嵇迎春 黄礼年通讯作者
（蚌埠医学院第一附属医院；安徽蚌埠233000）
【摘要】肺癌的5年总生存率较低，但早期诊断者的5年生存率可获得显著提高。因此，早期诊治对提高肺癌生存率至关重要。传统的白光支气管镜对中央型肺癌诊断敏感度较高，但难以检测早期肺癌、癌前病变、不确定的肺小结节以及肺外周病变。为了克服这些局限性，支气管镜的技术不断发展，自体荧光支气管镜、超声支气管镜、共聚焦激光显微内镜等新型检测技术不断涌现。本文将介绍这些新型呼吸内镜技术，并探讨其在肺癌早期诊断方面的价值。
【关键词】肺癌；自体荧光；超声支气管镜；导航支气管镜；共聚焦激光显微内镜
[ 中图分类号 ]R2[ 文献标号 ]A[ 文章编号 ]2095-7165（2018）20-0225-02
前言
肺癌早期临床表现不显著，晚期易出现远处转移，导致诊断不及时、治疗效果差，5年总生存率仅约为17%。因此，肺癌的早期发现、早期诊断对提高患者的生存率至关重要。尽管传统的白光支气管镜（white light bronchoscopy，WLB）难以对早期肺癌、癌前病变或肺外周病变（peripheral pulmonary lesions，PPL）等进行定位和定性检查。随着呼吸内镜技术不断发展，新型支气管镜技术有望提高早期肺癌、癌前病变和肺小结节诊断率。本文将介绍这些新型呼吸内镜技术的工作原理、诊断价值、影响因素、优缺点以及并发症等方面，探讨其在肺癌早期诊断方面的价值。
1. 超声支气管镜
超声支气管镜（endobronchial ultrasonography，EBUS）是经超声微型探头引导，对气管壁、气管旁及纵隔内的病变组织进行穿刺活检的方法。EBUS根据探头的不同可分为：环扫探头EBUS（radial probe -EBUS，RP-EBUS）和凸面探头EBUS（convex probe -EBUS，CP-EBUS）。RP-EBUS在2.0 mm的工作通道，将EBUS超声探头送入远端较细的支气管。带导向鞘的超声支气管（EBUS using a guide sheath，EBUS-GS）在RP-EBUS基础上在引入一套导向鞘的微型探头，探头经支气管镜的工作通道或电磁导航系统的扩展工作通道进入目标病灶后对周结构实现可视化（即确定病灶部位），随后固定导向鞘，移除RP-EBUS，通过导向鞘进行各种取样仪器来对病变进行取样。导向鞘与RP-EBUS结合，可以确定中央气道的多层结构，还能检测肺癌的压缩/渗透正常肺组织的程度，以及肿瘤和邻近结构之间的关系，如淋巴结和血管。CP-EBUS因其凸面探头可以实时工作，较RP-EBUS更有优势。
EBUS对肺癌早期诊断具有重要临床意义。首先，EBUS对PPL的诊断率较高。Paone等[1]进行随机试验比较了RP-EBUS和经支气管活检术（transbronchialbiopsy，TBB）对PPL诊断价值。结果显示，对于直径≤2 cm和≤3 cm的病灶，RP-EBUS比TBB的诊断的灵敏度更高且具有显著差异（71% vs 23%，P ≤0.001；75% vs 31%，P=0.001）。因此，EBUS技术较传统的支气管镜检查技术在PPL诊断灵敏度方面有显著的优势。另外，EBUS对毛玻璃结节（ground glassopacity，GGO）病变也有一定的诊断价值。Ikezawa等[2]的研究表明EBUS-GS引导TBB对GGO病变的总体诊断率为65%。
影响EBUS的诊断率主要因素：（1）探针位置是否位于病灶内（“内部”位置），“内部”位置有最高的诊断率（68%-92.1%）[1]，是影响其诊断灵敏度最重要因素；（2）结节大小。RP-EBUS对于直径≤3 cm的病灶诊断的敏感度为75%，而对于直径≤2 cm的病灶诊断的敏感度为71%[2]；（3）是否存在支气管征象，支气管征象存在能显著提高EBUS的诊断率（P≤0.001）[1]。EBUS可能出现的并发症有：气胸、出血、肺部感染、短暂性谵妄等。
2. 导航支气管镜
因支气管树分支众多，传统的纤维支气管镜及其相关活检钳很难到达肺外周病变，导航支气管镜应运而生，更易获取周边型病变的样本。导航支气管镜分为虚拟导航支气管镜和电磁导航支气管镜。
2.1 虚拟导航支气管镜
虚拟导航支气管镜（virtual navigation bronchoscope，VBN）工作原理是通过计算机将螺旋CT扫描后的数据制备成仿真气管或支气管镜的三维图像，即虚拟支气管（virtual bronchoscope，VB）图像，在该图像引导下支气管镜按照计算机预先设定的路径到达病灶处。VBN可以显示出狭窄气道以外的区域，以及利用容积呈现法显示出气道外的结构，因此可用于评估气道狭窄、气管损伤、气管内占位或异物和支气管术后并发症等。
一项Meta-分析[3]就右上叶病变诊断问题评价了VBN组和非VBN组分别在X光透视引导下与UTB联用时的诊断率。结果显示，VBN组的诊断率较非VBN组的高且具有统计学差异（81.3% vs 53.2%,P = 0.004）。因此，该研究认为在诊断右上叶病变方面VBN与X射线透视法的结合提高了VBN在UTB检查中的作用。此外，VBN还其他优势，如：精确地识别病变部位，内视镜的旋转和屏幕的自动旋转功能等。
影响VBN诊断的因素：（1）阈值设定：阈值设定涉及到VBN能否对病灶进行准确定位；（2）适当旋转：在操作过程中支气管镜是否适当旋转，若旋转不当会使VB图像偏离真正的支气管图像；（3）结节大小：美国胸科医师学会（ACCP）指南报告说，VBN对于≥2 cm和≤2cm的PPL诊断的敏感度分别为63%和34%[4]。VBN的不足之处在于：（1）VBN不能实时引导支气管镜，需要在荧光支气管镜检查或EBUS-GS等技术引导下接近病灶的靶区；（2）联合多项支气管镜技术的操作不仅增加检查的成本，对操作者技术要求较高。VBN并发症发生率较低（0.2-1.8%），如：出血、炎症、短暂性心动过缓等，一般不会引起严重的并发症[4]。未来VBN不仅需要降低操作成本，还需不断改进图像导航系统。
2.2 电磁导航支气管镜
电磁导航支气管镜（electromagnetic navigation bronchoscopy，ENB）是结合了虚拟和传统的支气管镜技术，以图像为导向的、微创获取肺内病灶的方法。根据VB图像预先设定检查路线，患者平卧于电磁定位板上，经支气管镜的延长工作通道上的可定位装置进入支气管内靶区，移除可定位装置，在工作通道上获取病灶。
Sandeep等[4]研究发现，ENB引导下目标病灶的活检，组织获取率高达94.4%（910/964）。病理结果显示45.8%（417/910）是肺癌；964例患者中92.7%病灶位于肺外野/中野；可见ENB对肺外周病变有重要的定位诊断价值。该研究中，在247例被诊断为原发性肺腺癌或非小细胞肺癌的病变中，28.3%（70/247）的病例进行了分子基因检测，其中80.0%（56/70）的病例有足够的组织标本。这表明ENB能够基本满足拟行基因检测的病变所需的样本量。Gu等[5]研究认为ENB的诊断灵敏度为92.9%，可见ENB对小型PPL有着很高的临床诊断价值。此外，ENB其他的技术优势：如侵入性较小、舒适、省时；诊断的准确性高；可以检测肺上叶的周围型病变。
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影响ENB诊断率的因素：导航时间、操作频率和实际导航错误。ENB并发症少；主要的并发症是气胸。目前微创手术对非边缘的肺小结节仍难以定位，而ENB引导下染色标记可以辅助定位。未来的研究应该应侧重于为ENB建立明确的选择标准，这将有助于在评估新的肺结节时选择最佳诊断方式。
3. 自体荧光支气管镜
自体荧光支气管镜（autofluorescence bronchoscopy，AFB）根据支气管黏膜上皮细胞显示出不同的荧光判断该细胞是否发生了病理学变化，这有助于肺癌的早期诊断。当紫色光或蓝光照射在正常支气管黏膜组织上，会显示出绿色（G）荧光；照射在病变组织上，则会显示出红色（R）荧光；照射在异型组织，会显示呈稍弱的红色或更弱的绿色荧光。测量R荧光、G荧光信号的强度并计算R/G信号强度比值可以辅助支气管黏膜病变的定性诊断。
Zheng等[6]的研究对色彩空间（红色、绿色、蓝色的RGB和HSV系统）进行了定量分析：在正常组织与炎症组织之间、正常组织与浸润型癌之间的P值均≤0.001，这表明G/B值不仅是测量正常组织的理想指标，还是鉴别浸润癌和良性病变的指标。在浸润型癌鉴别炎症组织（P=0.00）和正常组织（P=0.00）时，H值有显著差异；在炎症和正常组之间的H值是不同的（P=0.016），这表明H值不仅可以鉴别浸润癌和良性疾病，还可以提高AFB的准确度。这些比值量化对良、恶性病变进行鉴别诊断，简单而迅速。Lee等[7]研究表明在鉴别良、恶性病变方面，当R/G值=0.54时AFB诊断的敏感度为85%、特异度为80%。显然，对于R/G值具体为多少时能达到最高的诊断效能仍是需要进一步研究的问题。
AFB安全性较高，极少发生出血、气胸、气道撕裂等并发症。AFB也有一些局限性：（1）特异度低。在黏膜炎症、肉芽肿、疤痕组织和黏膜损伤的情况下加速血液流动和新陈代谢，显示出R荧光，易与癌前病变、原位癌和浸润癌混淆；（2）AFB无法判定癌前病变到达何种程度，也无法对异型增生进行分级（轻度、中度还是重度）。
4. 共聚焦激光显微内镜
共聚焦激光显微内镜（confocal laser endomicroscopy，CLE）是一种能够直接进入肺泡腔的光学技术和内镜方法。操作前组织需要被荧光造影剂染色，然后在支气管镜的工作通道中引入显微镜探针（使组织的放大率达到1000倍，观察亚细胞水平成像），当探针与被染色组织接触时，形成活体共焦显微镜图像，以便进行活检等操作。
Sorokina等[8]通过基于探头的共焦激光显微镜（probe-based CLE，pCLE）技术对离体、活体的肺癌病灶进行研究，发现腺癌细胞标本的基质成分有一个高度荧光的区域，鳞癌细胞标本多有基质成分，表现为“双性”分支、高荧光纤维，而小细胞癌标本中则没有发现基质成分。这些可视化的光学显微镜特征，便于对肺癌的病理类型进行早期诊断。以往，pCLE由于探头尖端的硬度，通过显微镜探针难以到达双肺上叶远端的结节。Hassan等[9]通过0.6mm的小探头来克服这个困难且不影响对肺泡结构和异常形态的识别。该研究显示，联合应用EBUS和pCLE技术对48例诊断的准确度可达79.2%。可见pCLE技术对肺外周孤立性恶性结节有较高的诊断率，但该研究样本量偏少，有待进一步研究以评价其诊断效益。
目前，CLE技术对于肺癌早期诊断还处于实践阶段，有以下不足：（1）CLE技术缺乏实时引导功能，需要与EBUS相结合以实现对组织实时地可视化并进一步提高诊断的准确度；（2）荧光造影剂可引起过敏等不良反应；（3）其价格较为昂贵，检查花费时间较长。未来CLE技术需使用新型荧光造影剂以提高安全性；改善图像质量以显示更清晰的细胞核及其他亚细胞结构以对异型增生进行分级。
总结和展望
早期发现是提高肺癌患者生存率和改善预后的关键。新的呼吸内镜技术的发展和联合应用将为活检提供安全、有效的途径，有助于提高肺癌早期诊断的灵敏度，支气管结构提供高分辨率的三维虚拟图像，对肺癌的诊断产生革命性的影响。
参考文献
[1] Paone G, Nicastri E, Lucantoni G, et al. Endobronchial ultrasound-driven biopsy in the diagnosis of peripheral lung lesions.[J]. Chest, 2005, 128(5):3551-3557.
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[3] Asano, F., R. Eberhardt, and F. Herth, Virtual bronchoscopic navigation for peripheral pulmonary lesions[J]. Respiration, 2014. 88(5): p. 430-40.
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[7] Zheng X, Xiong H, Li Y, et al. Application of Quantitative Autofluorescence Bronchoscopy Image Analysis Method in Identifying Bronchopulmonary Cancer[J]. Technology in Cancer Research & Treatment, 2016, 16(4).
[8] Sorokina A, Danilevskaya O, Averyanov A, et al. Comparative study of ex vivo probe-based confocal laser endomicroscopy and light microscopy in lung cancer diagnostics.[J]. Respirology, 2014, 19(6):907-13.
[9] Hassan T, Thiberville L, Hermant C, et al. Assessing the feasibility of confocal laser endomicroscopy in solitary pulmonary nodules for different part of the lungs, using either 0.6 or 1.4 mm probes.[J]. Plos One, 2017, 12(12):e0189846.
基金项目：国家临床重点专科建设项目基金（编号2012-649）
论文作者:嵇迎春,黄礼年通讯作者
论文发表刊物:《医师在线》2018年10月20期
论文发表时间:2019/3/21
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