內(nèi)鏡下診斷幽門螺桿菌感染的研究進(jìn)展

喬雨晴 沈 磊

武漢大學(xué)人民醫(yī)院消化內(nèi)科(430060)

幽門螺桿菌(Helicobacterpylori, Hp)是一種革蘭陰性致病菌，與許多消化道疾病密切相關(guān)，包括慢性胃炎、消化性潰瘍、胃腺癌和胃黏膜相關(guān)淋巴樣組織淋巴瘤。中國自然人群Hp感染率為56.22%[1]，盡早對Hp感染進(jìn)行診治具有非常重要的作用。目前已有多種方法用于Hp感染的檢測，尿素呼氣試驗因無創(chuàng)、快速且準(zhǔn)確的優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于臨床。內(nèi)鏡檢查雖然無法取代尿素呼氣試驗作為確診依據(jù)，但可在檢查原發(fā)疾病的同時判斷有無Hp感染，具有直觀、即時的優(yōu)勢，可為后續(xù)檢查以及治療指明方向，是診斷Hp感染的新思路。本文就內(nèi)鏡下診斷Hp感染的研究進(jìn)展作一綜述。

一、普通內(nèi)鏡和放大內(nèi)鏡

普通內(nèi)鏡和放大內(nèi)鏡均屬于白光內(nèi)鏡，是最基礎(chǔ)、最常用的內(nèi)鏡檢查。Yagi等[2]提出，在普通胃鏡下胃體上規(guī)律排列的集合靜脈(regular arrangement of collecting venules, RAC)可作為Hp感染陰性的依據(jù)。RAC是由毛細(xì)靜脈叢環(huán)繞胃小凹頸部并彼此匯合而形成，在黏膜固有層內(nèi)垂直或略斜下行，貫穿黏膜肌層注入黏膜下層的靜脈叢，遠(yuǎn)距離觀察時表現(xiàn)為無數(shù)細(xì)小的紅點，近距離觀察時表現(xiàn)為海星狀。301例患者中RAC診斷Hp感染陰性的準(zhǔn)確率為95.5%，敏感性為93.8%，特異性為96.2%。

放大胃鏡下，在未感染Hp的正常胃體中，RAC呈特征性結(jié)構(gòu)：細(xì)小紅點對應(yīng)集合靜脈，真性毛細(xì)血管在集合靜脈周圍形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，真性毛細(xì)血管網(wǎng)的中心可見胃小凹。Yagi等[2]將放大胃鏡下胃體的胃黏膜形態(tài)分為四種類型：Z-0型，具有集合靜脈、網(wǎng)狀真性毛細(xì)血管和針孔樣胃小凹；Z-1型，具有真性毛細(xì)血管，無集合靜脈；Z-2型，具有白色的胃小凹和胃溝，既無集合靜脈亦無真性毛細(xì)血管；Z-3型，具有被周圍紅色包繞的廣泛性擴(kuò)張的胃小凹。其中Z-0型提示Hp感染陰性，其他提示Hp感染陽性。

需注意的是，由于普通內(nèi)鏡下識別RAC和放大內(nèi)鏡下分型均通過觀察胃體而來，因此Hp感染僅累及胃竇時，可能會出現(xiàn)假陰性結(jié)果。

二、窄帶成像(narrow-band imaging, NBI)內(nèi)鏡

NBI系統(tǒng)通過濾光器將紅、綠、藍(lán)三色光譜中的寬帶光波進(jìn)行過濾，僅留下紅、綠、藍(lán)色窄帶光波，從而限定了紅光、綠光和藍(lán)光的透過深度，降低光的散射，減少不需要的中間色，使黏膜微觀結(jié)構(gòu)和淺表黏膜層的毛細(xì)血管更為清晰[3]。

Alaboudy等[4]對300例已知Hp感染狀態(tài)患者的內(nèi)鏡檢查結(jié)果進(jìn)行回顧性分析，將普通NBI內(nèi)鏡下的胃體黏膜分為五種類型。正常類型呈現(xiàn)RAC，無胃小凹或上皮下毛細(xì)血管網(wǎng)(subepithelial capillary network, SECN)；四種異常黏膜類型，即1型：錐形、小、圓、規(guī)則的胃小凹，RAC消失；2型：胃小凹呈桿狀、細(xì)長或卵圓形，排列不規(guī)則，溝壑突出；3型：胃黏膜表面呈非常典型的磨砂玻璃樣；4型：胃黏膜嚴(yán)重萎縮背景下可見深褐色斑塊，藍(lán)色不規(guī)則邊緣。Tongtawee等[5]的研究對上述分型診斷Hp相關(guān)性胃炎的價值進(jìn)行分析，結(jié)果顯示正常型和1型診斷Hp感染陰性的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；2型、3型和4型診斷Hp感染陽性的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，敏感性和特異性分別為94.28%和96.66%。

Tahara等[6]將放大NBI內(nèi)鏡下胃體黏膜形態(tài)分為四種類型：正常型，小而圓的胃小凹，有規(guī)則的SECN；1型，輕度擴(kuò)大的圓形胃小凹，不清晰或不規(guī)則的SECN；2型，明顯擴(kuò)大的橢圓形或拉長的胃小凹，不規(guī)則血管的密度增加；3型，界限清晰的橢圓形或管狀絨毛狀胃小凹，清晰可見的盤繞狀或波浪狀血管。在106例患者中，正常型、1型、2型和3型的Hp感染陽性率分別為7.5%、92.9%、94.5%和66.7%。1+2+3型診斷Hp感染陽性的敏感性和特異性分別為95.2%和82.2%。

三、智能分光比色內(nèi)鏡(Fuji intelligent chromoendoscopy, FICE)

FICE通過電子分光技術(shù)將傳統(tǒng)白光圖像以5 nm為間隔分解成諸多單一波長的分光圖像，從中提取三個相應(yīng)波長的圖像進(jìn)行圖像再合成，再現(xiàn)消化道黏膜表層腺管開口的細(xì)微結(jié)構(gòu)和各級血管走向，顯著提高病灶組織與周圍正常組織結(jié)構(gòu)的對比度[7]。

金雷等[8]的研究對FICE評估Hp相關(guān)性胃炎的價值進(jìn)行分析。以14C-呼氣試驗作為金標(biāo)準(zhǔn)，參考Nakagawa分型標(biāo)準(zhǔn)將胃體集合靜脈分為三型，規(guī)則型(R型)：集合靜脈直徑規(guī)則，可見2級或3級的規(guī)則分支且集合靜脈的間隙規(guī)整；不規(guī)則型(I型)：集合靜脈的直徑不規(guī)則，觀察不到血管的2級或3級分支，集合靜脈的間隙不規(guī)整，有時與相鄰靜脈融合，有時水平走行；消失型(O型)：集合靜脈消失。結(jié)果顯示，O型和I型的Hp感染陽性率分別為95.0%和91.3%，明顯高于R型(7.9%)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=285.666,P<0.001)。

四、I-Scan內(nèi)鏡

I-Scan技術(shù)包含對比增強、表面增強和色調(diào)增強三種實時算法。前兩種可在不顯著改變顏色色調(diào)和降低圖像亮度的情況下提高對病變的識別能力，兩者常同時使用，在發(fā)現(xiàn)病變后，色調(diào)增強可使顏色、色調(diào)和結(jié)構(gòu)的變化更明顯[9]。

Qi等[10]比較了白光放大內(nèi)鏡和I-Scan放大內(nèi)鏡對Hp感染的診斷價值。參考Anagnostopoulos分型將胃體黏膜分為三種類型，1型：蜂窩型SECN，有規(guī)則的圓形胃小凹和RAC；2型：蜂窩型SECN，有規(guī)則的圓形胃小凹，但RAC消失；3型：正常SECN和RAC消失，擴(kuò)大的白色胃小凹被紅斑環(huán)繞。在84例患者中，I-Scan放大內(nèi)鏡下聯(lián)合2+3型預(yù)測Hp感染的準(zhǔn)確率和特異性明顯高于白光放大內(nèi)鏡(準(zhǔn)確率分別為94.0%和84.5%，P=0.046；特異性分別為93.5%和80.6%，P=0.032)，兩種模式的敏感性相同(均為95.5%)。

五、藍(lán)光成像(blue laser imaging, BLI)內(nèi)鏡

BLI是一種新型的圖像增強技術(shù)，BLI系統(tǒng)具有三種觀測模式，即普通白光、BLI-contrast和BLI-bright。BLI-contrast模式用于近距離或放大視野觀察黏膜淺層血管的高對比度圖像；BLI-bright模式視野更明亮，并能通過調(diào)節(jié)激光強度保持血管對比度，可遠(yuǎn)距離觀察，有利于篩查病變[11]。

Nishikawa等[12]將439例患者BLI-bright模式下萎縮的胃竇黏膜分為三種類型。斑點型：有一定數(shù)量的直徑為1～2 mm的白色斑點聚集，稀少、分散的白色斑點不在此列。裂隙型：由線條組成的白色網(wǎng)狀裂縫，裂縫可窄可寬，但寬度小于棕色區(qū)域。斑駁型：斑駁程度可密可疏，包括不能歸類為斑點狀或裂隙狀的類型。斑點型診斷Hp感染陽性的準(zhǔn)確率、敏感性和特異性分別為72.9%、41.8%和95.3%，裂隙型診斷Hp感染陰性的準(zhǔn)確率、敏感性和特異性分別為62.0%、41.2%和90.8%。

六、聯(lián)動成像(linked color imaging, LCI)內(nèi)鏡

LCI在BLI-bright模式基礎(chǔ)上加入紅色強調(diào)信號，使微紅的顏色較白光內(nèi)鏡下的顏色更紅，微白的顏色更白。與傳統(tǒng)白光內(nèi)鏡相比，LCI可提高觀察者識別黏膜顏色細(xì)微差異的能力，由于Hp感染的內(nèi)鏡下表現(xiàn)之一為黏膜彌漫性泛紅，因此LCI內(nèi)鏡更易于辨認(rèn)Hp感染[13]。

Dohi等[13]在60例患者中比較了白光內(nèi)鏡與LCI內(nèi)鏡對Hp感染的診斷效率，白光內(nèi)鏡下Hp感染的表現(xiàn)為黏膜明顯或輕微發(fā)紅，LCI內(nèi)鏡下Hp感染的表現(xiàn)為黏膜呈深紅色。LCI內(nèi)鏡診斷Hp感染的準(zhǔn)確率、敏感性和特異性分別為85.8%、93.3%和78.3%，其中準(zhǔn)確性和敏感性明顯高于白光內(nèi)鏡(P=0.002和P=0.011)。

Chen等[14]在122例患者中比較了LCI內(nèi)鏡和放大內(nèi)鏡對Hp感染的診斷效率，LCI內(nèi)鏡、放大內(nèi)鏡、LCI結(jié)合放大內(nèi)鏡的診斷準(zhǔn)確率分別為78.38%、81.98%、78.38%，敏感性分別為70.97%、80.65%、83.87%，特異性分別為81.25%、82.50%、76.25%。

七、共聚焦激光顯微內(nèi)鏡(confocal laser endomicroscopy, CLE)

CLE由共聚焦激光顯微鏡整合于傳統(tǒng)內(nèi)鏡的頭端而成，能使內(nèi)鏡放大倍數(shù)超過1 000倍，在活體中對細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，還能對深250 μm處的黏膜細(xì)胞進(jìn)行觀察，并通過對影像的后處理重建三維結(jié)構(gòu)[15]。但由于價格昂貴，目前一般用于實驗室，較少用于臨床。

Ji等[16]通過對20例患者Hp感染進(jìn)行初步研究，建立了Hp感染的CLE影像標(biāo)準(zhǔn)，隨后對83例患者的內(nèi)鏡圖像進(jìn)行前瞻性評價，并將結(jié)果與Hp感染的最終診斷結(jié)果進(jìn)行對照。CLE觀察到白斑、中性粒細(xì)胞和微膿腫三種特征之一即可診斷為Hp感染陽性，準(zhǔn)確率、敏感性和特異性分別為92.8%、89.2%和95.7%。其中中性粒細(xì)胞是最佳診斷指征，具有良好的敏感性(83.8%)和特異性(97.8%)。

八、人工智能(artificial intelligence, AI)

AI通過深度學(xué)習(xí)可在各個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮作用，特別是圖像篩查方面，通過對AI進(jìn)行大量樣本的訓(xùn)練，AI能夠基于一套獨特的算法準(zhǔn)確識別出異常圖像。

Shichijo等[17]的研究建立了兩個AI診斷系統(tǒng)，使用普通白光內(nèi)鏡來診斷Hp感染。第一個AI應(yīng)用32 208幅Hp陽性或陰性已知的圖像進(jìn)行訓(xùn)練，第二個AI使用按照8個解剖位置分類的圖像進(jìn)行訓(xùn)練。同時由AI和23名內(nèi)鏡醫(yī)師獨立評估測試數(shù)據(jù)集(來自397例患者的11 481張圖像)。第一個AI診斷Hp感染的準(zhǔn)確率、敏感性、特異性和用時分別為83.1%、81.9%、83.4%和198 s，第二個AI分別為87.7%、88.9%、87.4%和194 s，23名內(nèi)鏡醫(yī)師分別為82.4%、79.0%、83.2%和(230±65) min。第二個AI的準(zhǔn)確率明顯高于內(nèi)鏡醫(yī)師。

Nakashima等[18]的研究中，除普通白光內(nèi)鏡外還采用BLI-bright模式和LCI來診斷Hp感染。并采用來自162例患者的胃小彎白光內(nèi)鏡、BLI-bright和LCI內(nèi)鏡圖像對AI進(jìn)行訓(xùn)練，另取60例患者作為測試組，結(jié)果顯示白光內(nèi)鏡、BLI-bright和LCI內(nèi)鏡的AUC分別為0.66、0.96和0.95，敏感性分別為66.7%、96.7%、96.7%，特異性分別為60.0%、86.7%、83.3%。AI檢測60幅圖像的用時為7 s。

九、總結(jié)與展望

目前臨床主流的Hp檢測方式為尿素呼氣試驗，但內(nèi)鏡下診斷Hp感染仍有一定意義，當(dāng)患者由于其他原因行胃鏡檢查時，其可作為一種初篩手段，在發(fā)現(xiàn)疑似Hp感染后及時建議患者行進(jìn)一步檢查，從而早發(fā)現(xiàn)、早治療Hp感染。此外，內(nèi)鏡亦可用來評價根除Hp的效果。胃鏡檢查一般使用普通白光內(nèi)鏡，可通過觀察胃體的集合靜脈判斷有無Hp感染，放大模式下黏膜表面微結(jié)構(gòu)更清晰，可對病變進(jìn)行分級。

以往用于內(nèi)鏡下診斷Hp感染的色素包括酚紅、溴甲酚紫等[19-20]，其原理是Hp分解尿素使pH值升高，通過色素檢測pH值的改變，以判斷Hp感染情況。但由于準(zhǔn)確率存在爭議，且便捷性低于尿素呼氣試驗，近年染色內(nèi)鏡的臨床應(yīng)用逐漸減少。與之相反，智能電子染色技術(shù)在臨床實踐中的應(yīng)用逐年增多，包括NBI、FICE和I-Scan，其能在不用染料的情況下增強不同組織的對比度。整合了電子染色技術(shù)的內(nèi)鏡可在白光內(nèi)鏡與電子染色內(nèi)鏡之間一鍵切換。在臨床實踐中，有條件的情況下使用轉(zhuǎn)換模式進(jìn)行觀察可更有效地凸顯異常黏膜結(jié)構(gòu)，提高對Hp感染的檢出率。一項納入18篇研究涉及1 897例患者的meta分析顯示，無論是放大白光內(nèi)鏡還是放大染色內(nèi)鏡，對胃體采用“胃小凹+血管模式(pit plus vascular pattern)”分型均能準(zhǔn)確預(yù)測Hp感染的狀態(tài)，敏感性為96%，特異性為91%[21]。

BLI內(nèi)鏡的優(yōu)勢在于，通過一鍵切換不同的觀測模式同時實現(xiàn)對近距離圖像增強和遠(yuǎn)距離病變篩查的需求。LCI內(nèi)鏡在其基礎(chǔ)上提高了對細(xì)微顏色差異的識別，使感染Hp后泛紅黏膜的邊界更清晰。CLE可觀察到細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，甚至可識別帶有鞭毛的單個Hp，然而其成本高昂，不適用于臨床。此外，Teh等[22]的研究發(fā)現(xiàn)拉曼光譜(Raman spectroscopy)在體外能診斷Hp感染，但目前尚未見用于內(nèi)鏡下診斷Hp感染的報道。

AI相對于人工具有高效、穩(wěn)定、低成本的優(yōu)勢，前景廣闊，是目前研究的熱點之一，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自2012年嶄露頭角后，發(fā)展日新月異，識別復(fù)雜圖像的能力飛速提升，為準(zhǔn)確診斷醫(yī)學(xué)影像提供了可能。Wu等[23]發(fā)現(xiàn)，通過識別消化道的典型結(jié)構(gòu)，AI可提醒內(nèi)鏡醫(yī)師漏檢的部位，顯著降低消化內(nèi)鏡檢查的盲點率。相信在不久的將來，AI不僅能在臨床內(nèi)鏡檢查中即時識別Hp感染，還能對更多、更復(fù)雜的病變提出可靠的診斷建議，成為內(nèi)鏡醫(yī)師不可或缺的診斷助手。