自体荧光支气管镜在诊断肺癌中的价值

沈蔚 陈众博 邓在春▲

1.浙江省慈溪市第三人民医院呼吸内科，浙江慈溪315000；2.宁波大学医学院附属医院呼吸内科，浙江宁波315020

自体荧光支气管镜在诊断肺癌中的价值

沈蔚1陈众博2邓在春2▲

1.浙江省慈溪市第三人民医院呼吸内科，浙江慈溪315000；2.宁波大学医学院附属医院呼吸内科，浙江宁波315020

目的探讨自体荧光支气管镜（autofluorescence imaging bronchoscopy，AFB）在支气管肺癌早期诊断中的价值。方法2011年12月～2013年12月对宁波大学医学院附属医院呼吸内科104例怀疑为肺占位性病变的患者使用白光支气管镜（white light bronchoscopy，WLB）联合AFB检查，观察AFB在支气管肺癌诊断中的价值。采用SPSS 20.0统计学软件，采用Pearson卡方检验比较诊断的敏感度和特异度，以P＜0.05为差异有统计学意义。结果所有患者均接受了基于WLB及AFB的检查。WLB联合AFB的敏感度、特异度分别为74.2%、40.3%；WLB的敏感度、特异度分别为59.4%、49.6%；AFB的敏感度、特异度分别为90.1%、26.4%；WLB联合AFB与单用WLB相比，两者敏感度差异有统计学意义（P＜0.05），而特异度差异无统计学意义（P＞0.05）；WLB联合AFB与单用AFB相比，敏感度及特异度差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论联合使用WLB和AFB能改善单用AFB特异度较低的不足，进而强化镜下诊断肺癌的特异性。

自体荧光支气管镜；支气管肺癌；敏感度；特异度

肺癌是世界上癌症和癌症相关死亡最普遍的原因［1］，占每年新发癌症诊断的13%，是男性和女性癌症相关死亡的首要原因，占所有癌症患者死亡比例的29%。肺癌患者的生存时间与诊断时疾病的分期和肿瘤大小高度相关。早期肺癌的5年生存率为49%，而晚期肺癌的5年生存率降到2%。在侵袭前的0期肺癌患者（原位癌）5年生存率大于90%。但目前，仅16%的肺癌患者在早期被诊断，很少有患者在0期被诊断，导致肺癌整体5年生存率仅15%。而早期诊断是肺癌诊疗中最为重要的一步［2］。早期中央型肺癌（central type early lung cancer，CELC），可仅有轻微支气管黏膜改变，难以被白光支气管镜（ehite light bronchoscopy，WLB）所发现。临床诊疗中常用的WLB对于中央型支气管肺癌的敏感度较低，尤其是在发现早期中央型肺癌时常导致镜下漏诊的情况出现［3］。近年来自体荧光支气管镜（autofluorescence imaging bronchoscopy，AFB）的临床应用显著提高了镜下对支气管肺癌尤其是癌前病变诊断的敏感度［4］。本研究对宁波大学医学院附属医院呼吸科121例临床怀疑为支气管肺癌的住院患者施行了AFB及WLB检查，旨在评估AFB在支气管肺癌诊断中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2011年12月～2013年12月对宁波大学医学院附属医院呼吸科121例临床怀疑为肺癌的住院患者进行支气管镜检查。所有患者均了解并签署了支气管镜检查知情同意书。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：年龄18岁以上，胸部影像学高度疑为肺癌，或痰细胞学检查阳性患者。排除标准：近3个月内心肌梗死、脑出血、脑梗死、认知功能障碍、未解决的凝血功能障碍、不稳定型心绞痛、慢性心力衰竭、未控制的心律失常或高血压、肺功能不能耐受支气管镜检查者。所有患者均接受了胸部CT、血气分析、心电图、血常规、肺功能、凝血功能、人类免疫缺陷病毒、快速血浆反应素、乙型肝炎表面抗原等检查和评估，最终121例患者中有104例纳入研究且完成了所有检查。

1.3 检查方法

所有的支气管镜检查均由同一名拥有10年以上经验丰富的呼吸内科医师使用WLB、AFB支气管镜在内镜中心的同一台呼吸内镜主机上操作完成。检查过程中对患者的以下生命体征进行了监测：无创动脉血压、经皮氧饱和度以及心率。在研究中使用的支气管镜为BF-F260和视频处理主机EVIS LUCERA光谱（CV-260SL，奥林巴斯公司）。镜下的视频图像呈现在一台19英寸的液晶显示器中（OEV-191，奥林巴斯公司）。支气管镜检查方法按照常规流程执行，患者平卧位，用2%利多卡因液充分麻醉口咽部，经口插入支气管镜。首先使用WLB对气管、支气管树逐步按顺序进行检查，一旦发现病变部位则拍摄相应部位的照片；之后再切换至AFB模式重新检查一遍气管、支气管树，拍摄AFB模式下发现异常的病变部位。由助手来记录在哪种模式下观察到何种特点的病灶显影。拍照完成后对所有模式下发现异常的病灶部位进行活检。不同部位使用不同活检钳，取得的标本按部位不同分瓶送检。为避免支气管镜操作医师的主观意识影响，对每个病变部位取5块组织标本，每块组织标本大小均要求目测大于2 mm。为避免出血后可能导致的镜下视野模糊，活检顺序按“远-近”的原则进行。根据Haussinger等［4］2005年制订的WLB及AFB镜下分级方法对两种模式下观察到的黏膜异常进行分级。两种技术的比较，以组织病理学的结果作为金标准。观察WLB及AFB在各自镜下显影的特点及敏感度、特异度。

1.4 分级标准

1.4.1 WLB镜下分级标准WLB-Ⅰ：先天解剖异常，外压型病变，单纯管腔间脊增宽，黏膜色泽正常，无充血水肿；WLB-Ⅱ：黏膜充血、水肿、肥厚、色泽改变、血管聚集和扭曲；WLB-Ⅲ：黏膜粗糙，表面颗粒样改变或明显新生物。

1.4.2 AFI镜下分级标准AFI-Ⅰ：解剖异常，黏膜绿色；AFI-Ⅱ：黏膜色泽轻度改变为粉红或棕色；AFI-Ⅲ：黏膜变成典型的品红色或紫红色。

1.5 统计学方法

采用SPSS 20.0统计学软件进行数据分析，采用Pearsonχ2检验比较诊断的敏感度和特异度。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 入组及一般情况

121例患者中，104例完成了所有WLB及AFB检查过程，其中，男76例（73.1%），女28例（26.9%），年龄39～84岁，平均（62±11）岁。患者中65例（65.4%）为重度主动吸烟者。

2.2 AFB与WLB镜下分级诊断

104例患者中WLB显像异常73例，其中，WLB-Ⅱ21例，WLB-Ⅲ52例；AFB显像异常98例，其中，AFB-Ⅱ69例，AFB-Ⅲ29例。

2.3 镜下活检病理分型

104例患者共取得病理标本129份（部分患者对多个部位进行了活检）。将鳞癌、腺癌、小细胞癌、未分类癌、中-重度不典型增生判断为阳性，将正常支气管黏膜组织、黏膜慢性炎、明确的各种良性病变、轻度不典型增生定义为阴性。129份活检标本中有101份（78.3%）阳性，28份（21.7%）阴性，其中，最常见为鳞癌48例，其次为腺癌39例。见表1。

表1 镜下活检病理分型

2.4 镜下敏感性、特异性分析

129份标本的病理结果分别对比两种技术镜下的观察结果发现，WLB镜下黏膜异常率为49.6%（64/ 129），与病理结果的符合率为93.8%（60/64）；AFB镜下观察黏膜异常率为73.6%（95/129），与病理结果的符合率为70.5%（91/129）；WLB+AFB镜下黏膜异常率为59.7%（77/129），与病理结果的符合率为72.9%（75/77）。通过本研究发现，AFB具有很高的敏感度优势（90.1%），但是其特异度则是三种方法中最低的（26.4%），而WLB的特异度最高（49.6%）。联合使用WLB和AFB能够改善AFB的特异度缺陷（40.3%）。经统计学分析，WLB对比AFB，两者敏感度及特异度差异均有统计学意义（P＜0.05）；WLB与WLB联合AFB相比，两者敏感度差异有统计学意义（P＜0.05），而特异度差异无统计学意义（P＞0.05）；AFB与WLB联合AFB相比，敏感度、特异度差异均有统计学意义（P＜0.05）。WLB、AFB及WLB+AFB三种方法对肺癌诊断的敏感度、特异度见表2。

表2 WLB、AFB及WLB联合AFB对肺癌诊断的敏感度、特异度（%）

3 讨论

自体荧光是由组织内部的荧光蛋白基团吸收特定波长的光照后所产生［5-7］。由于肿瘤组织和正常上皮组织存在化学结构差异，导致激发的荧光由此而不同［8］。正常黏膜、增生、原位癌及侵袭性癌，不同组织所呈现出的绿色荧光逐渐减弱而红色荧光逐渐增强的渐变差异，可通过高分辨率成像系统所呈现出来，由此鉴别出不同组织自发荧光颜色间的差别。在正常的支气管黏膜具有较高强度的荧光反射，而肿瘤的自体荧光反射力减弱，且与病变进展程度成反比，该特性能帮助鉴别正常组织与恶性肿瘤病变镜下的差异。AFB是将细胞的荧光特性和电子成像技术相结合而产生的支气管镜，主要用于支气管肺癌癌前病变及癌变组织的探查，其利用正常组织和癌变组织荧光特性不同的特点，当紫色光（波长400～440 nm）照射正常支气管黏膜时，黏膜反射波长范围520 nm左右的绿色荧光及微弱的波长630 nm左右的红色荧光，而癌变组织的荧光强度降低可达10倍，同时绿色荧光与红色荧光强度比由5∶3变为2∶3。

肿瘤病灶在WLB和AFB镜下主要有5种表现：①荧光与白光显示异常区域一致。隆起于黏膜生长的新生物往往是此类表现，新生物基底较窄，与周边黏膜分界清楚，周边黏膜无水肿。此类镜下表现较多见。②荧光异常区域小于白光异常区域。肿瘤组织呈侵袭性生长，镜下观察发现肿瘤边界不清、黏膜充血水肿明显，白光下肿瘤组织和水肿黏膜混杂在一起，难以通过肉眼分辨。而荧光支气管镜下则可以将它们甄别开来，通过荧光的照射，能显示肿瘤真实侵犯的边界。③荧光异常区域大于白光异常区域。见于肿瘤组织周围坏死物较多合并有痰液附着，此类较少见。④荧光异常区域白光正常。主要见于支气管黏膜癌前病变（中-重度异型增生、原位癌），这也是AFB的重要价值所在。⑤白光异常区域荧光正常，主要见于瘢痕或良性增生结节等情况。

WLB已经被临床医师使用多年，但由于其无法在镜下特异性显示出黏膜变化，尤其在早期中央型支气管肺癌的镜下诊断中难以有所作为，因此常被临床医师所诟病。WLB对黏膜异型增生或原位癌等早期癌变黏膜的微小变化难以察觉，对中央型肺癌黏膜受累的范围判断能力亦有限，仅能发现29%的原位癌，而很难发现直径＜5 mm的浅表病变［7］。AFB的出现似乎能够解决以上问题，AFB的特性在理论上显示其具备WLB所不具有的差异性镜下显影的特点。而支气管检查过程中联合使用AFB则能帮助临床医生发现单用WLB难以观察到的支气管黏膜病变［9-10］。近年来，国外大量的研究亦证实了AFB在诊断支气管肺癌中具有的高敏感度的特点，而联合使用WLB+AFB相比较单用WLB在镜下诊断中-重度异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亦显示出了较WLB更高的敏感度的优势。然而，AFB高敏感度（90.1%）的背后却包含着是其特异度较低（26.4%）的缺点。近几年来，国内外多家研究中心均发现［9-12］，单用AFB筛查肺癌是存在很多疑问的，其特异度低的问题使得支气管镜操作者在镜下常会发现多处“异常点”，而事实上这些“异常”是由于诸如分泌物、出血、黏膜水肿等问题所导致，而这些显影特点与早期支气管肺癌的黏膜异常显影类同，这样的困扰导致很多临床医师放弃了AFB在临床的应用。

如何在支气管镜检查过程中保证AFB较高敏感度的同时改善其特异度是值得研究的课题。本研究结果显示，WLB联合AFB能够改善WLB敏感度较低的缺点，同时保持较好的特异度，相比WLB的特异度（49.6%）而言，WLB+AFB的特异度虽然有所下降（40.3%），但两者相比并无统计学差异。同时本研究也发现，WLB联合AFB相比单用AFB技术的敏感度明显下降，且两者的敏感度差异具有统计学意义。这可能是由于操作者已经有一定的主观意识，预计到AFB模式下观察到的异常往往存在假阳性的表现，因此会对照之前使用的WLB模式所观察到支气管黏膜特点而做出综合判断，由此降低WLB+AFB的敏感度。当然，我们也注意到这种具有自我误导的现象在支气管镜操作医生身上很难避免。

近年来，AFB应用价值的研究层出不穷，综合多个国内外研究发现，AFB镜下观察到的假阳性主要由以下原因所导致：咳嗽、炎症、支气管镜摩擦、气道分泌物等。此外，支气管镜操作医师使用AFB模式观察支气管黏膜与使用普通白光支气管镜略有不同，使用AFB时需要操作者拥有更为优秀的操作技能及镜下对黏膜病变的评估经验，避免假阳性的出现。多个研究表明［5-6］，不同操作经验的医师使用不同检查设备对支气管肺癌的诊断敏感度、特异度差异较大。因此，如何规范操作、评估方法以期提高AFB的特异度也是今后要继续研究的方向。

联合WLB+AFB能使WLB或AFB的优缺点得到平衡，WLB+AFB相比WLB提高了敏感度，而相比AFB，WLB+AFB则能提高特异度。本研究发现，WLB联合AFB不但没有进一步提高AFB的敏感度，反而有所降低，这是本研究有所困惑的问题。分析可能与两个原因有关，第一个原因是，正如前面所提到的，由于AFB假阳性较高的原因，导致操作者在第2次使用AFB观察病灶时会有自我否定的情况出现。另一个原因可能是由于本研究的样本量较小，可能在病例收集上存在一些偏差。多个研究已经证实了AFB在诊断早期中央型肺癌具有一定价值，但是如何改善其特异度是需要进一步研究的课题［2，7］。

AFB对手术切除范围的评估亦具有较好的应用价值，国外研究结果证实了这一点［2-3，13］。无论是术前观察病灶侵袭范围、观测病灶侵及远-近端支气管间脊、评估手术是否需要切除邻近的叶段支气管，AFB都具有重要的应用价值。而术后使用AFB对支气管吻合口进行评估亦具有临床应用价值。当然，无论是术前评估还是术后复查，仅仅依靠AFB是不够的，因为肺癌的生成、生长及转移不单纯是肿瘤组织在黏膜间的转移，它还通过淋巴及血管转移，现有的评价肺癌支气管黏膜侵袭范围的评估必须结合特殊光支气管镜及活检病理学两大依据。此外，一项随访研究发现，术前WLB下黏膜正常、AFB下黏膜异常而病理活检报告为阴性的部位，在8～33个月随访后全部发展为肺癌［14］。该项目研究认为，AFB远期诊断价值可能高于组织病理学检查［15］。笔者认为支气管镜下活检无论是获取的标本数量、活检范围、组织深度均存在一定缺陷，AFB显影异常、活检标本局部可能为阴性，而存在未被活检到的组织已经出现中-重度异型增生的可能，以上推论有待进一步研究证实。

目前，除了常规使用的WLB及AFB以外，窄带成像（narrow band imaging，NBI）技术也已经逐渐在临床中被应用开来。研究显示［7，16］，NBI不但具有特异地显示肿瘤病灶表面增生、紊乱的血管的特点，而且较WLB、AFB具有更为显著的特异度的优点。而联合使用WLB+AFB+NBI不但能改善AFB的特异度，而且还能维持很好的敏感度优势［7，15，17］。

总之，联合多种特殊光支气管镜技术在同一气道内进行镜下观察能够改善各种显像模式的缺点，同时利用各种技术的优点提高对中央型肺癌的检出率，提高早期支气管肺癌的诊断率［16］。虽然AFB具有较高的假阳性率，但同时由于其较高的敏感性，能帮助临床医生发现早期支气管肺癌、评估肺癌手术切除的范围，对临床诊断肺癌仍具有一定意义。每种特性的光谱内镜都有其优缺点，只有综合、合理应用这些特殊光支气管镜才能在临床诊断中起到作用。笔者推荐有条件的呼吸疾病诊疗中心使用多种显像模式的支气管镜来观察高危肺癌患者的支气管黏膜，降低早期支气管肺癌的漏诊率。

［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 controlledmulticenter 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］陈众博，虞亦鸣，孙士芳，等.窄带成像联合自体荧光支气管镜在中央型肺癌诊断中的价值［J］.中华结核和呼吸杂志，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 bronchiallesionsusingnewlydevelopedvideoendoscopy-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］VenmansBJ，BoxemTJ，SmitEF，etal.Outcomeofbronchial 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.

Value of autofluorescence imaging bronchoscopy for lung cancer diagnosis

SHEN Wei1CHEN Zhongbo2DENG Zaichun2▲
1.Department of Respiratory Medicine,the Third People's Hospital of Cixi City,Zhejiang Province,Cixi315000,China;2.Department of Respiratory Medicine,the Affiliated Hospital of School of Medicine,Ningbo University,Zhejiang Province,Ningbo315020,China

ObjectiveTo evaluate the diagnosis value of autofluorescence imaging bronchoscopy(AFB)in the diagnosis of lung cancer.MethodsSince December 2011 to December 2013,104 cases of suspected lung cancer patients from the Third People's Hospital of Cixi City and the Affiliated Hospital of School of Medicine,Ningbo University were examined by white light bronchoscopy(WLB)and AFB,in order to observe the AFB value in diagnosis of lung cancer.SPSS 20.0 statistical software was used,usingPearsonchi-square for sensitivity and specificity comparison,withP＜0.05 for the difference was statistically significant.ResultsAll of the patients were performed of examination by WLB and AFB. The sensitivity and specificity of combination of WLB with AFB,WLB alone and AFB alone were 74.2%,40.3%and 59.4%,49.6%and 90.1%,26.4%，respectively.The sensitivity of the combined WLB and AFB was significantly higher than that of WLB alone(P＜0.05),but the difference of specificity between combined WLB with AFB and WLB alone was not statistically significant(P＞0.05).The differences of sensitivity and specificity between combined WLB with AFB and AFB alone were statistically significant(P＜0.05).ConclusionCombination of WLB and AFB can increase the specificity of lung cancer diagnosis.

Autofluorescence imaging bronchoscopy;Lung cancer;Sensitivity;Specificity

R734.2

A

1673-7210（2015）02（a）-0071-05

2014-09-15本文编辑：程铭）

浙江省宁波市科技计划项目（编号2012C50006）。▲