng)的白光做光源，加之保留了窄帶光觀察的高清晰度，實(shí)現(xiàn)了窄帶觀察同時保持明亮度，便于對早期消化道表面結(jié)構(gòu)的觀察，其中410nm的激光束主要被血管中的血紅蛋白吸收而呈現(xiàn)出茶色，實(shí)現(xiàn)黏膜表面的微結(jié)構(gòu)和微血管突出效應(yīng)，而波長450nm 的白光激光束則穿透性更強(qiáng)，能夠顯示出黏膜深層的微血管及微結(jié)構(gòu)。

藍(lán)激光成像技術(shù)采用了白光光源與窄帶激光光源的聯(lián)合，彌補(bǔ)了窄帶成像內(nèi)鏡(Narrow-bandimaging,NBI)及人工電子智能染色技術(shù)(Flexible spectral imaging color enhancement，F(xiàn)ICE)等其他光學(xué)技術(shù)顯像圖像灰暗、識別率低的缺點(diǎn)。其有4 種不同的成像模式(WLI，BLI，BLI-bright ,LCI)，切換觀察，進(jìn)一步幫助診斷病灶[4]。

2 消化道染色劑的類型及染色原理

染色內(nèi)鏡技術(shù)是一種簡單實(shí)用，可一定程度上幫助內(nèi)鏡操作者早期發(fā)現(xiàn)消化道癌的可疑病變，指導(dǎo)對病變的精準(zhǔn)活檢，提高活檢陽性率，是內(nèi)鏡檢查時的一種重要的輔助手段。消化內(nèi)鏡下常用染料主要分為3類[5]：吸收型染料(如碘液)，反應(yīng)性染料(如剛果紅)，對比性染料(如靛胭脂)等。下面主要從染色原理及應(yīng)用實(shí)例兩個方面來介紹目前常應(yīng)用于消化道疾病診治的染色劑。

碘液(盧戈氏碘染色)是吸收性染料的一種，通常用于食管的染色。早期食管癌在內(nèi)鏡下一般僅僅表現(xiàn)為充血、發(fā)紅、糜爛等黏膜結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化，特別是食管黏膜平坦型早癌變化輕微，肉眼下更難被發(fā)現(xiàn)，很易漏診。目前，內(nèi)鏡下碘染色是應(yīng)用于提高早期食管癌診斷率的一種較為普遍和成熟的方法。其機(jī)制是：糖原能與碘結(jié)合后發(fā)生顏色變化，而正常的食管鱗狀上皮細(xì)胞內(nèi)糖原含量較多，當(dāng)正常食管鱗狀上皮細(xì)胞吸收碘液后與細(xì)胞內(nèi)的糖原結(jié)合，使正常黏膜呈棕黃色；而異常的鱗狀上皮細(xì)胞細(xì)胞內(nèi)糖原含量較少或消失，遇碘后染色淡或不染色，因此通過顏色變化能辨別出淡染或不染病變區(qū)域，從而發(fā)現(xiàn)可疑病變[6]。對發(fā)現(xiàn)的病變行針對性的多點(diǎn)活檢、做病理，實(shí)現(xiàn)早期食管癌或癌前病變的發(fā)現(xiàn)，染色越淡提示發(fā)生癌變的可能性會越大。

美蘭(亞甲藍(lán))也是一種吸收性染料，主要經(jīng)消化道表面黏膜細(xì)胞吸收，或可擴(kuò)散進(jìn)入癌細(xì)胞內(nèi)，染色后正常的消化道黏膜呈現(xiàn)淡藍(lán)色，非典型增生的消化道黏膜常被染為淺藍(lán)色，而腫瘤性消化道黏膜常被染為深藍(lán)色或黑色；細(xì)胞分化程度越低，染料吸收率越高，則染色越深。但美藍(lán)染色亦有缺陷，美藍(lán)亦可在細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞間進(jìn)行滲透，從而使表淺腫瘤表現(xiàn)為網(wǎng)狀圖形，同時由于有可能非腫瘤上皮會覆蓋于腫瘤性上皮的表面，從而使腫瘤性組織不能被美藍(lán)染色而導(dǎo)致漏診[7]。美藍(lán)染色全消化道均可以應(yīng)用，可以提高病變的診斷率。

甲苯胺藍(lán)亦是一種吸收性染料，屬噻嗪類的一種堿性染料。其染色機(jī)制如下：具有染色作用的時甲苯胺藍(lán)中的陽離子，當(dāng)甲苯胺藍(lán)通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞后，陽離子與組織細(xì)胞的酸性物質(zhì)相結(jié)合而發(fā)生染色反應(yīng)[8]。這類染料一般有2個發(fā)色團(tuán)，一個是口印胺基，一個是醌型苯環(huán)。醌型苯環(huán)有明顯的異染性，可分別表示為 α-異染性(陰性)，呈藍(lán)色，即正染性；β- 異染性(弱陽性)，為紫色或紫紅色；γ-異染性(陽性)，為紅色。在食管鱗狀細(xì)胞癌上皮和Barret’s食管中的化生上皮時主要作用于柱狀上皮化生細(xì)胞核，呈現(xiàn)藍(lán)色。胃內(nèi)成熟的腺體可分泌中性的黏蛋白，被染為藍(lán)色；而不成熟的腺體及癌組織則能分泌酸性黏蛋白，被染為藍(lán)紫色或紫紅色，從而提示胃癌及癌前病變。甲苯胺藍(lán)常用于胃和食管的染色。

反應(yīng)性染料之一的剛果紅是一種染料指示劑，主要是根據(jù)PH值的變化而引起顏色的變化，從而達(dá)到染色效果。在pH = 5.2時呈紅色，當(dāng) pH<3時呈藍(lán)黑色,其對人體無害，故可用它來測定胃粘膜的泌酸功能，因此泌酸的胃上皮變色，包括異位胃黏膜上皮。而失去泌酸功能的胃癌上皮細(xì)胞不變色。另一種反應(yīng)性染料酚紅，作用機(jī)理幾乎同剛果紅，也是根據(jù)PH值的變化而引起顏色的變化。幽門螺桿菌內(nèi)富含尿素酶，且在pH為5.0左右時其活性最強(qiáng)，尿素酶可以分解尿素產(chǎn)生氨，從而使胃內(nèi)的pH上升，從而引起酚紅的顏色變化，從而實(shí)現(xiàn)對病變組織的觀察。剛果紅及酚紅均常應(yīng)用于胃部病變的染色[9]。

醋酸也是一種反應(yīng)性染料。王蓉等研究[10]探索了醋酸的作用機(jī)制：①溶解黏液: 醋酸可作用于黏液層中糖蛋白的二硫鍵，從而使糖蛋白的四聚體結(jié)構(gòu)解聚，使黏液變稀，易洗脫，達(dá)到清潔黏膜的作用。②“醋酸白化”效應(yīng): 指在噴灑醋酸后黏膜不僅引起細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞間絲及細(xì)胞核DNA的變化引起表面短暫變白，而且引起了細(xì)胞間表面腺管和小凹的變化，突出黏膜表面形態(tài)結(jié)構(gòu)，便于發(fā)現(xiàn)早期消化道病變。醋酸因其獨(dú)特的沖洗黏膜及突出病變能力，且染色作用廣泛，全消化道均可應(yīng)用，常應(yīng)用于消化道病變精查前的染色。

靛胭脂是目前最常用的對比性染料。靛胭脂是目前最常用的消化道黏膜染色劑，它可沉積、保留于黏膜病灶表面的凹陷處，呈藍(lán)色，從而勾勒出病變形態(tài)，使消化道黏膜表面的立體結(jié)構(gòu)更加清楚，彌補(bǔ)了肉眼觀察的不足，更加利于發(fā)現(xiàn)病變，從而指導(dǎo)定點(diǎn)觀察和活檢[5]。靛胭脂染色作用廣泛，全消化道染色均可應(yīng)用，常被用來粗篩病變，聯(lián)合其他染色劑精查，從提高病變的診斷率。

3 藍(lán)激光技術(shù)對消化道早癌篩查的研究現(xiàn)狀

3.1 藍(lán)激光成像技術(shù)在在早期食管癌篩查中的應(yīng)用 早期食管癌時最先發(fā)生變化的是食管黏膜表面的微結(jié)構(gòu)，而普通電子內(nèi)鏡下對食管表面的微結(jié)構(gòu)分辨率低，早期食管病變很容易漏診。藍(lán)激光具有激光光源成分向組織施加穿透性較強(qiáng)的藍(lán)光，突出黏膜血管圖案形態(tài)；白光光源成分增加了觀察的亮度及對比度更加利于操作者觀察食管上皮乳頭內(nèi)毛細(xì)血管袢(Intraepithelial papillary capillary loop，IPCL)。根據(jù)IPCL的形狀，實(shí)現(xiàn)對食管早癌的診斷[11]。日本食管學(xué)會(JES)委員會根據(jù)Inoue和Arima等[12-13]對IPCL的分類開發(fā)了放大內(nèi)鏡診斷(微血管形狀和預(yù)測病變侵入深度)的簡化分類，即 JES分型[14]：A型，無IPCL變化或輕微變化，主要為炎性病變; B型，異常微血管，嚴(yán)重不規(guī)則或高度擴(kuò)張的異常血管。B 型可進(jìn)一步分為 B1、B2、B3 三個亞型，為癌性或癌前病變；對于食管黏膜的無血管區(qū)(AVA)提出了輔助診斷標(biāo)準(zhǔn)。這種分類方法不僅為表面微血管提供了簡化標(biāo)準(zhǔn)，而且為食管淺表性鱗狀細(xì)胞癌入侵深度的預(yù)測提供了簡化標(biāo)準(zhǔn)，這也對不同的分型對于制定早期食管淺表性鱗狀細(xì)胞癌能否行內(nèi)鏡下切除術(shù)(ER)提供了依據(jù)。然而，雖然這種分型方法簡便，實(shí)用性強(qiáng)，但這種分型方式存在凸出的問題是B2型血管的診斷準(zhǔn)確度不高，尚待進(jìn)一步完善該分型方式[15]。BLI在早期食管癌的檢測和微觀結(jié)構(gòu)和微血管的異常發(fā)現(xiàn)方面優(yōu)于LCI，而NBI在放大觀察時亮度和對比度達(dá)不到BLI及LCI的觀察水平，強(qiáng)烈建議使用BLI(BLI-bright)檢查的早期食管癌，可以發(fā)現(xiàn)LCI、NBI或WLI無法檢測到某些早期食管癌[16]。

藍(lán)激光放大內(nèi)鏡對于食管癌的研究目前側(cè)重于藍(lán)激光與白光或與其他內(nèi)鏡成像的優(yōu)勢及劣勢的研究，或藍(lán)激光成像技術(shù)與傳統(tǒng)染色技術(shù)對早期食管癌發(fā)現(xiàn)能力的比較。如Diao等人做了一項(xiàng)前瞻性研究[17]，比較了BLI-ME和NBI-ME結(jié)合傳統(tǒng)碘染色對發(fā)現(xiàn)早期食管癌的比較，得出BLI技術(shù)與NBI技術(shù)一樣有效地診斷早期食管癌；同時BLI技術(shù)可以避免碘染色帶來的過敏，操作復(fù)雜，不易耐受等缺點(diǎn)。

3.2 藍(lán)激光成像技術(shù)在早期胃癌篩查中的應(yīng)用 胃粘膜在發(fā)生癌變時，最先會引起胃黏膜表面的微血管和微結(jié)構(gòu)變化，在腫瘤性上皮處規(guī)則的黏膜微血管結(jié)構(gòu)消失，代之為雜亂、排列不規(guī)則的腫瘤新生血管，黏膜表面結(jié)構(gòu)也變?yōu)椴灰?guī)則形態(tài)，在正常黏膜和腫瘤性黏膜之間形成明顯的分界線(Demarcation line，DL)。日本學(xué)者八尾建史首先提出了胃黏膜表面微血管及表面微結(jié)構(gòu)的分型[18]，即 Class 型( VS 分型) ，V 代表黏膜微血管結(jié)構(gòu)(Microvascular，MV)， S 代表黏膜表面結(jié)構(gòu)( microsurface， MS)，根據(jù)觀察到的V和S的形態(tài)、大小、分布和排列情況，將其分為規(guī)則、不規(guī)則和血管消失三大類；結(jié)合分界線的有無，對胃組織病變進(jìn)行診斷。符合以下兩條之一即可診斷為早癌:①不規(guī)則微血管伴有分界線;②不規(guī)則黏膜微結(jié)構(gòu)伴有分界線。該標(biāo)準(zhǔn)對早期胃癌的診斷率達(dá)到了很高水平。BLI和BLI-bright可以達(dá)到與NBI相似的觀察胃粘膜表面微血管的能力，且BLI和BLI-bright具有較NBI強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)胃粘膜表面微結(jié)構(gòu)的能力[19]。且BLI的四種模式可以轉(zhuǎn)化觀察，增加了觀察對比度，具有NBI內(nèi)鏡不具備的觀察病變深度、亮度、對比度等優(yōu)勢，有助于對早癌的診斷。藍(lán)激光具有較NBI更大的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)胃粘膜表面結(jié)構(gòu)的精細(xì)觀察，從而可以更好的幫助內(nèi)鏡醫(yī)生更加準(zhǔn)確的診斷早期胃癌[19-20]。

藍(lán)激光成像技術(shù)對于早期胃癌的研究集中在藍(lán)激光成像技術(shù)較傳統(tǒng)消化內(nèi)鏡的優(yōu)勢和劣勢，或者藍(lán)激光不同模式下相比傳統(tǒng)內(nèi)鏡發(fā)現(xiàn)病變能力的優(yōu)劣等。如Dohi等人的研究[19]中觀察了114例胃部病變比較了M-BLI，M-BLI-bright和M-NBI三種檢查模式發(fā)現(xiàn)早期胃癌的能力，得出了M-BLI和M-BLI-bright提供了與M-NBI類似的發(fā)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)和微血管的能力，使用M-BLI和M-BLI-bright可以觀察到M-NBI觀察不到的中度分化的腺癌中的不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)。而在Kimura-Tsuchiya的研究[20]中也得出了BLI模式較NBI模式更好的更好地顯示隱窩結(jié)構(gòu)。因此，ME-BLI可以根據(jù)隱窩結(jié)構(gòu)更準(zhǔn)確地診斷胃早癌。在Yoshikazu等[21]的研究中，比較了在LCI模式及BLI模式下發(fā)現(xiàn)早期胃癌的能力，得出LCI較BLI識別早期胃癌的能力更強(qiáng)。其原因是因?yàn)锽LI基于窄帶觀察功能，在食道或結(jié)腸中，我們可以通過使用BLI-bright獲得明亮的內(nèi)窺鏡圖像；然而，胃的腔面積遠(yuǎn)大于食道和結(jié)腸的腔面積，分散了觀察亮度，降低了BLI模式對胃早癌的可見度，而NBI模式的觀察亮度較BLI模式更低，對早期胃癌的發(fā)現(xiàn)能力更弱。

3.3 藍(lán)激光成像技術(shù)在在早期結(jié)直腸癌篩查中的應(yīng)用 BIL 觀察結(jié)直腸病變也是通過觀察其黏膜表面的微血管和微結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對病變的診斷。NBI內(nèi)鏡的出現(xiàn)給內(nèi)鏡觀察結(jié)直腸病變提供了新的方式方法，相繼產(chǎn)生了許多觀察結(jié)直腸病變表面病變的方法。首先Sano等在2006年使用NBI放大結(jié)腸鏡對毛細(xì)血管鏡下病變第一次進(jìn)行了分類，將血管類型分為4類：I,II,IIIA和IIIB。他分別從血管圖形，內(nèi)鏡下的表現(xiàn)，表面毛細(xì)血管特征三個方面進(jìn)行介紹每種類型的特點(diǎn)。這種分類方式對臨床定性和定量診斷具有一定的輔助意義。隨之2008年出現(xiàn)了廣島分型，同樣是基于NBI放大模式對表面血管的不同鏡下表現(xiàn)進(jìn)行分類，其將表面微血管及微結(jié)構(gòu)分成了A,B,C三類，其中C又分為C1,C2,C3。該分類增加了對表面結(jié)構(gòu)的分類,是相對較完善的分類方式，然而該分類方式中的C2診斷準(zhǔn)確度不高，必須增加Pit pattern分型來提高診斷率[22]。2009年Showa等根據(jù)黏膜表面血管結(jié)構(gòu)又提出了新的分型方式，他把鏡下表面血管類型分為正常、模糊、網(wǎng)格狀、密集、不規(guī)則、稀疏等6種；同年Jikei等對鏡下血管微開口形態(tài)提出了Jikei分類，其將表面血管分為了4類5種。國際結(jié)腸直腸內(nèi)鏡(NICE)在2010年由Sano等提出了NICE分型，此分型分三類，分別從病變顏色，表面血管結(jié)構(gòu)，表面結(jié)構(gòu)，病理類型，鏡下表現(xiàn)5個方面介紹每種類型，此種分類方式較為完整。為了解決過多的相同或類似的術(shù)語存在，增加表面結(jié)構(gòu)分類的必要性及區(qū)分病變浸潤深度，日本內(nèi)鏡組織提出了JNET分類，將病變分為三類：第一類，表面血管不可見，表面結(jié)構(gòu)呈一致的黑色或白色的斑點(diǎn)環(huán)繞于黏膜，病理常為增生性息肉；第二類，表面血管管徑規(guī)則，分布均勻，表面結(jié)構(gòu)呈規(guī)則的管狀、分支狀、乳頭狀，病理常提示為腺瘤；第三類，表面血管間隙松散在表面增厚的地方突然終止，表面結(jié)構(gòu)常無固定形狀，病理常為浸潤性癌。目前JNET分類對結(jié)直腸病變的診斷已達(dá)成共識，是最常用的分類方式。BLI具有和NBI類似的窄帶光及放大觀察功能，可以實(shí)現(xiàn)和NBI類似的對病變的觀察效果。Naohisa等[23]在比較藍(lán)激光成像，聯(lián)動成像，藍(lán)光成像對結(jié)直腸病變發(fā)現(xiàn)的能力的回顧性研究中提到，雖然JNET分類是由NBI內(nèi)鏡觀察得到的，通過回顧性分析，BLI和NBI具有相同的觀察診斷病變能力。

目前對于藍(lán)激光對結(jié)直腸癌診斷相關(guān)的研究較少，多集中在藍(lán)激光成像技術(shù)和其他內(nèi)鏡技術(shù)的優(yōu)劣比較。如Togashi等[24]回顧性研究比較NBI和BLI模式對結(jié)直腸病變發(fā)現(xiàn)能力的比較，得出BLI對結(jié)直腸病變的診斷能力幾乎與NBI的診斷能力相當(dāng)，但其研究的病例數(shù)相對較少，尚待進(jìn)一步擴(kuò)大驗(yàn)證。

4 展 望

消化道腫瘤預(yù)后與診治時機(jī)至關(guān)重要，早期癌能完全經(jīng)內(nèi)鏡下切除，達(dá)到治愈的療效。但部分醫(yī)生對消化道早癌的重視較低等，導(dǎo)致我國目前大多數(shù)患者發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)是疾病的中晚期，錯過了手術(shù)、放療、化療等最佳時機(jī)。隨著內(nèi)鏡技術(shù)的飛速發(fā)展，藍(lán)激光放大內(nèi)鏡的問世，無論是早癌篩查還是早癌精查中都顯示出其較為強(qiáng)大的優(yōu)勢。目前國內(nèi)關(guān)于藍(lán)激光成像技術(shù)的研究時間較短，相關(guān)研究多在探索藍(lán)激光成像技術(shù)較傳統(tǒng)消化內(nèi)鏡的優(yōu)勢和劣勢，或者藍(lán)激光不同模式下相比于傳統(tǒng)內(nèi)鏡發(fā)現(xiàn)病變能力的優(yōu)劣等，且研究的例數(shù)不多。而關(guān)于藍(lán)激光成像技術(shù)聯(lián)合經(jīng)典的化學(xué)染色技術(shù)對消化道早癌的探究，目前相關(guān)文獻(xiàn)報道更加稀少，期望進(jìn)一步提高我國消化道早癌的診治率。