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光活检诊断方法集中了当代分子学方法、光电子、计算机等国际上最先进的技术。在上一期,我们已详细阐明了光活检的机理,现将光活检在临床应用的进展报告如下。
固有荧光诊断癌症的临床应用,我们分成两个阶段。第一阶段从1980~1993年,主要应用于短腔道及病理诊断,如子宫颈、皮肤癌的固有荧光诊断以及手术中淋巴转移癌的诊断。在经历了十几年数万例短腔道病例的固有荧光癌症诊断后,积累了很多的临床数据、诊断方法以及诊断早期癌(含中度异常增生)的经验,为第二阶段(1995年)固有荧光诊断早期癌症应用于长腔道,即胃、十二指肠、结肠、鼻咽、子宫颈、子宫腔打下了坚实的基础。
一、314例长腔道病例分析
光活检进入腔内诊断已成为现实,经7家医院314例胃、十二指肠、结肠、鼻咽、子宫颈、子宫腔临床应用,光活检诊断与组织学诊断对照阳性符合率100%,阴性符合率94%。314例患者中,年龄16~79岁,中位年龄47岁。从图1光活检临床报告所示,每份临床报告均包含正常组织、癌组织的固有荧光光谱曲线及它们的比率曲线。在特征峰460±20nm时,正常组织峰值大于癌组织两倍以上;在特征峰400±20 nm、670±20nm波段时,癌组织出现小峰,而正常组织却没有此峰。从图1的比率曲线显示,在450~600nm波段时,它们的比率值均<1;而在>600 nm波段和<450 nm波段的光谱曲线线形发生了改变,癌组织的荧光强度有所增加,表现为一个很小的上升坡度,此时比率值则>1。
图1 结肠癌患者固有荧光光谱诊断报告
光活检的诊断标准用3个波段作为诊断依据,即460±20nm、400±20 nm及670±20 nm。现分别将胃100例、结肠30例及鼻咽100例分别做统计处理,从图2~4可以看出,用460±20nm做唯一标准来判别癌与非癌符合率可达90%以上。在正常组织、良性病变组织以及癌变组织均有一个可以分辨的分布区域。正常组织的460±20nm组织峰值一般落在90%~100%区域,良性病变组织的460±20 nm组织峰值一般落在50%~90%区域,癌变组织的460±20nm组织峰值一般落在10%~50%区域。
当然用双重(两个)标准来判别诊断,即用460±20 nm及400±20 nm或460±20nm及670±20 nm其诊断符合率
△癌变组织 ○良性病变组织●正常组织
图2 100例胃病患者光活检的诊断结果
会更高,可提高3%~4%。若用双重或三重标准来判别诊断,则可摆脱“自身对比法”。不用检测正常组织即可以双重或三重标准的光谱曲线作出判断,可能会出现一些假阳性,这些假阳性的结论是组织学判定的,但很有可能光活检的灵敏度高于组织学,故这一部分假阳性患者有必要做跟踪随访。
△癌变组织 ○良性病变组织●正常组织
图3 100例鼻咽部患者光活检的诊断结果
△癌变组织 ○良性病变组织●正常组织
图4 30例结肠病患者光活检的诊断结果
二、光活检检测粘膜性早期癌的优势
表1 临床、病理及荧光光谱检测淋巴结的结果
部位 | 临床诊断 | 荧光诊断 | 病理诊断 | ||||||
- | ± | + | - | ± | + | - | ± | + | |
癌旁 | 3 | 1 | 28 | 13 | 4 | 15 | 15 | 1 | 16 |
肠系膜 | 15 | 6 | 18 | 19 | 8 | 12 | 25 | 0 | 14 |
系膜根 | 4 | 8 | 0 | 7 | 3 | 2 | 10 | 0 | 2 |
腹主A旁 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
淋巴结数 | 22 | 16 | 46 | 39 | 15 | 30 | 50 | 1 | 33 |
光活检对早期粘膜癌检测的灵敏度高是由于粘膜型癌起源于粘膜层、无任何其他荧光干扰,从我们多年来检测粘膜型癌的规律和固有荧光特征强度来看,早期癌尤其是中、重度异常增生以及肿瘤浸润的前沿,其灵敏度特别高。反之,由于晚期癌的癌中心已处于凝固性坏死或处于死亡边缘,失去了生物活性,晚期癌固有荧光特征峰明显下降,甚至无荧光特征峰。当然对这部分晚期癌无需用高科技技术来做精确诊断,医生用目视即能诊断。另外,晚期癌必然伴有坏死组织、凝血、粘液等粘附在肿瘤组织上,而把真正的肿瘤组织覆盖了,使固有荧光特征信息无法真正测得,所测得的仅仅是坏死组织、凝血、粘液的荧光峰值。因此,它们是光活检检测晚期肿瘤的固有荧光特征灵敏度不高的主要原因。
胃粘膜上皮异常增生与胃癌的发生有着密切关系,粘膜型中度以上异常增生,用固有荧光检测其特征荧光灵敏度高,故早期癌检出率大大高于常规的检测手段。我们对胃癌离体标本侵袭面的跟踪测试,经病理做系列切片证实,光活检能透过正常粘膜,测得粘膜下1~1.5mm的浸润癌。
三、光活检对淋巴结转移癌的检测
大肠癌手术治疗是否须进行扩大根治术,除需术前各项检查外,术中探查病变范围,尤其是病变附近及原处有无淋巴转移是决定病理分期和扩大根治的关键。但术中只凭肉眼观察及触诊往往不可靠,而常规的冰冻切片既费时(手术约要等待半小时)符合率又不高。我们应用固有荧光光谱诊断仪(1991年型号EYⅡ-G)对12例大肠癌病例(升结肠3例、肝曲1例、乙状结肠5例、降结肠1例、直肠2例)进行淋巴结检测,测得淋巴结84个。
从表1可以看出,荧光诊断阳性为30个,病理诊断阳性为33个,荧光与病理癌变符合率为90.9%(P<0.05)。而临床诊断病变为46个淋巴结,经病理证实为33个,内有假阳性13个,说明荧光检测较临床正确(P<0.05)。再从不同部位的淋巴结来看,癌旁和结肠系膜的荧光与病理的阳性符合率为93.7%(15/16)和85.6%(12/14)。提示固有荧光光谱诊断仪符合率高、速度快、安全无害,可广泛应用于手术中确定是否有癌转移及根治范围。
四、光活检对各类癌细胞的荧光特征探讨
组织学能明确鉴别癌细胞分类,如胃肠系统的鳞状细胞癌、移行细胞癌、柱状细胞癌等均来源于上皮组织,对其分化程度也能有严格区分。光活检经过十几年的探索发现了某些能够区分癌细胞的荧光光谱信息,我们检测了42例胃癌离体标本,做了固有荧光特征幅值与胃癌细胞分化程度的分析,发现中分化癌、低分化癌、未分化癌的荧光特征峰值强,而高分化的管状腺癌、乳头状腺癌及粘液腺癌则幅值相对低一些(表2)。我们又检测到4例鳞腺癌其荧光幅值比单纯的鳞癌、腺癌要大50%。
表2 胃癌细胞分化程度与固有荧光特征峰值的关系
分化程度 | 荧光特征峰值 | 合计 | ||
弱 | 中 | 强 | ||
高分化 | 2 | 2 | ||
中分化 | 3 | 15 | 18 | |
低分化 | 4 | 17 | 21 | |
未分化 | 1 | 1 | ||
合计 | 2 | 8 | 32 | 42 |
五、结论与展望
用内窥镜区分正常组织(或良性病变)、微小癌、异常增生,其准确率仅为75%左右。因此,医生只能依靠多取活检点,以防漏诊,而多点取活检比较费时,而且有一定的危险性。内窥镜诊断容易漏诊这并非是内窥镜设计上的缺陷,而是诊断方法学上的缺陷,仅依靠医生的经验用目视方法从大体标本上识别正常组织、良性病变、早期癌,这是目前造成癌症诊断漏诊的主要原因。
光活检从根本上改变了传统诊断癌症的方法,摆脱了依靠医生目视经验诊断、目视经验取活检点的传统诊断方法,依据人体组织固有荧光光谱特征自动识别、诊断,可立即提示被测组织是正常组织、良性病变组织或早期癌变组织,检测结果阳性符合率100%,阴性符合率95%。这在临床上有巨大的实用价值。当今国际上还没有无损伤性的技术可检测胃、肠道等异常增生或微小癌,而光活检的应用可大幅度提高早期癌的检测率,引起了世界各国学者广泛研究与应用。
本项目为国家“八五”攻关课题
(收稿:1998-06-04 修回:1998-07-01) , 百拇医药