中华医学会消化病学分会消化医学影像协作组
显微内镜是在电子内镜的基础上,通过改进图像获取和处理方式实现微观成像的新型消化内镜技术,显微成像方法包括共聚焦法和光学法[如细胞内镜(endocytoscopy)]。共聚焦激光显微内镜(confocal laser endomicroscopy, CLE)由激光扫描共聚焦显微镜与传统电子内镜结合而成,可在进行内镜检查的同时通过对消化道黏膜进行单点、逐层、低功率激光扫描,以超高分辨率实现胃肠道黏膜组织学亚细胞形态的实时可视化,堪称对活体无创的“光学活检”。细胞内镜是一种可屈伸的光学显微镜,也可实现胃肠道黏膜的实时显微成像。与CLE相比,细胞内镜不能用于深层组织的放大,但可提供最浅层上皮更高分辨率的图像,其光学放大倍数高达500 倍,结合数字放大倍数1.8 倍,总放大能力可达900 倍。作为新兴的分子成像技术,CLE 和细胞内镜对于消化道疾病的病理生理学研究、靶向诊断和治疗等方面均具有重要意义,这两种显微内镜的临床应用标志着内镜检查由宏观迈入了微观的新纪元。
CLE 和细胞内镜在消化道疾病的诊断中已得到广泛应用,尤其是在Barrett 食管、结直肠病变、乳糜泻等的研究中已取得突破性进展。但我国乃至国际上对于这些新兴技术的使用仍处在研究探索阶段,仍有很多问题亟待解决,如图像分辨率、医疗成本、安全性等。随着消化内镜技术的不断发展和消化道肿瘤筛查理念的迅速普及,CLE 和细胞内镜的临床应用必将越来越广泛,因此,制定相关共识意见具有重要指导意义。本共识汇总最新国内外研究结果和专家意见,并结合我国国情和临床实践,旨在进一步提升CLE 和细胞内镜的诊疗质量和安全性,促进技术推广,助力健康中国建设。
本共识的制定严格遵循国内外指南共识制定的标准化方法和步骤,基于临床证据和专家共识两部分,具体流程如下。
1. 成立指南筹备小组:明确发起人、编委会专家组成员和工作组秘书,分工负责指南共识的会议筹备和意见征询。所有成员均填写利益声明表,声明不存在相关利益冲突。
2.证据检索和陈述构建:检索中文数据库中国知网、维普全文数据库、万方数据知识服务平台和英文数据库PubMed,检索关键词为“显微内镜”、“共聚焦”、“探头式”、“探针式”、“细胞内镜”、“endomicroscop*”、“confocal laser”、“probe-based”、“needle-based”、“endocytoscop*”、“endo-cytoscop*”等。检索时间截至2022 年7 月。仅纳入中文和英文相关研究,剔除不符合纳入条件的文献。相关陈述意见的起草参考研究对象、干预措施、对照和结局(participant, intervention, comparison, and outcome;PICO)格式,充分结合检索结果与当前临床实践热点。在协商会议前,额外进行重点词检索,检索时间截至2022年8月。
3. 证据评价:参考欧洲胃肠内镜学会、美国医师协会的指南制定原则、牛津循证医学中心分级,以及推荐等级的评估、制定与评价(grading of recommendations assessment, development, and evaluation; GRADE)系统进行临床证据质量评估和推荐强度分级(表1):证据质量分为高、中等、低三个等级,证据质量等级将根据相关影响因素的权重进行升降(表2);推荐强度分为强推荐、条件推荐两个级别,最终级别由专家组综合证据质量与专家共识决定。在充分考虑多方因素如资源使用不均、患者偏好和价值观差异、利弊权衡等的情况下,低质量证据有可能获得强推荐。无证据来源的陈述无需进行分级评价。
表1 证据质量和推荐强度分级
表2 证据质量等级变动及其可能原因a
4.共识和推荐意见形成:本共识意见的制定采用国际通用的德尔菲(Delphi)法,由专家委员会以邮件问卷和专家会议的形式进行多轮讨论,逐条修改陈述,最终投选表决。专家表决意见按对共识赞同的程度分为6 级:①完全赞同;②基本赞同,保留意见较小;③倾向赞同,保留意见较大;④倾向反对,反对意见较小;⑤基本反对,反对意见较大;⑥完全反对。赞同程度①+②占比≥80%的条目获最终推荐。
1.显微内镜概述:显微内镜包括CLE 和细胞内镜。在经历了漫长的发展阶段后,近年来显微内镜技术已逐渐成熟。显微内镜可实时在体内黏膜表面行细胞层面的组织学检查。
1998年硬管式CLE问世,2003年可曲式CLE开始进行临床试验,2006 年CLE Pentax ISC-1000 正式应用于临床在体实时观察消化道黏膜改变[1]。最初可应用的显微内镜为整合式共聚焦激光显微内镜(endoscope-integrated confocal laser endomicroscopy,eCLE),激光共聚焦探头整合在光学内镜头端,视野范围大,分辨率高,可实现从黏膜表层向深处扫描,最深达250 μm;但扫描速度较慢,且镜头粗、不易弯曲,导致对部分部位观察困难,因而使用受限。此后,探头式共聚焦激光显微内镜(probe-based confocal laser endomicroscopy, pCLE)研发成功。pCLE 的激光光源为直径较小的独立探头,可被送入内镜活检孔道内,到达黏膜表面成像,可与多种型号的内镜搭配使用,扫描速度快,可调控性强,能实现对胃肠道黏膜实时、动态、连续的显微成像。胆道专用微探头pCLE 和超细探针型共聚焦激光显微内镜(needle-based confocal laser endomicroscopy, nCLE)可在内镜逆行胰胆管造影(endoscopic retrograde cholangiopancreatography, ERCP)、内镜超声检查中插入胆胰管或胰腺囊性病变(pancreatic cystic lesion, PCL)中进行检查。pCLE 和nCLE 的出现进一步扩大了CLE 的适应证,使CLE 可应用于包括胃肠道、胆胰管、胰腺和肝脏在内的几乎所有消化系统器官。CLE 可将某一切面的消化道黏膜组织放大1000 倍,使内镜医师在检查过程中能对消化道黏膜层进行实时“光学活检”。尽管仍存在扫描深度、扫描面积、成像质量等方面的局限性,需要进一步完善,但CLE 的诞生、发展和临床应用仍然具有划时代的意义[2]。
细胞内镜是另一种显微内镜,其可在细胞水平进行超放大观察,以实现内镜下病理诊断。细胞内镜不但具备传统的窄带成像技术(narrow-band imaging, NBI)和放大观察功能,还增加了超放大功能[3]。内镜医师通过细胞内镜可对消化道病变进行组织、细胞和微血管的形态学判断,从而实现在体实时活检的目的。自2003年至今,细胞内镜已更新至第四代。随着不断增长的内镜观察需求和技术的革新,细胞内镜由最初的定焦探针式发展为可变焦的集成内镜式,放大倍数也从450 倍增长至520倍,观察深度为35 μm。通过520 倍的光学放大,可在细胞水平进行在体观察,最小景深为0 mm,可实现内镜接触观察。通过与以往相同的放大变焦杆操作,可实现常规观察、放大观察、超放大观察(细胞内镜观察)一系列操作。细胞内镜在保持常规内镜插入特性的同时,实现了高画质和细径化,可在常规内镜检查中使用。
2. 显微内镜技术在消化道癌前病变诊断中的应用:Barrett 食管、萎缩性胃炎(胃黏膜萎缩、肠化生)和上皮内瘤变、结肠息肉被认为是消化道癌发展进程中的重要过程,属于癌前病变。显微内镜在诊断癌前病变、监测病变进展、指导靶向病理活检方面具有较高的敏感性和特异性。CLE 在食管疾病检查中最早应用于诊断Barrett 食管。目前研究认为pCLE 的诊断准确性不低于病理活检,且可在不损伤患者黏膜的前提下进行更大范围的检查,快速、简便地获得更多病理信息,可作为Barrett 食管相关瘤变内镜治疗后患者行内镜监测时病理活检的替代手段。针对不同程度Barrett 食管的CLE 表现,2011 年建立了pCLE 迈阿密分类。CLE 对萎缩性胃炎、胃黏膜肠化生和上皮内瘤变的诊断也具有较高的敏感性和特异性,在替代组织活检诊断胃弥漫性病变方面可能有较高的价值。CLE 亦可用于结肠增生性息肉与腺瘤性息肉的鉴别,协助评估结肠息肉病变边缘和深度,以及息肉切除后是否有残留等。细胞内镜联合NBI技术在鉴别增生性息肉与腺瘤性息肉、高级别腺瘤方面具有较高的临床价值,该技术避免了活检对组织的损伤,以及反复取材所致的结缔组织增生对后续追加内镜黏膜下剥离术的影响。
3.显微内镜技术在消化道肿瘤诊断中的应用:最初,细胞内镜的应用和研究于食管疾病中开展,2006 年Inoue 等[4]提出了食管上皮细胞的细胞内镜下异型性(endocytoscopic atypia,ECA),之后Kumagai等[5]提出了基于碘染色的食管ECA 分型,2021 年Shimamura 等[6]又提出了改良ECA 分型。以上分型均被证实在鉴别食管肿瘤性与非肿瘤性病变中具有较高的敏感性和特异性。细胞内镜和CLE 均被证实在早期胃癌的诊断中具有较高的敏感性和特异性,且采用显微内镜指导的靶向活检可显著提高早期胃癌整体诊断阳性率,减少活检取材块数,更好地保持病变完整性,为后续治疗提供更好的方案[7]。显微内镜在评价不同形态学结直肠肿瘤浸润深度方面具有较好的应用价值,尤其是对非颗粒型侧向发育病变浸润深度的评价有较高准确性[8]。
4.显微内镜技术在炎症性肠病诊断中的应用:CLE可显示结肠上皮、上皮间隙和固有层,CLE下荧光素渗漏试验可反映肠上皮屏障功能,为评估炎症性肠病的深度缓解、黏膜愈合和功能缓解提供可能。有研究显示CLE 诊断炎症性肠病的敏感性和特异性可达100%。CLE 下还可通过观察隐窝形态和荧光素渗漏评估显微镜下结肠炎和预测溃疡性结肠炎复发,并通过CLE 引导的分子成像显示分子靶点,以选择适当的靶向药物治疗并预测疗效[7]。细胞内镜在炎症性肠病的诊断和病情评估方面也被证实具有巨大的临床价值。溃疡性结肠炎细胞内镜系统评分(endocytoscopy system score, EC-SS)从隐窝形状、相邻隐窝距离、血管可见度三个方面对病变进行评估,可作为病理检查评估的替代标准[9]。
5. 显微内镜技术在功能性胃肠病诊断中的应用:肠易激综合征是一种功能性疾病,但有研究表明肠道黏膜轻微炎症反应是其发病机制,CLE 可用于检测肠易激综合征患者的结直肠黏膜微炎症。此外,CLE 还可用于检测黏膜通透性和嗜酸性粒细胞激活,辅助肠易激综合征的诊断。
6.显微内镜技术在胆胰疾病诊断中的应用:在ERCP 中使用CLE 可在体实时判断胆管狭窄和(或)病变的良恶性,从而提高活检阳性率,在诊断胆道疾病中具有一定的临床应用潜能[10]。在CLE诊断胆管狭窄时,推荐使用CholangioFlex 型微探头。此外,nCLE 可通过19G 穿刺针,借助内镜超声引导下细针穿刺抽吸术(endoscopic ultrasound-guided fine needle aspiration,EUS-FNA)探查胰腺实质和囊性疾病。内镜超声引导下超细探针型共聚焦激光显微内镜(endoscopic ultrasound-guided needle-based confocal laser endomicroscopy, EUS-nCLE)操作的安全性良好,且可辅助EUS-FNA 诊断胰管腺癌、不明原因PCL[11]。此外,有研究发现CLE 检查在识别肝脏肿瘤组织、肿瘤边缘,以及鉴别肝脏结节良恶性方面具备可行性,有助于实现术中根治性切除。关于CLE 在胆囊疾病中的研究甚少,其诊断胆囊疾病的准确性还需进一步研究明确。
显微内镜除了有助于消化道黏膜肿瘤性病变的早期诊断外,还可协助术前病灶边界的精准判定和治疗后病变残留的评估,并可实现对内镜治疗完整性的实时监测。与白光内镜下标准活检和电子染色指导的活检相比,显微内镜指导的靶向活检可显著提高病变检出率,减少活检取材块数。通过培训提高显微内镜操作者的技能水平,可实现更高精度的诊断和评估。
【陈述1】显微内镜检查前准备、适应证和禁忌证均与普通内镜检查相同;胃肠镜下使用细胞内镜和CLE检查时均可喷洒黏膜显影剂;CLE检查静脉给药时,需根据所选荧光显影剂的说明书决定是否进行过敏试验。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
细胞内镜和CLE 均在普通内镜检查过程中进行:普通内镜检查中发现可疑病灶后,表面喷洒显影剂,通过活检孔道送入pCLE 或开启细胞内镜的放大功能,以获取清晰的黏膜显微图像。所以,显微内镜检查前准备、适应证和禁忌证均与普通内镜检查相同[1]。如CLE 检查中选择使用静脉荧光显影剂,需参考具体使用药物的说明书决定是否进行过敏试验。
【陈述2】推荐使用10%荧光素钠(fluorescein sodium)注射液作为CLE 成像的荧光显影剂,推荐最佳使用剂量为2 mg/kg,注射总量≤7.7 mg/kg。如需皮试,推荐使用1%荧光素钠2 mL(或2%荧光素钠1 mL)静脉推注,观察15 min。诊断胆胰疾病时,建议待微探头到达病灶后,再由静脉缓慢推注荧光显影剂,1 min后即可使用CLE进行探查。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
CLE 成像过程:由激光光源发射激光,被测组织内的荧光显影剂被激发后,收集荧光信号并形成图像。临床工作中理想的荧光显影剂应具有以下特性:无毒、吸收后对人体无害、可形成鲜明的颜色对比、对组织有良好的亲和性、能如实反映组织的微细变化。目前,用于人体的荧光显影剂主要为荧光素钠。虽然盐酸吖啶黄(acriflavine)和甲酚紫(cresyl violet)显影可获得质量较好的图像,甚至可显示细胞内结构,但因其有致畸风险,推荐仅用于动物实验中[1]。
【陈述3】对胃肠道黏膜进行CLE 检查时,局部喷洒荧光素钠更安全、方便。由于荧光素钠液在pH 值为5~9 时的激光能量转换率高,建议先用约1.5%碳酸氢钠溶液冲洗靶点表面黏膜,再进行胃内喷洒和CLE 检查。目前细胞内镜观察常用的局部显影剂为亚甲蓝和(或)结晶紫。
证据质量:高;推荐强度:条件推荐
对有吸收功能的胃肠道进行pCLE 检查时,可局部喷洒荧光显影剂。王林恒团队报道局部喷洒荧光素钠可获得清晰的图像,且操作简单、效率高,使用剂量是静脉途径的1/10左右[12]。
【陈述4】为使显微内镜检查时成像更清晰,推荐患者术前15 min口服祛泡剂、祛黏液剂等以去除食管和胃内的气泡和黏液;术前肌内注射解痉药以减少胃肠道蠕动;有条件者给予镇静或静脉麻醉[1]。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
【陈述5】显微内镜有助于食管黏膜病变组织学类型和细胞分化程度的实时、精准评估。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
现已证实,显微内镜可实时在体内黏膜表面行活体组织细胞学检查,有助于胃食管反流病、Barrett食管、食管鳞状细胞癌(以下简称鳞癌)和癌前病变等多种食管黏膜疾病的在体实时诊断[6,13-15]。显微内镜可通过实时、精准评估病变的组织学类型和细胞分化程度,对食管黏膜疾病进行诊断、术前定位和后期随访[16-18]。
【陈述6】显微内镜对Barrett食管高级别上皮内瘤变和黏膜内癌的诊断效能较好,推荐用于Barrett食管恶变风险的随访监测。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
在食管疾病中,CLE 最早被应用于诊断Barrett食管。现已证实,显微内镜对Barrett 食管的诊断准确性不亚于病理活检;且可在不损伤患者黏膜的前提下快速、简便地对更大范围的黏膜进行检查,以获得更多病理信息;可作为Barrett 食管相关瘤变患者内镜治疗后行内镜随访监测时病理活检的替代手段[16]。2011 年Sharma 等[14]进行了一项国际多中心、前瞻性、随机对照研究,对101 例诊断为Barrett食管的患者进行随访,pCLE 监测到肿瘤的敏感性为100%,特异性为56%,阳性预测值(positive predictive value, PPV)为50%,阴性预测值(negative predictive value,NPV)为100%。多项随机对照临床试验验证了pCLE 对Barrett 食管定位和后续治疗方向的具体临床价值。针对不同程度Barrett 食管的CLE 表现,国际上于2011 年建立了Barrett 食管的pCLE迈阿密分类[19]。
【陈述7】显微内镜对食管高级别上皮内瘤变和早期食管鳞癌的诊断与病理结果一致性较高。
证据质量:中等;推荐强度:强推荐
细胞内镜被证实可通过观察细胞大小、排列,以及细胞核大小、染色情况、核质比、细胞密度、核异型程度等不同方面鉴别食管良恶性病变,具有较高的敏感性和特异性[5-6]。2021 年Shimamura 等[6]提出了改良ECA 分型,分为正常或炎症性改变、交界性病变和鳞癌三型。该分型鉴别肿瘤性与非肿瘤性病变的敏感性和特异性分别为88.7%~90.3%和52.1%~74.6%。
CLE 在识别食管早期鳞癌和高级别上皮内瘤变中也被证实有较高的准确性。Pech 等[15]通过观察CLE 下鳞状上皮细胞和上皮内乳头状毛细血管袢血管形态的改变诊断早期食管癌,在21例患者共43处病变中,27处经病理检查证实的肿瘤性病变均在CLE 下获得正确诊断,CLE 对早期食管癌诊断的敏感性为100.0%,特异性为87.5%,总诊断准确性达95.0%。
【陈述8】显微内镜有助于判断幽门螺杆菌(Helicobacter pylori, Hp)感染状态并对胃炎严重程度进行评估。
证据质量:中等;推荐强度:条件推荐
CLE并不是检测Hp感染的常规方法,但在CLE检查过程中,能同时实时判断胃黏膜Hp 感染状态,具有无创、快捷的优势。吖啶黄染色状态下,CLE可直接观察Hp 菌体和鞭毛,显示为在胃黏膜小凹及其邻近上皮散在或簇集的白色光点或短棒状形态[20]。同时观察到白斑、中性粒细胞、微脓肿三者之一也可诊断Hp 感染,其准确性、敏感性和特异性分别为92.8%、89.2%和95.7%[21]。但吖啶黄因可能导致DNA 突变而临床应用受限;荧光素钠安全性高,已广泛应用于临床。荧光素钠染色状态下,CLE 如观察到荧光素渗漏、胃黏膜上皮细胞脱落和(或)胃小凹上皮肿胀扭曲即提示Hp 感染,敏感性为91.2%,特异性为86.8%,准确性为88.9%[22]。
在胃黏膜呈现炎症状态时,胃小凹形态会发生显著改变。CLE 下胃小凹分型为B 型和D 型预测中至重度胃炎的敏感性和特异性分别达81.9%和99.3%[23]。另一项研究[21]将CLE 下慢性胃炎的图像分为6 个级别,分别为正常胃黏膜、轻度活动性炎症、中度活动性炎症、重度活动性炎症、固有腺体萎缩和肠化生,CLE 中至重度活动性炎症图像与相应组织学中至重度慢性炎症浸润,以及临床中至重度活动性炎症均具有较强的正相关性(R2=0.736 和0.795)。
细胞内镜也可实现对Hp 的观察。应用细胞内镜可观察到体外培养状态下移动的Hp[24]。有学者基于细胞内镜下所见和组织病理学表现提出了非肿瘤性胃黏膜的4种分型:1型,正常胃黏膜,黏膜的凹陷和乳头状突起光滑,隐窝上皮和细胞核几乎无染色,未见浸润细胞、坏死组织和碎片;2型,慢性胃炎,可见延伸的具有凹口的乳头状结构,有坏死组织和浸润细胞,隐窝上皮部分染色,偶可见扭曲结构;3 型,萎缩性胃炎,为形状和大小不规则的凹陷和乳头状结构,可见分叶,边界清晰,细胞浸润和坏死组织数量少于2 型;4 型,肠化生,乳头状外观较3型更明显,并可见杯状细胞。2+3+4型预测Hp阳性的敏感性和特异性分别为100.0%和42.5%。1 型对正常胃黏膜、2 型对慢性胃炎的诊断准确性分别为100.0%和62.5%[25]。
【陈述9】显微内镜有助于对胃黏膜萎缩、肠化生范围和程度的精确评估,提高胃炎评估OLGA(operative link for gastritis assessment)分期和肠化生评估OLGIM(operative link for gastric intestinal metaplasia assessment)分期的准确性。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
CLE 下固有腺体萎缩的标准为胃小凹数目减少伴小凹开口扩大。CLE 下胃小凹缺失对预测胃黏膜萎缩具有较高的敏感性和特异性,分别为83.6%~92.9%和95.2%~99.6%[22-23]。
CLE 诊断肠化生的标准为绒毛状小凹结构伴杯状细胞、吸收细胞和刷状缘。一项meta 分析显示,CLE 诊断肠化生的总体敏感性和特异性分别为0.97(95%CI: 0.94~0.98)和0.94(95%CI: 0.91~0.97)[26]。CLE 指导的靶向活检对肠化生的检出率与常规白光内镜下标准活检相比显著提高[以活检组织块数计,为65.70% (113/172)对15.73% (81/515),P<0.001]。CLE 靶向活检对OLGIM Ⅲ期和Ⅳ期的诊断率显著高于常规白光内镜活检(20.93%对4.08%,P<0.001)。更重要的是,CLE 指导的靶向活检能使肠化生患者诊断所需的活检组织块数减少
68%(P<0.001)[27]。
细胞内镜分型中3+4型诊断萎缩性胃炎的敏感性和特异性分别为87.0%和95.1%。4 型诊断肠化生的敏感性和特异性分别为75.0%和100.0%[25]。
【陈述10】显微内镜适用于对胃黏膜癌前状态、癌前病变,以及其他胃癌高危人群的内镜精查。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
Li 等[28]建立了pCLE 对胃部疾病诊断的分型系统,并验证了其对胃黏膜萎缩、肠化生和上皮内瘤变的诊断价值。2 项meta 分析结果显示,CLE 诊断胃黏膜萎缩的ROC 曲线下面积(AUC)分别为0.94和0.91,诊断肠化生的AUC 均>0.98,提示CLE 诊断胃黏膜萎缩和肠化生的准确性非常高[26,29]。
细胞内镜同样可应用于胃黏膜萎缩、肠化生等癌前疾病的诊断。Sato 等[25]将细胞内镜下胃黏膜表现分为4 种类型,证实以3+4 型诊断胃黏膜萎缩、肠化生的敏感性和特异性分别达87.0%和95.1%。如以微结构异常为观察目标,细胞内镜下观察到异质性细胞结构和边缘隐窝上皮的粗糙轮廓对胃黏膜肠化生的诊断准确性分别为88%和90%[30]。如以发现杯状细胞为诊断标准,细胞内镜对胃黏膜肠化生的诊断准确性达到86%[31]。
上述研究结果证实,对于胃黏膜萎缩、肠化生等癌前状态,显微内镜具有非常高的诊断效能,而对于上皮内瘤变等癌前病变,其同样具有较好的诊断效能。因此,显微内镜适用于对胃黏膜癌前状态、癌前病变,以及其他胃癌高危人群的内镜精查,有助于对高危人群的随访,以及早期病变的检出和诊断。
【陈述11】显微内镜可实时鉴别诊断胃黏膜低级别、高级别上皮内瘤变与早期胃癌,并有助于胃癌分化类型的实时诊断,但目前仍需以靶向活检的病理结果作为诊断的金标准。
证据质量:高,推荐强度:强推荐
Li等[32]证实,eCLE 对胃的表浅癌和(或)高级别上皮内瘤变的实时诊断价值显著高于白光内镜。以CLE 的上皮内瘤变评分≥5 分鉴别高级别与低级别上皮内瘤变,敏感性和特异性分别为66.7%和88.0%[33]。其他诊断性临床试验同样证实CLE 对胃的肿瘤性病变有较高的诊断价值[34]。CLE 还可有效区分胃癌的分化类型,不同分化类型的胃癌有各自独特的CLE 内镜特点[35-36],eCLE 对分化和(或)未分化胃癌的诊断准确性虽略高于放大内镜联合窄带成像技术(magnifying endoscope with narrow-band imaging,ME-NBI),但差异无统计学意义(81.25%对73.33%,P=0.46)[37]。与电子染色指导的活检相比,pCLE 靶向活检可显著提高诊断效能并减少活检取材块数[7]。pCLE 对根除Hp 后胃癌的诊断能力与ME-NBI 相当,显著高于白光内镜常规活检,且其判断病变水平边缘的准确性显著优于ME-NBI[38]。一项meta 分析显示,CLE 诊断胃癌和胃黏膜上皮内瘤变的AUC分别为0.9513和0.9204[39];CLE诊断上皮内瘤变的总体敏感性和特异性分别为81%和98%,诊断胃腺癌的总体敏感性和特异性分别为89%和99%,鉴别高级别与低级别上皮内瘤变的总体敏感性和特异性分别为82%和95%,鉴别未分化与分化型胃腺癌的总体敏感性和特异性分别为87%和96%[40]。针对pCLE的meta分析显示,其诊断胃癌的总体敏感性、特异性、准确性分别为87.9%、96.5%和94.7%[41]。与非麻醉状态相比,丙泊酚麻醉状态下进行CLE 检查可提高对早期胃癌、上皮内瘤变和肠化生的诊断效能[42]。另外,个别研究还探讨了CLE 对淋巴瘤[43-45]、印戒细胞癌[46]等特殊类型胃癌的诊断价值。
细胞内镜对胃癌的诊断准确性约为90%,且观察者间一致性较高[47-49]。Abad 等[50]根据细胞排列、细胞形态和细胞核结构的不同,将细胞内镜下胃黏膜表现分为EC1、EC2 和EC3 三种类型,分别对应非瘤变、腺瘤和癌。有研究[51]发现单独使用不规则微血管结构作为标准对胃癌的诊断准确性显著高于单独使用不规则微表面结构。使用细胞内镜观察到的“核增大征(enlarged nuclear sign)”诊断早期胃癌,2 名内镜医师的诊断准确性分别为90.7%和83.7%[52]。细胞内镜对胃癌的诊断效能显著高于ME-NBI[53]。相关meta分析显示,细胞内镜诊断胃癌的联合敏感性、特异性、准确性分别达83.5%、91.7%和89.2%[54]。也有研究对印戒细胞癌、淋巴瘤等特殊类型胃癌的细胞内镜下表现进行了探索性观察和描述[55-56]。
因此,显微内镜可观察到接近组织病理学的腺体和细胞结构,对实时鉴别诊断胃黏膜低级别、高级别上皮内瘤变与早期胃癌,以及实时判断胃癌分化类型,均有切实、有效的帮助。但上述观点仍缺乏高质量、大规模、随机对照临床试验证据支持。目前显微内镜的观察深度有限,且仍难以对可疑病变的全部区域进行显微观察。因此,现阶段仍需以靶向活检或整块切除标本的组织病理学作为诊断的金标准。
【陈述12】显微内镜可用于结直肠腺瘤性与非腺瘤性息肉的鉴别和分类诊断。
证据质量:高;推荐强度:强推荐
显微内镜可根据腺体大小、形态和细胞极性、核大小、排列规律,进行结直肠息肉的鉴别和分类诊断。目前常用的细胞内镜图像分级系基于腺体结构和细胞核形态进行病变性质划分(EC1a~EC3b),并通过近年研究不断优化,现对肿瘤性病变的诊断准确性已达94.1%(95%CI:87.6%~97.8%)[8,57-59]。细胞内镜图像分级结合NBI 可构成EC-V 分级(ECV1~EC-V3),对结直肠癌、增生性息肉的诊断准确性分别达88.6%和99.0%,与经典的腺管开口形态(pit pattern)分型诊断效能相当[60];而对于黏膜下深浸润结直肠癌的诊断,细胞内镜可识别结缔组织增生反应、细颗粒结构、腺体融合病变、微血管消失及其直径改变等特点,诊断准确性显著高于腺管开口形态分型(96.3%对93.8%)[61]。
【陈述13】显微内镜对炎症性肠病的诊断敏感性高,可用于监测溃疡性结肠炎并能预测疾病复发。显微内镜可用于评估克罗恩病疾病活动度和治疗后应答。
证据质量:中等;推荐强度:强推荐
显微内镜通过观察隐窝形状、隐窝间距、血管结构组成EC-SS,用于炎症性肠病的诊断和疾病活动性评估[62]。EC-SS 评分系统与组织病理学评分相关性高(ρ=0.713),并可在不同观察者之间保持较高的一致性(κ=0.79),在黏膜愈合评估中的准确性达86%,与NBI联合应用于急性炎症的预测,准确性达92.3%[63]。此外,显微内镜可识别黏膜内毛细血管网络改变和隐窝结构异常,早期预测溃疡性结肠炎复发[64-65];而显微内镜下多边形隐窝、细胞核拉长、假分层等表现提示异型增生,可早期预测炎症性肠病癌变[66]。
【陈述14】进行胆管探查时,借助胆道镜运送pCLE比X射线透视下普通导管运送更准确、高效。
证据质量:高;推荐强度:条件推荐
胆道镜可通过调节在胆管内的角度,使共聚焦微探头抵达可疑部位以诊断不明原因胆管狭窄,诊断准确性更高(99.3%)。于胆道镜直视下将pCLE准确置于病灶部位,可真正实现胆管内病变的“活体病理”成像。
【陈述15】pCLE 是诊断不明原因胆管狭窄准确、可靠的方法之一,诊断敏感性和特异性均较高。pCLE 可充分显示肝内胆管狭窄病灶,尤其是对于活检钳无法抵达的部位。
证据质量:高;推荐强度:条件推荐
一篇纳入18 项相关研究的meta 分析显示,pCLE 作为不明原因胆管狭窄的诊断工具,敏感性和特异性分别为88%和79%[67]。胆道镜难以抵达肝内胆管并取得足够的组织标本,pCLE 直径更小,可抵达肝内胆管获取合适的图像,对肝内胆管狭窄和肝外胆管狭窄的诊断准确性均较高(分别为100%和86%)[68-74]。
【陈述16】pCLE能实时诊断和排除胆道恶性肿瘤,优于单纯组织活检和刷检。在其他检查不能确定胆管狭窄性质时,pCLE 检查可辅助确定病灶的良恶性。
证据质量:中等;推荐强度:条件推荐
对于不明原因胆管狭窄,有时活检难以获取病灶组织,pCLE 诊断不明原因胆管狭窄的NPV 达100%,故可根据阴性结果排除恶性疾病导致的胆管狭窄[75]。一项国际多中心研究[76]评估了112 例胆管狭窄患者(72 例恶性,40 例良性),结果表明ERCP常规活检的敏感性仅为45%,而ERCP 联合pCLE 的敏感性达89%。
【陈述17】推荐采用巴黎分类(Paris classification)作为胆管病变的显微内镜诊断标准。
证据质量:高;推荐强度:条件推荐
诊断不明原因胆管狭窄的分类方法有迈阿密分类标准和巴黎分类标准。迈阿密分类标准于2012年确立,但慢性炎症可能导致假阳性;2013年,法国Cailloi 等[77]在迈阿密分类标准的基础上增加了4 种良性炎性狭窄的图像特征,即巴黎分类标准。巴黎分类将诊断特异性从77.6%提高至85.0%,且降低了假阳性率[78]。在未来的研究中,需对巴黎分类标准作进一步评估,针对网状结构增粗设定数值化阈值[79]。
巴黎分类标准中的具体特征描述如下。①正常胆管:纤细的黑色条带(胶原蛋白,直径<20 μm)互相交织成网状结构;浅灰色背景;白色条带(血管)直径<20 μm。②胆管炎症:多条纤细的白色条带(血管增多,但直径<20 μm);黑色颗粒状结构呈鳞片样分布;鳞片间距增宽(>20 μm);网状结构增粗(直径可>20 μm,但<40 μm)。③恶性病变:白色条带(血管)增粗(直径>20 μm);黑色条带(胶原蛋白)增粗(直径>40 μm);黑色团块样上皮。
【陈述18】EUS-nCLE 有助于提高PCL 的诊断准确性。
证据质量:中等;推荐强度:强推荐
PCL 指胰腺上皮、间质组织形成的含囊腔的病变,主要由非肿瘤性的囊肿和肿瘤性病变(又称胰腺囊性肿瘤)组成。胰腺囊性肿瘤分为3类:浆液性囊性肿瘤(serous cystic neoplasm, SCN)、黏液性囊性肿瘤(mucinous cystic neoplasm, MCN)和导管内乳头状黏液性肿瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm, IPMN)。其中黏液性肿瘤IPMN 和MCN有较高的恶变率,故鉴别肿瘤是否为黏液性尤为重要[80]。nCLE 的激光共聚焦显微探头可通过19G 穿刺针,实现病变部位的实时高分辨率显微成像[81-82]。2022 年发表的2 项meta 分析显示,nCLE 诊断PCL的敏感性为85%~90%,特异性为96%~99%[83-84]。
【陈述19】EUS-nCLE 有助于鉴别浆液性与黏液性PCL。EUS-nCLE 可实时诊断SCN,对于nCLE 诊断为SCN 的患者,可适当延长随访间隔,为避免不必要的手术提供依据。
证据质量:中等;推荐强度:强推荐
SCN 在EUS-nCLE 下可见典型的“浅表血管网”,表现为紧密连接的不同宽度的血管网络,密集而迂曲,直径多<20 μm;根据血管内血细胞密度和荧光素对比度差异,可表现为黑色或灰色背景上的白色血管,或清晰浅色背景上的黑色血管;可呈现西瓜形或树状外观,或类似蕨类植物。血管内可见密集的动态循环流动的血细胞。Le Pen 等[85]的研究显示,EUS-nCLE 诊断SCN 的特异性和PPV 均达100%,敏感性和NPV 分别为69%和82%。通过EUS-nCLE 明确诊断SCN,可减少23%的手术介入、0.4%的手术死亡和27%的医疗支出,同时可适当延长随访间隔。
【陈述20】EUS-nCLE 可实时诊断IPMN,对于IPMN 的组织学分型有一定潜在价值,但目前仍需结合其他检查以鉴别侵袭性IPMN。
证据质量:低;推荐强度:强推荐
EUS-nCLE 下IPMN 的特异性表现是手指或乳头样突起,纵截面上可见一个乳头状突起中央有浅色的血管核心,上覆柱状上皮,边缘颜色加深,有时所见为2条平行的粗大条带,中间是浅色血管核心。如截取横截面,则显示为中空的暗环。一般没有表面血管网或漂浮的明亮不均颗粒[86-87]。Konda 等[88]的研究显示,EUS-nCLE 诊断IPMN 的敏感性、特异度、PPV、NPV 和准确性分别为59%、100%、100%、50%和71%。
【陈述21】EUS-nCLE 有助于诊断MCN,但仍需结合囊液检测或活检以明确诊断。
证据质量:低;推荐强度:强推荐
MCN在EUS-nCLE下表现为代表囊壁的上皮边界或带有细黑色线条的灰色条带,欠规则的粗大血管,直径约为20 μm,有时可见较均匀的细胞巢、明亮的簇状颗粒[89]。MCN 典型表现的发现率略低于其他囊性病变,需结合囊液癌胚抗原等检测或囊壁活检以辅助诊断[90-92]。
【陈述22】EUS-nCLE 有助于诊断胰腺假性囊肿,但仍需结合病史和囊液检测以明确诊断。
证据质量:低;推荐强度:强推荐
胰腺假性囊肿的典型表现为视野中深色背景上满布白色或灰色颗粒,分布不均,大小不等,形态各异,没有代表上皮边界的黑色条带。假性囊肿的诊断需结合胰腺炎病史和囊液淀粉酶等检查结果[93]。
【陈述23】EUS-nCLE 诊断PCL,可能会导致胰腺炎、出血等并发症,术后应加强观察。
证据质量:低;推荐强度:强推荐
EUS-nCLE 的常见并发症是急性胰腺炎和囊内出血,早期研究显示术后并发症发生率为7%~9%,近年可控制在1%~3%,高于常规EUS-FNA,术后应加强观察[93-94]。
【陈述24】显微内镜可显示结肠上皮、上皮间隙和固有层结构,荧光素渗漏试验可反映肠道上皮屏障功能。荧光素渗漏试验同样适用于上消化道炎症性疾病黏膜通透性的评估。
证据质量:中等;推荐强度:强推荐
显微内镜可精确显示结肠上皮、上皮间隙和固有层结构。溃疡性结肠炎患者结肠上皮屏障功能受损,显微内镜下可清晰观察到示踪荧光素漏出至隐窝间隙,并通过记录荧光素渗漏范围和程度进行评估,与经典的三氯蔗糖排泄法和病理诊断一致性均较高,且渗漏范围和程度与通透性增高的程度呈正相关[95-96]。显微内镜也可用于评估十二指肠黏膜屏障功能,辅助功能性消化不良的诊断[97-99]。
【陈述25】Watson 评分是显微内镜下基于荧光素渗漏试验和屏障微侵蚀的定量评价系统,对缓解期炎症性肠病患者的疾病进程评价和复发预测有较高特异性。Buda 评分基于荧光素渗漏试验和隐窝直径,对短期复发有预测作用。
证据质量:中等;推荐强度:强推荐
Watson 评分系统根据黏膜屏障和细胞脱落情况将肠道分为正常(Ⅰ)、功能缺陷(Ⅱ)、结构缺陷(Ⅲ)三级,Ⅱ或Ⅲ级预测缓解期炎症性肠病患者复发的特异性达91.2%,准确性为79.0%[100]。隐窝直径、隐窝周围荧光素渗漏与溃疡性结肠炎复发显著相关。Buda 评分整合上述2 项因素,可有效预测溃疡性结肠炎短期复发,敏感性和特异性分别为100%和95%[101]。
【陈述26】显微内镜分子成像结合显微内镜技术与分子探针技术,由病变特异性靶向分子和成像标志物(如荧光色素等)连接构建分子探针,根据细胞的分子特征实现消化道病变的无创或微创靶向成像。
证据质量:低;推荐强度:条件推荐
CLE 检测与病变分子探针的荧光信号强度结合,能在体实时检测特定肿瘤分子的表达水平。靶向分子探针主要包括单克隆抗体、短肽探针、肿瘤特异性激活探针(“smart”探针)和纳米颗粒探针。抗体探针能特异性结合肿瘤组织中表达上调的特异性分子,可标记特定的已获批使用的治疗性抗体用于分子成像,但因其分子量较大,可能存在潜在的免疫原性。肽库技术筛选出的短肽探针分子量较小,与癌组织亲和力较高且免疫原性较小,费用较低,但其亲和力较为多变。“smart”探针只有在结合特定肿瘤组织时方能被激活,克服了非特异性染色、背景着色等缺陷,但其一般需要内化后激活,安全性仍有待评估。纳米颗粒探针负载多种蛋白质,具备多价靶向性,能提供较强的荧光信号,但探针核心有潜在的生物不相容性,可能需要经肾脏清除[102]。对病变区域应用分子探针主要通过2 种途径:表面喷洒和静脉给药。表面喷洒的方式能于短时间内在局部达到较高的探针浓度,而静脉给药需要较长时间使探针分布至靶向部位。此外,局部表面喷洒方式的免疫原性和潜在不良反应相对较小。静脉给药的优势在于能实现整个肿瘤组织的分子成像,而表面喷洒对较大面积的黏膜区域难以完整成像。
【陈述27】显微内镜可通过体外和在体分子成像,检测肿瘤细胞的特征性分子表达,具有提高消化道肿瘤检出率和辅助判断预后的潜在价值。
证据质量:低;推荐强度:条件推荐
在结直肠癌分子成像方面,Hsiung 等[103]发现一种荧光七肽(VRPMPLQ)探针可与结直肠上皮内瘤变细胞特异性结合,用于显微内镜观察有较高的敏感性(81%)和特异性(82%)。Goetz 等[104]利用异硫氰酸荧光素(fluorescein isothiocyanate, FITC)标记表皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)抗体探针,在动物模型中实现了CLE 对结直肠癌的在体分子成像;在体外于人结直肠癌组织标本表面喷洒荧光标记的EGFR 抗体探针,同样可通过CLE 检测到EGFR 表达水平的差异。Liu 等[105]通过表面喷洒荧光标记EGFR 抗体探针的方式实现了对结直肠瘤变患者的在体EGFR分子成像。Foersch等[106]利用血管内皮生长因子抗体探针,同样证实CLE 在体内、体外均能较好地检测分子探针与病变组织的特异性结合。Wang 等[107]的研究显示,FITC标记的荆豆凝集素用于检测结直肠癌分子成像的敏感性、特异性和准确性分别为95.6%、97.7%和95.6%。Goetz 等[108]将荧光基团与西妥昔单抗相连接构建分子探针,证实CLE 分子成像预测结直肠癌移植瘤模型对西妥昔单抗治疗应答的PPV较高。
在上消化道肿瘤分子成像方面,Nakai 等[109]的研究验证了利用pCLE 在体对猪食管黏膜和胃黏膜进行EGFR和生存素行分子成像的可行性。Li等[110]的研究通过表面喷洒AF488 标记MG7 抗体分子探针的方式,实现了动物模型和人新鲜胃癌组织在体分子成像。Sturm 等[111]对Barrett 食管患者在体表面喷洒与病变结合的荧光标记多肽探针,利用pCLE在体对患者远端食管可能存在的瘤变性病变行分子成像,仅需5 min 即可完成分子成像过程。Liu等[112]在动物和人体组织中证实了肽GEBP11用于胃癌分子成像的潜在作用。
【陈述28】人工智能结合显微内镜可实现对消化道黏膜病变的人工智能在体组织学诊断,在辅助识别消化道癌前病变、早期肿瘤,评估炎症性肠病黏膜愈合方面具有潜在价值,但需要更多临床研究进行验证。
证据质量:中等;推荐强度:条件推荐
在人工智能辅助细胞内镜方面,Kudo等[113]研发的EndoBRAIN 系统可准确区分结肠肿瘤性与非肿瘤性病变,敏感性、特异性、准确性分别为96.9%、100.0%和98.0%,均显著高于专家和非专家级内镜医师。Kumagai等[114]研发的人工智能系统能识别食管肿瘤性病变,敏感性、特异性、准确性分别为92.6%、89.3%和90.9%。Noda等[115]研发的人工智能系统用于识别胃早癌,敏感性、特异性、准确性分别为82.1%、90.9%和86.1%,且其特异性高于内镜医师。另外,人工智能还可用于识别溃疡性结肠炎患者的结肠组织炎症,敏感性、特异性、准确性分别为74%、97%和91%[116]。
在CLE 方面,Machicado 等[117]研发了2种卷积神经网络,通过识别nCLE 图像对IPMN 进行危险分层,识别其中的高级别上皮内瘤变和癌,敏感性均可达83.3%。在一项评估克罗恩病患者黏膜愈合情况的研究[118]中,人工智能能判断结肠和回肠末端CLE 图像是否存在炎症,敏感性、特异性、准确性分别为94.6%、92.78%和95.3%。在一项小样本研究[119]中,人工智能通过识别结肠息肉CLE 图像诊断肿瘤性息肉,敏感性、特异性、准确性分别为95%、94%和94%,与专家级内镜医师的离线诊断水平相近,然而,由于测试集图片数量较少,其临床意义有限。
总之,目前相关研究多为小样本回顾性研究,人工智能在显微内镜中的应用效果仍需大样本前瞻性临床研究进行验证。
1.局限:以CLE 为代表的显微内镜虽可对胃肠道黏膜行高分辨率无创“光学活检”,但在实际临床应用时,因存在视野较狭窄等问题,仍无法代替传统活检方式,使用仍然受限。另外,仍存在图像分辨率不佳、检查成本高,以及安全性有待大样本、多中心临床研究验证等问题。
2.展望:目前显微内镜的研究致力于拓宽临床适用性、提升安全性、实现内镜诊断智能性。分子荧光探针、人工智能辅助诊断等新技术不断涌现并飞速发展,其与显微内镜诊疗的结合呈现出广阔的应用前景。“健康中国2030”战略的精准落地对消化内镜技术提出了更高的要求,以显微内镜为代表的新型内镜技术正迈入蓬勃发展的新纪元。
利益冲突:专家组所有成员声明不存在利益冲突
执笔者:左秀丽(山东大学齐鲁医院消化内科),许树长(同济大学附属同济医院消化内科),王林恒(北京中医药大学东方医院消化内科),虞朝辉(浙江大学医学院附属第一医院消化内科),钟良(复旦大学附属华山医院消化内科),李延青(山东大学齐鲁医院消化内科)
文献整理者:季锐(山东大学齐鲁医院消化内科),李真(山东大学齐鲁医院消化内科),戚庆庆(山东大学齐鲁医院消化内科),王鹏(山东大学齐鲁医院消化内科),郭婧(山东大学齐鲁医院消化内科),刘冠群(山东大学齐鲁医院消化内科),马苗淼(山东大学齐鲁医院消化内科)
专家组成员(按姓氏汉语拼音排序):蔡立军(浙江省中医院消化内科),党彤(包头医学院附属第二医院消化内科),冯云路(中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院消化内科),龚彪(上海中医药大学附属曙光医院消化内科),胡冰(上海东方肝胆外科医院消化内科),乐敏(浙江大学医学院附属第一医院消化内科),李鹏(首都医科大学附属北京友谊医院消化内科),李晓波(上海交通大学医学院附属仁济医院消化内科),李延青(山东大学齐鲁医院消化内科),李真(山东大学齐鲁医院消化内科),梁树辉(空军军医大学第一附属医院消化内科),蔺蓉(华中科技大学同济医学院附属协和医院消化内科),刘红(首都医科大学附属北京世纪坛医院消化内科),吕志武(深圳市宝安区人民医院消化内科),毛鑫礼(浙江省台州医院消化内科),舒徐(南昌大学附属第一医院消化内科),孙思予(中国医科大学附属盛京医院消化内科),田雨(北京大学第一医院消化内科),王林恒(北京中医药大学东方医院消化内科),徐美东(同济大学附属东方医院消化内科),许树长(同济大学附属同济医院消化内科),杨卓(解放军北部战区总医院消化内科),虞朝辉(浙江大学医学院附属第一医院消化内科),张秉强(重庆医科大学附属第一医院消化内科),钟良(复旦大学附属华山医院消化内科),左秀丽(山东大学齐鲁医院消化内科)
原文刊载于:《中华消化杂志》2023年第43卷第1期3-17页