細胞內鏡在結腸病變中的應用進展

陳亞麗 尹躍霏 綜述 張德奎 審校

(蘭州大學第二醫院消化內科，蘭州 730000)

內鏡檢查的目的之一是早期發現惡性病變，但對一些小的、扁平或凹陷性腫瘤病變仍難以發現。細胞內鏡(endocytoscopy,EC)可觀察到亞細胞水平，多項研究[1～4]表明EC能清晰顯示消化道黏膜細胞及細胞核、結構的異型性，為消化道疾病的診治開創了新天地。本文對EC在結腸病變中的應用研究進行文獻總結。

1 EC系統

EC是基于光學接觸顯微原理，在放大內鏡基礎上發展而來的一種具有超高分辨率、超高放大倍數的接觸型內鏡，利用活體染色和顯微探針接觸組織表面直接觀察表淺上皮層細胞結構，與普通光學內鏡相似，含光源和圖像處理器[5]。有關EC的應用研究近年來較多，主要集中于消化系統，可觀察到亞細胞水平[6]。

EC主要分為2類：導管EC和集成式EC，前者借助治療內鏡的通道進行檢查。導管EC鏡身總長380 cm，外直徑3.2 mm，其中XEC-300可放大450倍(14英寸顯示屏)或570倍(19英寸顯示屏)，視野范圍300 μm×300 μm；XEC-120可放大倍數1100倍(14英寸顯示屏)或1390倍(19英寸顯示屏)，視野范圍120 μm×120 μm。集成式EC鏡頭位于鏡身遠端，視野范圍可調節，鏡身長103～133 cm，外直徑10.7～13.6 mm[7]。第1代集成式EC有雙重調節裝置(XCF-260EC1)，最高放大580倍,觀察組織深度50 μm，視野范圍400 μm×400 μm，用單觸開關調節后可從常規放大連續增加到超高倍放大觀察，無須更換內鏡。第2代集成式內鏡(CF-Y0020-I)可放大380倍(電子放大600倍)，觀察組織深度 50 μm，視野范圍700 μm×600 μm(440 μm×380 μm)[5～7]。

為提高組織間對比需對病變染色，染色前用水或粘液溶解劑如10%N-乙酰半胱氨酸沖洗黏膜表面。3種染色方案(0.05%晶體紫、1%亞甲基藍、0.05%晶體紫與1%亞甲基藍)染色后核和腺體的可見度對比發現，0.05%結晶紫和1%亞甲藍雙染能快速清晰顯示細胞核和腺體，是最佳的結腸黏膜染色劑[8]。雙重染色法保證了細胞核的良好對比，染色約需1 min，這也是EC的一個缺點。

2 EC下結腸病變分類

2.1 EC下結腸黏膜分類(EC分類)

Sasajima等[1]根據結腸黏膜腺體及細胞核形態對結腸病變進行分類，EC0a：腺體均勻，腺腔圓形；EC0b：腺體均勻，腺腔鋸齒狀；EC1a：腺體均勻，管腔裂隙狀，核梭形淡染；EC1b：腺體均勻，核大深染；EC2：腺體不規則，核大扭曲；EC3：腺體結構破壞，核大扭曲；EC0為非腫瘤性病變，EC1～EC3為腫瘤性病變[1]。Kudo等[2]改進了EC分類，EC1a：腺腔圓形，大小一致的梭形細胞核規律排列，代表正常黏膜；EC1b：腺腔窄，鋸齒狀，核小而圓密集排列，對應增生性息肉；EC2：腺腔裂隙狀、平滑，核均一梭形或圓形，對應發育異常；EC3a：腺腔不規則、粗糙，核圓，量多，代表高級別異型增生和黏膜下癌;EC1b識別非腫瘤病變的敏感性為100%，特異性100%(P<0.05)；EC3a與異型增生和微侵襲黏膜下癌鑒別的敏感性為90.1%、特異性99.2%(P<0.05)。Rotondano等[3]報道EC分類與最終病理診斷的一致性很高，正常黏膜、低級別腺瘤、高級別腺瘤、浸潤性癌的陽性預測值分別是100%、93.1%、90.1%、100%。以上研究均表明EC分類在區分腫瘤性與非腫瘤性病變中有很高的診斷準確性。

2.2 EC下血管分類

Kudo等[2]根據EC下結腸病變微血管狀態將圖像分3類，EC-V1：表面微血管模糊；EC-V2：表面微血管管徑均勻，排列整齊；EC-V3：表面微血管擴張，管徑和排列不規則，分別代表非腫瘤性病變、腫瘤性病變、浸潤性癌。EC-V1診斷增生性息肉、EC-V3診斷浸潤性癌的準確性分別是99%和88.6%。EC-V分類診斷所需時間比EC-C分類短[EC-V：(103.0±25.2)s vs. EC-C：(271.1±82.6)s，P<0.001]。

3 EC在結直腸病變中的應用研究

EC側重于觀察上皮表淺層細胞、細胞核、結構異型性，與組織病理學診斷過程類似，實現了即時活檢。組織活檢評估的病變范圍有限，可能并不代表整個病變的病理診斷，EC可評估的病變范圍相對較廣，降低診斷誤差。目前，EC在結直腸病變中的應用研究較多。

3.1 浸潤性結腸癌

浸潤性結腸癌有轉移傾向，低風險黏膜下浸潤癌行內鏡下黏膜切除后長期預后較好。在腫瘤治療前準確判斷腫瘤浸潤深度及預測轉移風險對于決定內鏡治療或手術至關重要。EC下多因素分析表明：腺腔不清、核高度腫大、多層核對診斷黏膜下廣泛浸潤癌或更深程度浸潤癌最具價值[4]。EC對黏膜下廣泛浸潤癌診斷的敏感性、陰性預測值和準確性均明顯高于窄帶成像和pit模式[4]。Sako等[9]報道EC可用于組織學評估表淺層的T1期結腸癌，腺體融合與淋巴結轉移密切相關，建議此類患者行淋巴結清掃。

腫瘤浸潤靜脈或淋巴管是重要的轉移危險因素。超高放大內鏡結合窄帶成像(endocytoscopic narrow band imaging，EC-NBI)能實時評估惡性腫瘤浸潤深度、血管浸潤情況，血管直徑和大腸腫瘤微血管口徑變化與侵襲靜脈滲透深度有關，特別是在T1癌；原位癌與T1～T3期癌腫瘤血管直徑及口徑變化有顯著性差異；T1期癌腫瘤血管直徑越大，腫瘤血管管徑變化越明顯，與靜脈滲透密切相關；T2、T3期癌中，較大的腫瘤血管管徑變化與靜脈滲透顯著相關[10]。EC計算機輔助診斷系統(computer-aided diagnosis system for endocytoscopy，EC-CAD)無須染色即可觀察病變，實時評估血管滲透或腫瘤浸潤深度，依據設計的診斷程序直接得出腫瘤或非腫瘤性診斷，提高結腸黏膜下浸潤癌的診斷水平[11]。Nakamura等[12]參照Kudo等[2]提出EC下血管形態分類方法，對EC-NBI下的微血管進行評估，結果顯示血管口徑擴張、微血管網缺失、血管口徑變化、串珠征與黏膜下浸潤癌高度相關；EC-NBI診斷黏膜下深部浸潤性癌的敏感性、特異性和準確性分別為96.3%、97.1%和97%。Takeda等[13]定義EC-CAD診斷浸潤性癌正確率≥90%為高可信度診斷，高可信度診斷浸潤性癌的敏感性、特異性、準確性、陽性預測值和陰性預測值分別為98.1%、100%、99.3%、100%和98.8%。Misawa等[11]報道EC-CAD對結直腸病變總體診斷準確率高于內鏡學員，與內鏡專家診斷水平相似。

大腸側向發育型腫瘤(laterally spreading tumor，LST)由于形態特殊,內鏡下治療較其他帶蒂及較小的息肉困難,原則上轉移風險低者可內鏡下完整切除，腸壁浸潤深度影響 LST 的治療[14]。Kudo等[15]將直徑>10 mm的腫瘤性病變按形態分為大腸側向發育-顆粒型(LST-G)，大腸側向發育-非顆粒型(LST-NG)，隆起型，凹陷型，他們認為EC是評價LST-NG病變浸潤深度的一個非常有用的方法。EC診斷LST-NG病變準確率(90.5%)顯著高于隆起型病變(80.6%，P<0.05)，對LST-NG病變的診斷準確率EC分類(90.5%)顯著高于pit分類(79.3%，P<0.001)[15]。

3.2 息肉

結直腸腫瘤性息肉需要全部切除，因此，早期發現并區分不同類型的息肉，采取合適的治療措施可能降低結腸癌發生率。EC-CAD通過分析核的特點能夠即時對大腸息肉自動分類，識別腫瘤病變的敏感性高達92.0%，準確性達89.2%，診斷一個病變只需要0.3 s；EC-CAD對于極小息肉(≤5 mm)、小息肉(≤10 mm)診斷準確率分別是89% (95%CI：83%～94%)和89% (95 %CI：84%～93%)，明顯優于非專家組內鏡醫師[73%(95%CI：71%～76%)，P<0.001；76%(95%CI：74 %～78 %)，P<0.001]，與專家組相當[90% (95%CI：87%～93%)，P=0.703；91% (95%CI：89 %～93 %)，P=0.106]。以上均表明EC-CAD能有效管理極小和小息肉，非專家內鏡醫師也能容易做出準確診斷[16]。

大約有20%的結腸癌由結腸鋸齒狀息肉發展而來[17]，因此，內鏡下早期發現這些病變，采取積極治療措施尤為重要。結腸鋸齒狀息肉分3類：增生性息肉、無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉、傳統鋸齒狀腺瘤，后2種極易發展為結直腸癌。增生性息肉和無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉外觀相似，普通內鏡常難以區分。EC能清晰顯示鋸齒狀息肉腺腔和核形狀，增生性息肉腺腔多呈星型，核小而圓；無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉腺腔多呈橢圓形，核小而圓；多數傳統鋸齒狀腺瘤腺腔呈鋸齒或絨毛狀，核梭形，并且鋸齒或絨毛狀腺腔只見于傳統鋸齒狀腺瘤，因此，區分傳統鋸齒狀腺瘤和增生性息肉、無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉的顯著特征是梭形核，絨毛狀或鋸齒狀的腺腔；橢圓形腺腔與星形腺腔分別是無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉和增生性息肉的顯著特點；以腺腔特點為重點的分類方式能鑒別無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉與其他鋸齒狀息肉，敏感性為83.3%，特異性為97.8%[18]。無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉是自下而上發生，在擴張腺管占據黏膜全層的病變中，EC診斷無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉的有效性有限[19]。

隱窩擴張是無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉的重要提示，Ogawa[20]對EC下腺腔實際擴張程度進行評估，無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉和增生性息肉的腺腔面積分別是4152、2117 μm2。ROC分析顯示管腔面積界值為3068 μm2時區分無蒂鋸齒狀腺瘤/息肉和增生性息肉的敏感性為80%，特異性為77.3%，準確率為78%，ROC曲線下面積為0.865。管腔面積界值≥556 μm2能準確區分增生性息肉與正常黏膜(敏感性98.5%，特異性100%，準確率98.7%，ROC曲線下面積為0.998)。

EC不僅有助于診斷腫瘤性病變，而且有助于非腫瘤性病變，如幼年性息肉(juvenile polyps，JPs)的診斷。JPs是一種錯構瘤性息肉，是大腸癌的危險因素之一，常難與腺瘤、炎性息肉、增生性息肉伴炎性改變相鑒別。EC下JPs特征如下：擴張的腺管周圍有正常腺細胞；腺體基底層間距離較大；炎細胞間質浸潤[21]。

3.3 炎癥性腸病(inflammatory bowel disease，IBD)

IBD包括潰瘍性結腸炎和克羅恩病，有發展為結腸癌的風險。內鏡對于IBD的早期診斷、炎癥程度評估、治療效果評價及預后判斷均有重要意義。目前認為組織學緩解是炎癥性腸病的治療目標之一[22]，常規組織學檢查需取組織活檢，EC有超高的放大能力，可識別腸黏膜隱窩、炎細胞浸潤、內皮細胞進而評估腸黏膜炎癥程度。一項對40例IBD的研究顯示EC識別炎癥細胞的敏感性和特異性分別為中性粒細胞60%和95%、嗜堿粒細胞74.43%和94.44、嗜酸性粒細胞75%和90.48%和淋巴細胞88.89%和93.33%，EC與組織病理學對腸道疾病活動度分級的一致度達100%[23]。

EC下隱窩形狀和間距、淺表微血管顯示情況與組織病理分級相關。EC組織評分(endocytoscopy score，ECSS)定義為隱窩形狀(0～3分)、隱窩間距(0～2分)、淺表微血管的可見性(0～1分)的總和[24]。Nakazato等[25]對64例臨床和內鏡緩解的潰瘍性結腸炎進行EC檢查，并計算ECSS和Geboes評分，2種評分系統對組織學緩解判斷的一致性κ值為0.72，ECSS對組織學緩解判斷的準確性更高，敏感性為0.77，特異性為0.97，診斷準確性為0.86。

Maeda等[26]根據EC-NBI圖像能見度，毛細血管增加、口徑擴張程度對圖像分類如下：模糊，毛細血管不清晰；可見，毛細血管清晰可見；血管形成增加；擴張，毛細血管口徑異常(血管口徑是周圍血管的3倍)。EC-NBI圖像模糊不清表明疾病不活動，可見，血管擴張說明急性炎癥活動。EC-NBI與組織學相關性很強(r=0.871，P<0.01)，對急性炎癥診斷的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別是84%、100%、87.1%、100%和92.3%；診斷特異性、陰性預測值、準確性均優于傳統內鏡(P<0.001，P=0.001，P=0.047)。EC可能有助于炎癥性腸病的黏膜炎癥分級和臨床治療效果的判斷，是可行、安全的內鏡成像技術，但目前研究結果都是基于小樣本、單中心研究，仍需要大宗、前瞻性多中心控制性研究進一步證實。

3.4 類癌

類癌的組織HE染色見腫瘤細胞核小，均勻、邊界不清，胞質細小，呈小巢狀和索狀排列，EC下圖像細胞巢含有小而均勻的細胞核，類似于組織病理學HE染色后的結果[27]。EC可能成為類癌有用的體內組織病理學診斷方法。

4 展望

EC作為一種新型內鏡，具有一定的臨床應用價值，可以實現亞細胞水平的觀察，能夠早期發現惡性病變，幫助臨床醫師早期采取恰當的診療措施，降低惡性病變的死亡率。但EC目前仍處于發展的早期階段，尚未引入臨床應用，在實際應用中仍存在較大困難，操作難度大等特點限制了其臨床應用，還需要不斷發展完善，提高其臨床易用性。我們期待在不久的將來EC能夠實現臨床應用。