自體熒光支氣管鏡在診斷肺癌中的價值

沈蔚 陳眾博 鄧在春

[摘要] 目的 探討自體熒光支氣管鏡（autofluorescence imaging bronchoscopy，AFB）在支氣管肺癌早期診斷中的價值。 方法 2011年12月～2013年12月對寧波大學醫學院附屬醫院呼吸內科104例懷疑為肺占位性病變的患者使用白光支氣管鏡（white light bronchoscopy，WLB）聯合AFB檢查，觀察AFB在支氣管肺癌診斷中的價值。采用SPSS 20.0統計學軟件，采用Pearson卡方檢驗比較診斷的敏感度和特異度，以P < 0.05為差異有統計學意義。 結果 所有患者均接受了基于WLB及AFB的檢查。WLB聯合AFB的敏感度、特異度分別為74.2%、40.3%；WLB的敏感度、特異度分別為59.4%、49.6%；AFB的敏感度、特異度分別為90.1%、26.4%；WLB聯合AFB與單用WLB相比，兩者敏感度差異有統計學意義（P < 0.05），而特異度差異無統計學意義（P > 0.05）；WLB聯合AFB與單用AFB相比，敏感度及特異度差異均有統計學意義（P < 0.05）。 結論 聯合使用WLB和AFB能改善單用AFB特異度較低的不足，進而強化鏡下診斷肺癌的特異性。

[關鍵詞] 自體熒光支氣管鏡；支氣管肺癌；敏感度；特異度

[中圖分類號] R734.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-7210（2015）02（a）-0071-05

肺癌是世界上癌癥和癌癥相關死亡最普遍的原因[1]，占每年新發癌癥診斷的13%，是男性和女性癌癥相關死亡的首要原因，占所有癌癥患者死亡比例的29%。肺癌患者的生存時間與診斷時疾病的分期和腫瘤大小高度相關。早期肺癌的5年生存率為49%，而晚期肺癌的5年生存率降到2%。在侵襲前的0期肺癌患者（原位癌）5年生存率大于90%。但目前，僅16%的肺癌患者在早期被診斷，很少有患者在0期被診斷，導致肺癌整體5年生存率僅15%。而早期診斷是肺癌診療中最為重要的一步[2]。早期中央型肺癌（central type early lung cancer，CELC），可僅有輕微支氣管黏膜改變，難以被白光支氣管鏡（ehite light bronchoscopy，WLB）所發現。臨床診療中常用的WLB對于中央型支氣管肺癌的敏感度較低，尤其是在發現早期中央型肺癌時常導致鏡下漏診的情況出現[3]。近年來自體熒光支氣管鏡（autofluorescence imaging bronchoscopy，AFB）的臨床應用顯著提高了鏡下對支氣管肺癌尤其是癌前病變診斷的敏感度[4]。本研究對寧波大學醫學院附屬醫院呼吸科121例臨床懷疑為支氣管肺癌的住院患者施行了AFB及WLB檢查，旨在評估AFB在支氣管肺癌診斷中的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2011年12月～2013年12月對寧波大學醫學院附屬醫院呼吸科121例臨床懷疑為肺癌的住院患者進行支氣管鏡檢查。所有患者均了解并簽署了支氣管鏡檢查知情同意書。

1.2 納入及排除標準

納入標準：年齡18歲以上，胸部影像學高度疑為肺癌，或痰細胞學檢查陽性患者。排除標準：近3個月內心肌梗死、腦出血、腦梗死、認知功能障礙、未解決的凝血功能障礙、不穩定型心絞痛、慢性心力衰竭、未控制的心律失常或高血壓、肺功能不能耐受支氣管鏡檢查者。所有患者均接受了胸部CT、血氣分析、心電圖、血常規、肺功能、凝血功能、人類免疫缺陷病毒、快速血漿反應素、乙型肝炎表面抗原等檢查和評估，最終121例患者中有104例納入研究且完成了所有檢查。

1.3 檢查方法

所有的支氣管鏡檢查均由同一名擁有10年以上經驗豐富的呼吸內科醫師使用WLB、AFB支氣管鏡在內鏡中心的同一臺呼吸內鏡主機上操作完成。檢查過程中對患者的以下生命體征進行了監測：無創動脈血壓、經皮氧飽和度以及心率。在研究中使用的支氣管鏡為BF-F260和視頻處理主機EVIS LUCERA光譜（CV-260SL，奧林巴斯公司）。鏡下的視頻圖像呈現在一臺19英寸的液晶顯示器中（OEV-191，奧林巴斯公司）。支氣管鏡檢查方法按照常規流程執行，患者平臥位，用2%利多卡因液充分麻醉口咽部，經口插入支氣管鏡。首先使用WLB對氣管、支氣管樹逐步按順序進行檢查，一旦發現病變部位則拍攝相應部位的照片；之后再切換至AFB模式重新檢查一遍氣管、支氣管樹，拍攝AFB模式下發現異常的病變部位。由助手來記錄在哪種模式下觀察到何種特點的病灶顯影。拍照完成后對所有模式下發現異常的病灶部位進行活檢。不同部位使用不同活檢鉗，取得的標本按部位不同分瓶送檢。為避免支氣管鏡操作醫師的主觀意識影響，對每個病變部位取5塊組織標本，每塊組織標本大小均要求目測大于2 mm。為避免出血后可能導致的鏡下視野模糊，活檢順序按“遠-近”的原則進行。根據Haussinger等[4]2005年制訂的WLB及AFB鏡下分級方法對兩種模式下觀察到的黏膜異常進行分級。兩種技術的比較，以組織病理學的結果作為金標準。觀察WLB及AFB在各自鏡下顯影的特點及敏感度、特異度。

1.4 分級標準

1.4.1 WLB鏡下分級標準 WLB-Ⅰ：先天解剖異常，外壓型病變，單純管腔間脊增寬，黏膜色澤正常，無充血水腫；WLB-Ⅱ：黏膜充血、水腫、肥厚、色澤改變、血管聚集和扭曲；WLB-Ⅲ：黏膜粗糙，表面顆粒樣改變或明顯新生物。

1.4.2 AFI鏡下分級標準 AFI-Ⅰ：解剖異常，黏膜綠色；AFI-Ⅱ：黏膜色澤輕度改變為粉紅或棕色；AFI-Ⅲ：黏膜變成典型的品紅色或紫紅色。

1.5 統計學方法

采用SPSS 20.0統計學軟件進行數據分析，采用Pearson χ2檢驗比較診斷的敏感度和特異度。以P < 0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 入組及一般情況

121例患者中，104例完成了所有WLB及AFB檢查過程，其中，男76例（73.1%），女28例（26.9%），年齡39～84歲，平均（62±11）歲。患者中65例（65.4%）為重度主動吸煙者。

2.2 AFB與WLB鏡下分級診斷

104例患者中WLB顯像異常73例，其中，WLB-Ⅱ 21例，WLB-Ⅲ 52例；AFB顯像異常98例，其中，AFB-Ⅱ 69例，AFB-Ⅲ 29例。

2.3 鏡下活檢病理分型

104例患者共取得病理標本129份（部分患者對多個部位進行了活檢）。將鱗癌、腺癌、小細胞癌、未分類癌、中-重度不典型增生判斷為陽性，將正常支氣管黏膜組織、黏膜慢性炎、明確的各種良性病變、輕度不典型增生定義為陰性。129份活檢標本中有101份（78.3%）陽性，28份（21.7%）陰性，其中，最常見為鱗癌48例，其次為腺癌39例。見表1。

表1 鏡下活檢病理分型

2.4 鏡下敏感性、特異性分析

129份標本的病理結果分別對比兩種技術鏡下的觀察結果發現，WLB鏡下黏膜異常率為49.6%（64/129），與病理結果的符合率為93.8%（60/64）；AFB鏡下觀察黏膜異常率為73.6%（95/129），與病理結果的符合率為70.5%（91/129）；WLB+AFB鏡下黏膜異常率為59.7%（77/129），與病理結果的符合率為72.9%（75/77）。通過本研究發現，AFB具有很高的敏感度優勢（90.1%），但是其特異度則是三種方法中最低的（26.4%），而WLB的特異度最高（49.6%）。聯合使用WLB和AFB能夠改善AFB的特異度缺陷（40.3%）。經統計學分析，WLB對比AFB，兩者敏感度及特異度差異均有統計學意義（P < 0.05）；WLB與WLB聯合AFB相比，兩者敏感度差異有統計學意義（P < 0.05），而特異度差異無統計學意義（P > 0.05）；AFB與WLB聯合AFB相比，敏感度、特異度差異均有統計學意義（P < 0.05）。WLB、AFB及WLB+AFB三種方法對肺癌診斷的敏感度、特異度見表2。

表2 WLB、AFB及WLB聯合AFB對肺癌診斷的敏感度、特異度（%）

注：WLB：白光支氣管鏡；AFB：自體熒光支氣管鏡

3 討論

自體熒光是由組織內部的熒光蛋白基團吸收特定波長的光照后所產生[5-7]。由于腫瘤組織和正常上皮組織存在化學結構差異，導致激發的熒光由此而不同[8]。正常黏膜、增生、原位癌及侵襲性癌，不同組織所呈現出的綠色熒光逐漸減弱而紅色熒光逐漸增強的漸變差異，可通過高分辨率成像系統所呈現出來，由此鑒別出不同組織自發熒光顏色間的差別。在正常的支氣管黏膜具有較高強度的熒光反射，而腫瘤的自體熒光反射力減弱，且與病變進展程度成反比，該特性能幫助鑒別正常組織與惡性腫瘤病變鏡下的差異。AFB是將細胞的熒光特性和電子成像技術相結合而產生的支氣管鏡，主要用于支氣管肺癌癌前病變及癌變組織的探查，其利用正常組織和癌變組織熒光特性不同的特點，當紫色光（波長400～440 nm）照射正常支氣管黏膜時，黏膜反射波長范圍520 nm左右的綠色熒光及微弱的波長630 nm左右的紅色熒光，而癌變組織的熒光強度降低可達10倍，同時綠色熒光與紅色熒光強度比由5∶3變為2∶3。

腫瘤病灶在WLB和AFB鏡下主要有5種表現：①熒光與白光顯示異常區域一致。隆起于黏膜生長的新生物往往是此類表現，新生物基底較窄，與周邊黏膜分界清楚，周邊黏膜無水腫。此類鏡下表現較多見。②熒光異常區域小于白光異常區域。腫瘤組織呈侵襲性生長，鏡下觀察發現腫瘤邊界不清、黏膜充血水腫明顯，白光下腫瘤組織和水腫黏膜混雜在一起，難以通過肉眼分辨。而熒光支氣管鏡下則可以將它們甄別開來，通過熒光的照射，能顯示腫瘤真實侵犯的邊界。③熒光異常區域大于白光異常區域。見于腫瘤組織周圍壞死物較多合并有痰液附著，此類較少見。④熒光異常區域白光正常。主要見于支氣管黏膜癌前病變（中-重度異型增生、原位癌），這也是AFB的重要價值所在。⑤白光異常區域熒光正常，主要見于瘢痕或良性增生結節等情況。

WLB已經被臨床醫師使用多年，但由于其無法在鏡下特異性顯示出黏膜變化，尤其在早期中央型支氣管肺癌的鏡下診斷中難以有所作為，因此常被臨床醫師所詬病。WLB對黏膜異型增生或原位癌等早期癌變黏膜的微小變化難以察覺，對中央型肺癌黏膜受累的范圍判斷能力亦有限，僅能發現29%的原位癌，而很難發現直徑<5 mm的淺表病變[7]。AFB的出現似乎能夠解決以上問題，AFB的特性在理論上顯示其具備WLB所不具有的差異性鏡下顯影的特點。而支氣管檢查過程中聯合使用AFB則能幫助臨床醫生發現單用WLB難以觀察到的支氣管黏膜病變[9-10]。近年來，國外大量的研究亦證實了AFB在診斷支氣管肺癌中具有的高敏感度的特點，而聯合使用WLB+AFB相比較單用WLB在鏡下診斷中-重度異型增生及原位癌的敏感度提高了1.4～6.3倍[4，11-12]。在本研究中，AFB亦顯示出了較WLB更高的敏感度的優勢。然而，AFB高敏感度（90.1%）的背后卻包含著是其特異度較低（26.4%）的缺點。近幾年來，國內外多家研究中心均發現[9-12]，單用AFB篩查肺癌是存在很多疑問的，其特異度低的問題使得支氣管鏡操作者在鏡下常會發現多處“異常點”，而事實上這些“異常”是由于諸如分泌物、出血、黏膜水腫等問題所導致，而這些顯影特點與早期支氣管肺癌的黏膜異常顯影類同，這樣的困擾導致很多臨床醫師放棄了AFB在臨床的應用。

如何在支氣管鏡檢查過程中保證AFB較高敏感度的同時改善其特異度是值得研究的課題。本研究結果顯示，WLB聯合AFB能夠改善WLB敏感度較低的缺點，同時保持較好的特異度，相比WLB的特異度（49.6%）而言，WLB+AFB的特異度雖然有所下降（40.3%），但兩者相比并無統計學差異。同時本研究也發現，WLB聯合AFB相比單用AFB技術的敏感度明顯下降，且兩者的敏感度差異具有統計學意義。這可能是由于操作者已經有一定的主觀意識，預計到AFB模式下觀察到的異常往往存在假陽性的表現，因此會對照之前使用的WLB模式所觀察到支氣管黏膜特點而做出綜合判斷，由此降低WLB+AFB的敏感度。當然，我們也注意到這種具有自我誤導的現象在支氣管鏡操作醫生身上很難避免。

近年來，AFB應用價值的研究層出不窮，綜合多個國內外研究發現，AFB鏡下觀察到的假陽性主要由以下原因所導致：咳嗽、炎癥、支氣管鏡摩擦、氣道分泌物等。此外，支氣管鏡操作醫師使用AFB模式觀察支氣管黏膜與使用普通白光支氣管鏡略有不同，使用AFB時需要操作者擁有更為優秀的操作技能及鏡下對黏膜病變的評估經驗，避免假陽性的出現。多個研究表明[5-6]，不同操作經驗的醫師使用不同檢查設備對支氣管肺癌的診斷敏感度、特異度差異較大。因此，如何規范操作、評估方法以期提高AFB的特異度也是今后要繼續研究的方向。

聯合WLB+AFB能使WLB或AFB的優缺點得到平衡，WLB+AFB相比WLB提高了敏感度，而相比AFB，WLB+AFB則能提高特異度。本研究發現，WLB聯合AFB不但沒有進一步提高AFB的敏感度，反而有所降低，這是本研究有所困惑的問題。分析可能與兩個原因有關，第一個原因是，正如前面所提到的，由于AFB假陽性較高的原因，導致操作者在第2次使用AFB觀察病灶時會有自我否定的情況出現。另一個原因可能是由于本研究的樣本量較小，可能在病例收集上存在一些偏差。多個研究已經證實了AFB在診斷早期中央型肺癌具有一定價值，但是如何改善其特異度是需要進一步研究的課題[2，7]。

AFB對手術切除范圍的評估亦具有較好的應用價值，國外研究結果證實了這一點[2-3，13]。無論是術前觀察病灶侵襲范圍、觀測病灶侵及遠-近端支氣管間脊、評估手術是否需要切除鄰近的葉段支氣管，AFB都具有重要的應用價值。而術后使用AFB對支氣管吻合口進行評估亦具有臨床應用價值。當然，無論是術前評估還是術后復查，僅僅依靠AFB是不夠的，因為肺癌的生成、生長及轉移不單純是腫瘤組織在黏膜間的轉移，它還通過淋巴及血管轉移，現有的評價肺癌支氣管黏膜侵襲范圍的評估必須結合特殊光支氣管鏡及活檢病理學兩大依據。此外，一項隨訪研究發現，術前WLB下黏膜正常、AFB下黏膜異常而病理活檢報告為陰性的部位，在8～33個月隨訪后全部發展為肺癌[14]。該項目研究認為，AFB遠期診斷價值可能高于組織病理學檢查[15]。筆者認為支氣管鏡下活檢無論是獲取的標本數量、活檢范圍、組織深度均存在一定缺陷，AFB顯影異常、活檢標本局部可能為陰性，而存在未被活檢到的組織已經出現中-重度異型增生的可能，以上推論有待進一步研究證實。

目前，除了常規使用的WLB及AFB以外，窄帶成像（narrow band imaging，NBI）技術也已經逐漸在臨床中被應用開來。研究顯示[7，16]，NBI不但具有特異地顯示腫瘤病灶表面增生、紊亂的血管的特點，而且較WLB、AFB具有更為顯著的特異度的優點。而聯合使用WLB+AFB+NBI不但能改善AFB的特異度，而且還能維持很好的敏感度優勢[7，15，17]。

總之，聯合多種特殊光支氣管鏡技術在同一氣道內進行鏡下觀察能夠改善各種顯像模式的缺點，同時利用各種技術的優點提高對中央型肺癌的檢出率，提高早期支氣管肺癌的診斷率[16]。雖然AFB具有較高的假陽性率，但同時由于其較高的敏感性，能幫助臨床醫生發現早期支氣管肺癌、評估肺癌手術切除的范圍，對臨床診斷肺癌仍具有一定意義。每種特性的光譜內鏡都有其優缺點，只有綜合、合理應用這些特殊光支氣管鏡才能在臨床診斷中起到作用。筆者推薦有條件的呼吸疾病診療中心使用多種顯像模式的支氣管鏡來觀察高危肺癌患者的支氣管黏膜，降低早期支氣管肺癌的漏診率。

[參考文獻]

[1] Jemal A，Siegel R，Ward E，et al. Cancer statistics，2006 [J]. CA Cancer J Clin，2006，56：106-130.

[2] Stojsic J，Adzic T，Maric D，et al. Histological types and age distribution of lung cancer operated patients over a 20-year period： A pathohistological based study [J]. Srp Arh Celok Lek，2011，139：619-624.

[3] Zaric B，Perin B，Becker HD，et al. Combination of narrow band imaging（NBI）and autofluorescence imaging（AFI）videobronchoscopy in endoscopic assessment of lung cancer extension [J]. Med Oncol，2012，29：1638-1642.

[4] Haussinger K，Becker H，Stanzel F，et al. Autofluorescence bronchoscopy with white light bronchoscopy compared with white light bronchoscopy alone for the detection of precancerous lesions：a European randomized controlled multicenter trail [J]. Thorax，2005，60：496-503.

[5] Chiyo M，Shibuya K，Hoshino H，et al. Effective detection of bronchial preinvasive lesions by a new autofluorescence imaging bronchovideoscope system [J]. Lung Cancer，2005， 48：307-313.

[6] Ueno K，Kusunoki Y，Imamura F，et al. Clinical experience with autofluorescence imaging system in patients with lung cancers and precancerous lesions [J]. Respiration，2007，74：304-308.

[7] 陳眾博，虞亦鳴，孫士芳，等.窄帶成像聯合自體熒光支氣管鏡在中央型肺癌診斷中的價值[J].中華結核和呼吸雜志，2014，37（3）：184-187.

[8] Moghissi K，Dixon K，Stringer MR. Current indications and future perspective of fluorescence bronchoscopy：a review study [J]. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy，2008，5：238-246.

[9] Ledwon A， Bytom，Bieda R，et al. The possibilities of improvement the sensitivity of cancer fluorescence diagnostics by computer image processing [J]. Photodiagnosis and Photodynamic Therapy，2008，5：228-229.

[10] Norihiko I，Hidetoshi H，Aeru H，et al. Early detection of bronchial lesions using newly developed videoendoscopy-based autofluorescence bronchoscopy [J]. Lung Cancer，2006，52：21-27.

[11] Edell E，Lain S，Pass H，et al. Detection and localization of intraepithelial neoplasia and invasive carcinoma using fluorescence-reflectance bronchoscopy； an international， multicenter clinical trail [J]. J Thorac Oncol，2009，4：49-54.

[12] Norihiko I，Aeru H，Kentaro I，et al. Comprehensive diagnostic bronchoscopy of central type early stage lung cancer [J]. Lung Cancer，2007，56：295-302.

[13] Sutedja TG，Codrington H，Risse EK，et al. Autofluorescence bronchoscopy improves staging of radiographically occult lung cancer and has an impact on therapeutic strategy [J]. Chest，2001，120（4）：1327-1332.

[14] Venmans BJ，Boxem TJ，Smit EF，et al. Outcome of bronchial carcinoma in situ [J]. Chest，2000，117：1572-1576.

[15] Zaric B，Perin B. The use of narrow band imaging bronchoscopy in detection of lung cancer [J]. Expert Rev Med Devices，2010，7：395-406.

[16] Herth F. Playing with the wavelengths：endoscopic early lung cancer detection [J]. Lung Cancer，2010，69（2）：131-132.

[17] Shibuya K，Nakajima T，Fujiwara T，et al. Narrow band imaging with high-resolution bronchovideoscopy：a new approach for visualizing angiogenesis in squamous cell carcinoma of the lung [J]. Lung Cancer，2010，69（2）：194-202.

（收稿日期：2014-09-15 本文編輯：程 銘）