内镜下诊断幽门螺杆菌感染的研究进展

乔雨晴 沈 磊

武汉大学人民医院消化内科(430060)

幽门螺杆菌(Helicobacterpylori, Hp)是一种革兰阴性致病菌，与许多消化道疾病密切相关，包括慢性胃炎、消化性溃疡、胃腺癌和胃黏膜相关淋巴样组织淋巴瘤。中国自然人群Hp感染率为56.22%[1]，尽早对Hp感染进行诊治具有非常重要的作用。目前已有多种方法用于Hp感染的检测，尿素呼气试验因无创、快速且准确的优点而广泛应用于临床。内镜检查虽然无法取代尿素呼气试验作为确诊依据，但可在检查原发疾病的同时判断有无Hp感染，具有直观、即时的优势，可为后续检查以及治疗指明方向，是诊断Hp感染的新思路。本文就内镜下诊断Hp感染的研究进展作一综述。

一、普通内镜和放大内镜

普通内镜和放大内镜均属于白光内镜，是最基础、最常用的内镜检查。Yagi等[2]提出，在普通胃镜下胃体上规律排列的集合静脉(regular arrangement of collecting venules, RAC)可作为Hp感染阴性的依据。RAC是由毛细静脉丛环绕胃小凹颈部并彼此汇合而形成，在黏膜固有层内垂直或略斜下行，贯穿黏膜肌层注入黏膜下层的静脉丛，远距离观察时表现为无数细小的红点，近距离观察时表现为海星状。301例患者中RAC诊断Hp感染阴性的准确率为95.5%，敏感性为93.8%，特异性为96.2%。

放大胃镜下，在未感染Hp的正常胃体中，RAC呈特征性结构：细小红点对应集合静脉，真性毛细血管在集合静脉周围形成网状结构，真性毛细血管网的中心可见胃小凹。Yagi等[2]将放大胃镜下胃体的胃黏膜形态分为四种类型：Z-0型，具有集合静脉、网状真性毛细血管和针孔样胃小凹；Z-1型，具有真性毛细血管，无集合静脉；Z-2型，具有白色的胃小凹和胃沟，既无集合静脉亦无真性毛细血管；Z-3型，具有被周围红色包绕的广泛性扩张的胃小凹。其中Z-0型提示Hp感染阴性，其他提示Hp感染阳性。

需注意的是，由于普通内镜下识别RAC和放大内镜下分型均通过观察胃体而来，因此Hp感染仅累及胃窦时，可能会出现假阴性结果。

二、窄带成像(narrow-band imaging, NBI)内镜

NBI系统通过滤光器将红、绿、蓝三色光谱中的宽带光波进行过滤，仅留下红、绿、蓝色窄带光波，从而限定了红光、绿光和蓝光的透过深度，降低光的散射，减少不需要的中间色，使黏膜微观结构和浅表黏膜层的毛细血管更为清晰[3]。

Alaboudy等[4]对300例已知Hp感染状态患者的内镜检查结果进行回顾性分析，将普通NBI内镜下的胃体黏膜分为五种类型。正常类型呈现RAC，无胃小凹或上皮下毛细血管网(subepithelial capillary network, SECN)；四种异常黏膜类型，即1型：锥形、小、圆、规则的胃小凹，RAC消失；2型：胃小凹呈杆状、细长或卵圆形，排列不规则，沟壑突出；3型：胃黏膜表面呈非常典型的磨砂玻璃样；4型：胃黏膜严重萎缩背景下可见深褐色斑块，蓝色不规则边缘。Tongtawee等[5]的研究对上述分型诊断Hp相关性胃炎的价值进行分析，结果显示正常型和1型诊断Hp感染阴性的差异有统计学意义(P<0.01)；2型、3型和4型诊断Hp感染阳性的差异有统计学意义(P<0.01)，敏感性和特异性分别为94.28%和96.66%。

Tahara等[6]将放大NBI内镜下胃体黏膜形态分为四种类型：正常型，小而圆的胃小凹，有规则的SECN；1型，轻度扩大的圆形胃小凹，不清晰或不规则的SECN；2型，明显扩大的椭圆形或拉长的胃小凹，不规则血管的密度增加；3型，界限清晰的椭圆形或管状绒毛状胃小凹，清晰可见的盘绕状或波浪状血管。在106例患者中，正常型、1型、2型和3型的Hp感染阳性率分别为7.5%、92.9%、94.5%和66.7%。1+2+3型诊断Hp感染阳性的敏感性和特异性分别为95.2%和82.2%。

三、智能分光比色内镜(Fuji intelligent chromoendoscopy, FICE)

FICE通过电子分光技术将传统白光图像以5 nm为间隔分解成诸多单一波长的分光图像，从中提取三个相应波长的图像进行图像再合成，再现消化道黏膜表层腺管开口的细微结构和各级血管走向，显著提高病灶组织与周围正常组织结构的对比度[7]。

金雷等[8]的研究对FICE评估Hp相关性胃炎的价值进行分析。以14C-呼气试验作为金标准，参考Nakagawa分型标准将胃体集合静脉分为三型，规则型(R型)：集合静脉直径规则，可见2级或3级的规则分支且集合静脉的间隙规整；不规则型(I型)：集合静脉的直径不规则，观察不到血管的2级或3级分支，集合静脉的间隙不规整，有时与相邻静脉融合，有时水平走行；消失型(O型)：集合静脉消失。结果显示，O型和I型的Hp感染阳性率分别为95.0%和91.3%，明显高于R型(7.9%)，差异有统计学意义(χ2=285.666,P<0.001)。

四、I-Scan内镜

I-Scan技术包含对比增强、表面增强和色调增强三种实时算法。前两种可在不显著改变颜色色调和降低图像亮度的情况下提高对病变的识别能力，两者常同时使用，在发现病变后，色调增强可使颜色、色调和结构的变化更明显[9]。

Qi等[10]比较了白光放大内镜和I-Scan放大内镜对Hp感染的诊断价值。参考Anagnostopoulos分型将胃体黏膜分为三种类型，1型：蜂窝型SECN，有规则的圆形胃小凹和RAC；2型：蜂窝型SECN，有规则的圆形胃小凹，但RAC消失；3型：正常SECN和RAC消失，扩大的白色胃小凹被红斑环绕。在84例患者中，I-Scan放大内镜下联合2+3型预测Hp感染的准确率和特异性明显高于白光放大内镜(准确率分别为94.0%和84.5%，P=0.046；特异性分别为93.5%和80.6%，P=0.032)，两种模式的敏感性相同(均为95.5%)。

五、蓝光成像(blue laser imaging, BLI)内镜

BLI是一种新型的图像增强技术，BLI系统具有三种观测模式，即普通白光、BLI-contrast和BLI-bright。BLI-contrast模式用于近距离或放大视野观察黏膜浅层血管的高对比度图像；BLI-bright模式视野更明亮，并能通过调节激光强度保持血管对比度，可远距离观察，有利于筛查病变[11]。

Nishikawa等[12]将439例患者BLI-bright模式下萎缩的胃窦黏膜分为三种类型。斑点型：有一定数量的直径为1～2 mm的白色斑点聚集，稀少、分散的白色斑点不在此列。裂隙型：由线条组成的白色网状裂缝，裂缝可窄可宽，但宽度小于棕色区域。斑驳型：斑驳程度可密可疏，包括不能归类为斑点状或裂隙状的类型。斑点型诊断Hp感染阳性的准确率、敏感性和特异性分别为72.9%、41.8%和95.3%，裂隙型诊断Hp感染阴性的准确率、敏感性和特异性分别为62.0%、41.2%和90.8%。

六、联动成像(linked color imaging, LCI)内镜

LCI在BLI-bright模式基础上加入红色强调信号，使微红的颜色较白光内镜下的颜色更红，微白的颜色更白。与传统白光内镜相比，LCI可提高观察者识别黏膜颜色细微差异的能力，由于Hp感染的内镜下表现之一为黏膜弥漫性泛红，因此LCI内镜更易于辨认Hp感染[13]。

Dohi等[13]在60例患者中比较了白光内镜与LCI内镜对Hp感染的诊断效率，白光内镜下Hp感染的表现为黏膜明显或轻微发红，LCI内镜下Hp感染的表现为黏膜呈深红色。LCI内镜诊断Hp感染的准确率、敏感性和特异性分别为85.8%、93.3%和78.3%，其中准确性和敏感性明显高于白光内镜(P=0.002和P=0.011)。

Chen等[14]在122例患者中比较了LCI内镜和放大内镜对Hp感染的诊断效率，LCI内镜、放大内镜、LCI结合放大内镜的诊断准确率分别为78.38%、81.98%、78.38%，敏感性分别为70.97%、80.65%、83.87%，特异性分别为81.25%、82.50%、76.25%。

七、共聚焦激光显微内镜(confocal laser endomicroscopy, CLE)

CLE由共聚焦激光显微镜整合于传统内镜的头端而成，能使内镜放大倍数超过1 000倍，在活体中对细胞和亚细胞结构进行观察，还能对深250 μm处的黏膜细胞进行观察，并通过对影像的后处理重建三维结构[15]。但由于价格昂贵，目前一般用于实验室，较少用于临床。

Ji等[16]通过对20例患者Hp感染进行初步研究，建立了Hp感染的CLE影像标准，随后对83例患者的内镜图像进行前瞻性评价，并将结果与Hp感染的最终诊断结果进行对照。CLE观察到白斑、中性粒细胞和微脓肿三种特征之一即可诊断为Hp感染阳性，准确率、敏感性和特异性分别为92.8%、89.2%和95.7%。其中中性粒细胞是最佳诊断指征，具有良好的敏感性(83.8%)和特异性(97.8%)。

八、人工智能(artificial intelligence, AI)

AI通过深度学习可在各个医学领域发挥作用，特别是图像筛查方面，通过对AI进行大量样本的训练，AI能够基于一套独特的算法准确识别出异常图像。

Shichijo等[17]的研究建立了两个AI诊断系统，使用普通白光内镜来诊断Hp感染。第一个AI应用32 208幅Hp阳性或阴性已知的图像进行训练，第二个AI使用按照8个解剖位置分类的图像进行训练。同时由AI和23名内镜医师独立评估测试数据集(来自397例患者的11 481张图像)。第一个AI诊断Hp感染的准确率、敏感性、特异性和用时分别为83.1%、81.9%、83.4%和198 s，第二个AI分别为87.7%、88.9%、87.4%和194 s，23名内镜医师分别为82.4%、79.0%、83.2%和(230±65) min。第二个AI的准确率明显高于内镜医师。

Nakashima等[18]的研究中，除普通白光内镜外还采用BLI-bright模式和LCI来诊断Hp感染。并采用来自162例患者的胃小弯白光内镜、BLI-bright和LCI内镜图像对AI进行训练，另取60例患者作为测试组，结果显示白光内镜、BLI-bright和LCI内镜的AUC分别为0.66、0.96和0.95，敏感性分别为66.7%、96.7%、96.7%，特异性分别为60.0%、86.7%、83.3%。AI检测60幅图像的用时为7 s。

九、总结与展望

目前临床主流的Hp检测方式为尿素呼气试验，但内镜下诊断Hp感染仍有一定意义，当患者由于其他原因行胃镜检查时，其可作为一种初筛手段，在发现疑似Hp感染后及时建议患者行进一步检查，从而早发现、早治疗Hp感染。此外，内镜亦可用来评价根除Hp的效果。胃镜检查一般使用普通白光内镜，可通过观察胃体的集合静脉判断有无Hp感染，放大模式下黏膜表面微结构更清晰，可对病变进行分级。

以往用于内镜下诊断Hp感染的色素包括酚红、溴甲酚紫等[19-20]，其原理是Hp分解尿素使pH值升高，通过色素检测pH值的改变，以判断Hp感染情况。但由于准确率存在争议，且便捷性低于尿素呼气试验，近年染色内镜的临床应用逐渐减少。与之相反，智能电子染色技术在临床实践中的应用逐年增多，包括NBI、FICE和I-Scan，其能在不用染料的情况下增强不同组织的对比度。整合了电子染色技术的内镜可在白光内镜与电子染色内镜之间一键切换。在临床实践中，有条件的情况下使用转换模式进行观察可更有效地凸显异常黏膜结构，提高对Hp感染的检出率。一项纳入18篇研究涉及1 897例患者的meta分析显示，无论是放大白光内镜还是放大染色内镜，对胃体采用“胃小凹+血管模式(pit plus vascular pattern)”分型均能准确预测Hp感染的状态，敏感性为96%，特异性为91%[21]。

BLI内镜的优势在于，通过一键切换不同的观测模式同时实现对近距离图像增强和远距离病变筛查的需求。LCI内镜在其基础上提高了对细微颜色差异的识别，使感染Hp后泛红黏膜的边界更清晰。CLE可观察到细胞和亚细胞结构，甚至可识别带有鞭毛的单个Hp，然而其成本高昂，不适用于临床。此外，Teh等[22]的研究发现拉曼光谱(Raman spectroscopy)在体外能诊断Hp感染，但目前尚未见用于内镜下诊断Hp感染的报道。

AI相对于人工具有高效、稳定、低成本的优势，前景广阔，是目前研究的热点之一，卷积神经网络自2012年崭露头角后，发展日新月异，识别复杂图像的能力飞速提升，为准确诊断医学影像提供了可能。Wu等[23]发现，通过识别消化道的典型结构，AI可提醒内镜医师漏检的部位，显著降低消化内镜检查的盲点率。相信在不久的将来，AI不仅能在临床内镜检查中即时识别Hp感染，还能对更多、更复杂的病变提出可靠的诊断建议，成为内镜医师不可或缺的诊断助手。