>自體熒光成像診斷消化道腫瘤的臨床應用進展

黃任翔 項 平

復旦大學附屬華東醫(yī)院消化內(nèi)鏡中心(200040)

消化道腫瘤較為常見，嚴重影響患者生活質(zhì)量，早期診斷和早期治療有助于改善消化道腫瘤的預后。盡管消化內(nèi)鏡被認為是診斷消化道腫瘤的最佳方法，但一些早期平坦型腫瘤在普通白光內(nèi)鏡下仍可能被漏診。Heresbach等[1]報道，應用白光結(jié)腸鏡檢查非息肉樣腫瘤的漏診率明顯高于息肉樣腫瘤。近年來，為提高內(nèi)鏡診斷消化道腫瘤，特別是早期平坦型腫瘤的準確性，內(nèi)鏡下自體熒光成像(auto-fluorescence imaging, AFI)作為一項新技術(shù)被廣泛應用于臨床。本文就AFI診斷各類消化道腫瘤的現(xiàn)狀作一綜述。

一、AFI原理

當光照射在構(gòu)成人體消化道組織的分子上時，部分光能被反射或發(fā)散，而剩余的光能則被分子吸收，此時這些分子的能量狀態(tài)由基礎(chǔ)態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒駝幽軕B(tài)，這一過程稱為激發(fā)。分子中這些多余的能量可經(jīng)轉(zhuǎn)化為熱能或振動能后釋放，從而重新回復到基礎(chǔ)態(tài)。然而不同于普通分子，組織中的天然熒光分子則將這些多余的能量轉(zhuǎn)化為可測量的自體熒光釋放出來。人體消化道組織中的熒光團包括構(gòu)成基底膜和黏膜下層的膠原蛋白以及主要存在于腺細胞線粒體、溶酶體顆粒、紅細胞卟啉中的煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)[2]。消化道組織在短波長光(藍光)照射下，內(nèi)在的熒光團(主要為分布于黏膜下層的膠原蛋白)被激發(fā)，發(fā)射出比藍光波長更長的熒光[3]。由于腫瘤病變往往表現(xiàn)為局灶黏膜層的增厚和血管增生，故病灶激發(fā)出的自體熒光較正常組織弱，這些病變的顏色在AFI下表現(xiàn)為品紅色，而腫瘤病灶周圍的正常黏膜組織則表現(xiàn)為綠色[4]，AFI即通過這兩種截然不同的色調(diào)對比診斷腫瘤病灶。因此，這項技術(shù)的應用可能有助于提高內(nèi)鏡下診斷消化道腫瘤、特別是早期平坦型腫瘤的準確性。

二、AFI在診斷食管癌中的應用

盧戈碘染色內(nèi)鏡相較于普通白光內(nèi)鏡可顯著提高淺表型食管癌病灶的診斷準確性，故其目前是篩查早期平坦型食管癌病灶的金標準[5]。然而，盧戈碘試劑可能因刺激食管黏膜而導致患者胸骨后不適[6]，故AFI作為一種新型非黏膜刺激的特殊染色方法，已越來越多地應用于臨床診斷平坦型食管病灶。Uedo等[4]和Suzuki等[7]的前瞻性隊列研究證實，AFI對于發(fā)現(xiàn)并診斷早期食管癌病灶的敏感性明顯高于普通白光內(nèi)鏡。Kara等[8]的前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，在Barrett食管患者中應用AFI能準確診斷普通白光內(nèi)鏡可能漏診的合并食管重度異型增生和早癌病灶。然而，Suzuki等[9]將24例淺表型食管癌患者的31處淺表型食管癌病灶分別應用窄帶成像(narrow-band imaging, NBI)技術(shù)和AFI技術(shù)顯像，并由3名資深消化內(nèi)鏡醫(yī)師讀片以評判病灶顯像的優(yōu)劣，結(jié)果表明NBI較AFI能更清晰地顯示淺表型食管癌病灶，而兩者在顯示直徑≤2 cm的淺表凹陷型食管癌病灶時的清晰度差異無統(tǒng)計學意義。由于該臨床研究樣本量較少，故AFI在診斷食管癌中的應用價值仍有待于進一步大樣本的臨床隨機對照研究明確。

三、AFI在診斷胃癌中的應用

超過50%的早期胃癌在AFI下表現(xiàn)為界限清晰的粉色病灶，而周圍黏膜呈現(xiàn)綠色背景，后者提示黏膜呈萎縮性胃炎改變[10]。然而，Kato等[10]同時認為凹陷型的早期胃癌病灶較薄，故在AFI下可表現(xiàn)為綠色。迄今已有數(shù)項報道肯定了AFI在診斷胃癌中的作用。Otani等[11]利用AFI下病灶與周圍正常組織的紅綠色調(diào)反差原理，提出了“綠紅比(G/R ratio)”的概念，并將量化的“綠紅比”值定義為AF指數(shù)，然后應用AFI檢測了72處非潰瘍性胃癌病灶，發(fā)現(xiàn)黏膜內(nèi)癌的平均AF指數(shù)為0.99，與黏膜下癌和浸潤癌的AF指數(shù)相比差異有統(tǒng)計學意義，提示AFI可用于判斷胃癌的縱向浸潤深度。Nakamura等[12]應用AFI判斷早期胃癌病灶的橫向邊界，發(fā)現(xiàn)其診斷準確性明顯高于白光內(nèi)鏡，且與靛胭脂色素內(nèi)鏡無明顯差異。在Tada等[13]的前瞻性隊列研究中，50處胃部病灶(20處早癌病灶和30處良性病灶)分別應用白光內(nèi)鏡和AFI技術(shù)，由5名資深內(nèi)鏡醫(yī)師(資深組)和5名臨床經(jīng)驗較少的內(nèi)鏡醫(yī)師(臨床經(jīng)驗較少組)分別讀片，結(jié)果顯示資深組中白光內(nèi)鏡診斷早期胃癌的敏感性、特異性、準確性分別為81%、76%、78%，AFI診斷早期胃癌的敏感性、特異性、準確性分別為70%、78%、75%；而臨床經(jīng)驗較少組中白光內(nèi)鏡診斷早期胃癌的敏感性、特異性、準確性分別為65%、77%、72%，AFI診斷早期胃癌的敏感性、特異性、準確性分別為80%、81%、80%。由此可見，與白光內(nèi)鏡相比，應用AFI診斷早期胃癌能顯著提高臨床經(jīng)驗較少內(nèi)鏡醫(yī)師的診斷敏感性。然而，胃內(nèi)炎癥和增生性病灶同樣可使黏膜層增厚、改變局部的血流灌注，從而在AFI下顯示出近似于腫瘤病變的對比色調(diào)[13]。因此，AFI用于臨床診斷胃癌是否可靠仍有爭議。

四、AFI在診斷結(jié)直腸癌中的應用

目前，AFI在診斷各類消化道腫瘤中，應用最為廣泛的是診斷結(jié)直腸癌。Matsuda等[14]的隊列研究將167例待檢者隨機分為AFI-白光內(nèi)鏡序貫檢查組(83例)和白光內(nèi)鏡-AFI序貫檢查組(84例)，結(jié)果顯示AFI發(fā)現(xiàn)息肉100枚，而白光內(nèi)鏡發(fā)現(xiàn)息肉73枚，AFI漏診率顯著低于白光內(nèi)鏡，故AFI較普通白光內(nèi)鏡更易發(fā)現(xiàn)結(jié)腸息肉。Ramsoekh等[15]的前瞻性研究同樣對待檢者采用白光內(nèi)鏡-AFI或AFI-白光內(nèi)鏡的序貫檢查方法，發(fā)現(xiàn)與普通白光內(nèi)鏡相比，AFI診斷Lynch綜合征和家族性結(jié)直腸癌的結(jié)直腸腺瘤的敏感性更高。Aihara等[16]發(fā)明了一種實時定量色調(diào)分析軟件，亦采用“綠紅比”這一指標鑒別結(jié)直腸腫瘤性和非腫瘤性病變，并證實以“綠紅比”值1.01為界(≥1.01為非腫瘤性病變，<1.01為腫瘤性病變)，其診斷敏感性、特異性、陽性預測值和陰性預測值分別高達94.2%、88.9%、95.6%和85.2%。Takeuchi等[17]的前瞻性隨機對照研究將入選的待檢病例(561例)分為白光內(nèi)鏡組(133例)、白光內(nèi)鏡+透明帽組(141例)、AFI組(147例)和AFI+透明帽組(140例)，結(jié)果顯示應用AFI+透明帽組的結(jié)直腸腫瘤檢出率顯著高于單獨使用白光內(nèi)鏡檢查組；此外，AFI與普通白光內(nèi)鏡相比可顯著提高平坦型結(jié)直腸腫瘤的檢出率。然而，另一種觀點卻認為AFI在診斷結(jié)直腸平坦凹陷型病灶中的作用仍不明確，而這些平坦凹陷型病灶往往更具惡變的傾向[2]。Odagaki等[18]將180處結(jié)腸鏡下圖像(137處為非息肉樣腫瘤病灶、43處無腫瘤病灶；每處均配有白光內(nèi)鏡和AFI圖像)分別交予2名臨床經(jīng)驗較少的內(nèi)鏡醫(yī)師讀片，結(jié)果顯示應用AFI辨識結(jié)直腸非息肉樣腫瘤病灶的敏感性和特異性與普通白光內(nèi)鏡相比并無明顯差異，但AFI的假陽性率顯著高于白光內(nèi)鏡。此外，與其他特殊染色法相比，AFI診斷結(jié)直腸癌病灶是否具有優(yōu)勢仍有待商榷。Inoue等[19]將49處結(jié)直腸淺表型腫瘤病灶分別應用白光內(nèi)鏡、AFI和色素內(nèi)鏡攝片，而后由3名內(nèi)鏡醫(yī)師分別評判顯像質(zhì)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)AFI辨識結(jié)直腸淺表型腫瘤病灶的能力明顯優(yōu)于普通白光內(nèi)鏡，與色素內(nèi)鏡效果相當，但在辨識結(jié)直腸淺表型腫瘤病灶邊界時，AFI雖優(yōu)于白光內(nèi)鏡，卻明顯不如色素內(nèi)鏡。

五、AFI的局限性

近年來AFI技術(shù)已被越來越多地應用于臨床診斷消化道腫瘤，認為AFI對消化道惡性腫瘤的診斷具有高度敏感性，對檢出形態(tài)特征不明顯的病變較普通內(nèi)鏡具有更大的優(yōu)勢，對提高早癌的檢出率具有重要意義[20]。但目前AFI技術(shù)仍存在一些局限性，在AFI被廣泛接受并用于指導臨床診斷消化道腫瘤前，仍有一些問題有待解決，如AFI的內(nèi)鏡圖像分辨率較低，使病灶顯示相對模糊，影響診斷；消化道黏膜炎癥和增生性病灶同樣可使黏膜層增厚，在AFI下顯示出近似于腫瘤病變的色調(diào)，從而影響炎性病灶與腫瘤病灶的鑒別診斷；AFI與其他特殊染色方法(如NBI、色素內(nèi)鏡等)相比，在診斷消化道腫瘤的準確性方面未顯示出明確的優(yōu)勢。故目前診斷消化道腫瘤、特別是早期平坦型腫瘤，AFI、NBI、色素內(nèi)鏡的聯(lián)合應用不失為一種理想策略。

綜上所述，AFI作為一種新穎的黏膜特殊染色技術(shù)，近年在臨床診斷消化道腫瘤領(lǐng)域取得了巨大進展，已有大量研究證實AFI較普通白光內(nèi)鏡在診斷消化道腫瘤方面具有明顯優(yōu)勢。但目前而言，AFI技術(shù)診斷消化道腫瘤仍存在不足和爭議之處，AFI技術(shù)和診斷理論的進一步完善尚有賴于更多高質(zhì)量的實驗室和臨床研究。

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