利用探头式共聚焦激光显微内窥镜实时检测巴雷特食管肿瘤组织：
一组国际多中心前瞻性随机对照试验的最终结果
PrateekSharma,MD,AlexanderR.Meining,MD,PhD,EmmanuelCoron,MD,CharlesJ.Lightdale,MD,HerbertC.Wolfsen,MD,AjayBansal,MD,MontherBajbouj,MD,Jean-PaulGalmiche,MD,
JulianA.Abrams,MD,AmitRastogi,MD,NeilGupta,MD,MPH,JoelE.Michalek,PhD,GregoryY.Lauwers,MD,MichaelB.Wallace,MD,MPH
背景：基于探头式共聚焦激光显微内窥镜（pCLE）可以实时检测肿瘤性巴雷特食管（BE）组织。但是，实时pCLE的准确性还没有得到广泛的评估。
目的：比较单独HD-WLE高清白光内镜（HD-WLE）和除去HD-WLE的pCLE在高度发育不良（HGD）及早期癌（EC）检测中的敏感性和特异性。
设计：国际性，前瞻性，多中心，随机对照试验。
设置：五个三级转诊中心。
患者：共有0名BE患者提供HGD/EC的监视或内镜治疗。
干预措施：所有患者均接受HD-WLE，窄带成像（NBI）和pCLE检查，并在获得活检标本前记录检查结果。HD-WLE和NBI的顺序是随机的，由2位独立的，不知情的内镜医师进行。记录所有HD-WLE或NBI和四象限随机位置的可疑病变。通过pCLE检查这些位置，并实时确定良性或肿瘤性（HGD/EC）组织的推定诊断。最后，从所有位置取得活组织检查结果，由中央病理学家进行复查，不告知属于内镜或pCLE数据。
主要结果测量：pCLE的诊断特征。
结果：HD-WLE的敏感性和特异性分别为34.2％和92.7％，而对于HD-WLE或者pCLE（分别为P=0.和P0.00）分别为68.3％和87.8％。HD-WLE或NBI的敏感性和特异性分别为45.0%和88.2%，而对于HD-WLE、NBI或pCLE（P=.0和P=.02）分别为75.8%和84.2%。HD-WLE及NBI联合使用pCLE与单独使用HD-WLE、HD-WLE及NBI相比可以多识别2个和个额外的HGD/EC患者，导致可以检测到所有HGD/EC患者，尽管不具有统计上的意义。
局限性：学术中心拥有浓缩人口。
结论：与HD-WLE相比，pCLE与HD-WLE的结合显著提高了检测BE肿瘤的能力。这可能会为病人的管理和后续治疗做出更明智的决定。（临床试验注册号：NCT。）（GastrointestEndosc20;74：-72。）
缩写：BE，Barrett食管;CLE，共聚焦激光显微内镜;EC，早期癌;HD-WLE，高清晰度白光内窥镜;HGD，高度发育不良;LGD，低度发育不良;NBI，窄带成像;NPV，阴性预测值;pCLE，探头式共聚焦激光显微内窥镜。
巴雷特食管（BE）是食管和胃食管交界处[]的癌前病变。在这种情况下，食管末端的鳞状上皮被柱状粘膜取代，特别是肠化生。目前的内镜下活检标准有几个局限性，包括抽样误差和不一致的组织病理学解释。此外，发育不良的上皮细胞通常不显眼，不完整，而且与化生组织难以区分。摘要提出了一种新的内镜成像技术，提高了内镜诊断的准确性，并进行了不同程度的评估[2-7]。这些基于光学的技术，如高清晰度的白光内视镜（HD-WLE）、窄带成像（NBI）和共聚焦激光内镜（CLE），一般可以分为广域（红旗技术）和焦成像技术。广域技术善于提供整个BE段的概览，而焦点技术可以提供更详细的兴趣领域细节。
随着高清视频内窥镜的普及，WLE已经有了很大的改进。这允许对粘膜、腺体和血管结构进行更详细的检查。NBI是一种技术，它可以在不使用染料的情况下增加粘膜的对比度，根据其波长的不同光线渗透，可以作为一种广泛的评估技术。基于探头式共聚焦激光内镜（pCLE）是一种聚焦技术，可在正在进行的过程中实时提供粘膜的动态微观视图。这一进展改善了微观BE病变的可视化，使我们能够在内窥镜检查中看到细胞的细节，从而在胃肠道内镜检查单元中进行诊断。然而，这些增强内镜技术的相对敏感性尚不清楚。
研究目标
主要目的是比较和评估pCLE除HD-WLE外与单独的HD-WLE检测BE患者高度发育不良（HGD）和早期癌（EC）在每个位置的敏感性和特异性。
次要目标包括评价每一种成像方式的位置敏感性和特异性（HD-WLE、NBI、pCLE）;除HD-WLE或NBI（HD-WLE或NBI或pCLE）之外，pCLE的每个位置敏感性和特异性;特定活动的过程时间、总过程时间、程序复杂度和潜在的训练效果。
病人和方法
研究对象
研究方案经所有参与机构的机构审查委员会批准，并根据赫尔辛基宣言进行。所有患者均提供书面知情同意书。
在5家医院（佛罗里达州杰克逊维尔市梅奥诊所;纽约的哥伦比亚大学医学中心;密苏里州堪萨医院;法国南特大学中心住院中心;KlinikumrechtsderIsar，慕尼黑，德国）中，对连续接受监测和或被称为相关肿瘤（hgd/ec）评估和治疗的患者进行了前瞻性的研究。所有参与该研究的患者在入组前至少接受了2周的质子泵抑制剂治疗。患有腐蚀性食管炎的患者，由于抗凝血、静脉曲张、对钠荧光素过敏、怀孕、食道肿块或大于0毫米的结节，以及肾功能不全等，都将无法获得活检样本。
入组培训
在研究期间有名研究人员要执行pCLE流程，但只有4人有过pCLE的经验。在招收第一名患者之前，每位内窥镜医师完成了一个标准培训模块，包括NBI和pCLE视频以及静态图像。先前描述了用于解释pCLE视频的标准[9]。每位内镜医师完成了对20例未知视频病例的评估，并且必须重复测试，直至在允许患者入组之前达到90％的正确诊断率。
研究设计
尽管对于主要研究目的这不是必需的，可以进行随机化HDWLE和NBI内镜流程来评估每个成像模组在个体诊断中的表现和贡献(图)，采用串联设计，其中每个位置/患者作为它/他或她自己的控制。所有患者均通过3种成像方式进行了BE段的检查：HD-WLE，NBI和pCLE（流程,2和3）。流程和2的顺序是在pCLE成像和组织采样之前随机化的。每一次尝试都是为了屏蔽内镜医师对每位患者的病史和以前的内镜检查结果。
患者被随机分配到2个内窥镜序列（先HD-WLE后NBI;先NBI后HD-WLE），通过符合规范的电子数据采集软件（VISION-EDC系统;PreludeDynamics，奥斯汀，德克萨斯州)。患者以：的比例随机分组，按研究部位和程序指示（BE监测或BE治疗）分层。电子数据采集系统用于收集数据，从患者筛查和资格检查开始，并对患者进行随机分组。
图.研究设计和流程图。BE，Barrett食管；HD-WLE，高清晰度白光内窥镜；NBI，窄带成像；pCLE，探头式共聚焦激光显微内窥镜。
内镜流程
流程:HD-WLE。所有的患者都采用了标准的HD-WLE检测方法，使用的是奥林巴斯80HD内窥镜（奥林巴斯，中心谷，Pa）在白光模式下（使用4毫米的清晰的远端附件，没有放大）。测量的长度是从胃食管交界处到近地移位的柱状上皮(squamocolumnar)结，并使用布拉格C和M标准进行记录。如果发现可见的病变（对肿瘤有怀疑），他们使用巴黎分类系统进行分级，并记录他们的距离和时钟位置（如38厘米，8点）。在所有流程（、2和3）之后，获得2个活检样本。
流程2:NBI。每个病人在NBI模式下也使用相同的奥林巴斯80HD内窥镜检查（使用4毫米的透明的远端附件，没有放大）。除了NBI所显示的所有可见病变（如流程所述），NBI所见的任何异常粘膜或血管模式也被确定为可疑地点。截断符号和位置匹配。在流程和2完成后，每项技术记录的所有可疑位置都被记录下来，第一次和第二次流程的单独结果都是非盲的。在解盲步骤期间仔细配对地点（如适用）。任何不清楚的可疑部位通过两位内镜医师对照片（通过每个流程）检查以匹配每个部位来解决。
程序3：pCLE。使用共聚焦微型探头（GastroFlexUHD，Cellvizio;MaunaKeaTechnologies，Paris，France）进行pCLE检查，其视场为微米，横向分辨率为微米，成像深度为低于组织表面60微米。先前发表的方法被用于精确匹配pCLE检查和活检取样[9]。每个位置的紧邻区域使用氩离子凝固斑点凝固（ERBE，Tübingen，德国）进行“标记”。可疑（目标）的地点首先被标记，然后是非目标（NBI和HD-WLE）正常随机地点。在注射荧光素钠（2.5mL，0％）之后，使pCLE小型探头穿过内窥镜附件通道并与BE表面轻柔接触。在所有可疑（由WLE或NBI观察）和随机位置（即，每西雅图监视方案每2cm4个象限）执行pCLE成像。在获得活检标本之前，研究人员在pCLE检查的每个部位对异常增生（HGD/EC）或非发育异常进行假定诊断。
额外的数据收集。每个流程所需的总时间被记录为从内窥镜插入到移除这个过程。时间分为HD-WLE检查，NBI检查，氩气血浆凝固标记，pCLE检查和活检时间。在研究期间，还通过对从（容易）到5（困难）的5分李克特量表进行分级，包括易于执行pCLE，易于解释pCLE图像以及易于进行活检，从而获得前瞻性阶段的手术复杂性。
组织病理学评估
每个活组织检查样本被放置在一个单独的罐子里并单独分析。或者，当放置在同一个罐子中时，4种活组织检查样品（来自级，例如38cm）用代表不同象限的4种不同油墨（并记录）染色。所有被确认身份的切片都被送到中心病理学院，由一位blindedexpertGI病理学家阅读。根据公布的标准，将每种活组织检查分类为鳞状上皮细胞，胃化生细胞，无发育异常的肠化生，低度不典型增生（LGD），HGD或EC。
数据收集、分析和样本量
在组织学诊断（标准标准）的基础上，对HD-WLE、NBI和pCLE的可疑或不可疑的病变比例进行了统计（即hgd/ec）。计算主要目标的估计值和95％置信区间。使用重复测量对数线性模型对各个流程（HDWLE，NBI，pCLE）及其组合进行统计学显着性计算（P值）。对程序时间的计算也通过对完成时间内主题差异的协方差分析（包括最大BE程度）进行。使用重复测量线性模型比较HD-WLE，NBI，pCLE和活组织检查的平均时间，使用Tukey方法成对比较进行多重比较校正。使用适用于Windows的SAS版本9.2（SASInstitute，Cary，NC），所有的统计试验结果均为双侧显着性水平为5％。
根据已发表的文献，假设HD-WLE敏感性为79％，特异性为75％，进行数值模拟。功效计算表明，在这些假设下，如果除了HD-WLE之外，pCLE的敏感性和特异性都等于90％，那么这项有00个受试者和每个受试者0个位置的研究将获得80%的功效。
结果患者特征
年月至年9月期间，每个地点的研究人员在5个参与中心预期招收了22名连续BE患者。纳入的患者中，2例被排除在分析之外（图）。患者的平均年龄为65.岁（范围27-90岁），女性为4％（表）。布拉格CM区段的平均值（标准偏差）分别为.9（2.95）和3.6（3.24）厘米。57例患者被转诊进行常规BE监测，而44例被转介治疗HGD/EC病史。
从招募的患者中，共确定了个位置（来自22位患者），其中位可用于最终分析。患者离开或者筛选失败导致位置被排除在分析之外的有25个位置，由于组织不足、切片丢失导致中央病理读本缺失的有35个位置，获得了电子病历样本而不是镊子活检样本有2个位置，分析中也不包括此位置。
研究人群中的肿瘤分布
使用最差的位置诊断（来自任何目标或4象限随机活检）来定义患者的疾病状态，在0名患者中，66名（65％）没有发育异常（仅肠化生），4名（4％）LGD，6（6％）有HGD，25（25％）有EC。在3例HGD/EC患者中，27例在HD-WLE检查时有内窥镜下可见的小病变。其中4例被称为常规BE监测，27例被称为HGD/EC。按照位置分布，HD-WLE或NBI有43个位置可疑，73个位置是真正的随机位置。总共有个地点（83％）没有发育不良，26个（3％）有LGD，60个（7％）有HGD，60个（7％）有癌症。
主要结果：对HD-WLE、HD-WLE或pCLE的敏感性和特异性进行按位分析
如果病理解释为hgd/ec，位置则在活组织检查中被认为是阳性的;如果基于PCLE图像（图2）怀疑hgd/ec，则会对其呈阳性（图2）;如果调查人员发现可疑位置，则HD-WLE/NBI呈阳性。结合模式意味着如果至少有一种模式是肯定的，则位置被认为是阳性的。所有随机四象限位置在HD-WLE和NBI上均被认为是阴性的。
表2显示了使用这些定义的主要结果。HD-WLE的敏感性和特异性分别为34.2％和92.7％，而对于HD-WLE或者pCLE（分别为P=0.和P0.00）分别为68.3％和87.8％。当单独使用HD-WLE、pCLE与HD-WLE联合使用时，HGD/EC被识别为4个附加位置。HD-WLE和HD-WLE或pCLE之间的相对敏感性（使用95％CI）为2.0（P=0.）。
图2.探头式共聚焦激光显微内窥镜图像显示非发育不良的Barrett食管（BE）（A）和带早期食管腺癌的BE（B）。
次要结果：每个位置精度分析
表3显示了每种成像方式的每个位置分析的结果以及各种组合。仅NBI本身的敏感度高于HD-WLE，但这在统计上并不显著（P=.29）。单独pCLE比单独HD-WLE（P=0.02）和单独NBI（P=0.3）更敏感，而特异性没有差异。如果排除了在HD-WLE检查中出现异常（即可见病变）的区域，单独的pCLE敏感性和特异性分别为5.9%和94.7%，从而发现了4个额外的HGD/EC区域。如果排除了在HD-WLE或NBI检查中出现异常（即可见病变）的区域，单独的敏感性和特异性分别为56.%和95.5%，从而发现了37个额外的HGD/EC区域。
NBI对HD-WLE的增加没有在敏感性上导致任何统计学上的显着差异（P=0.），但是有少量特异性差异（P0.0）。与HD-WLE或NBI相比，HD-WLE或pCLE具有更高的敏感性（P0.00），但特异性相似（P=0.87）。与HD-WLE或NBI相比，HD-WLE或NBI或pCLE更敏感（P=0.0），特异性更低（P=0.02），与HD-WLE或pCLE相比，它具有类似的敏感性（P=.25）和特异性（P=.05）。与HD-WLE或NBI相比，HD-WLE或NBI或pCLE的组合具有最高的敏感性，其中识别出37个额外的HGD/EC位置。
次要结果：每个患者的准确性分析
3名患者被诊断为HGD/EC，作为最严重的诊断，只需要其中任何的一个位置被中心病理读取（表4）。与HD-WLE和HD-WLE或NBI联合使用pCLE与HD-WLE和HD-WLE或NBI相比会分别导致识别额外的2和个HGD/EC患者，导致可以检测所有HGD/EC患者在第二种情况下(敏感性00%HDWLE或NBIpCLE)。然而，在任何一种成像策略之间，在灵敏度上没有统计学上的显著差异。
次要结果：过程时间、复杂性和训练效果
平均总过程时间是30分7秒，进行pCLE检查所需的平均时间为9分8秒。为了评估是否存在潜在的训练效果，在3个临床站点中，对超过20名患者的前半部分（n=44）的流程持续时间与患者的后半部分（n=45）的流程持续时间比较。对于pCLE，HD-WLE或NBI的平均持续时间没有显着差异。BE范围之间也没有显着差异：(C[cm])(前半部分.9±2.8;后半部分,.5±2.6;P=.52))或者(M[cm])(前半部分,3.7±3.7;后半部分,3.2±2.7;P=.48)在所有参与患者中。对3个中心限定登记患者人数要超过0个,得分为或2的患者百分比在易于执行pCLE（79.3％），解释pCLE图像（77％）和执行活检（8.6％）方面没有显著不同。（执行pCLEvs活检,P=.7;解释PCLE图像与活组织检查，P=.45;执行pCLE和解释pCLE图像，P=.7）。
次要结果：减少活组织检查
根据研究数据，如果仅在有可疑病变的患者（通过HD-WLE，NBI或pCLE显示）中进行有针对性和随机的四象限活检，39％的患者可以放弃活检，而hgd/ec的患者中没有一个会被遗漏。
讨论
指导方针建议BE患者进行内窥镜检查，目的是检测出发育不良和早期食管腺癌。HD-WLE已显著改善了内镜图像质量，目前已广泛应用于监测内镜检查。NBI是一种电子染色内镜检查方法，它在检测出明显更多的患有发育不良的病人方面优于WLE。这就需要依赖于随后的组织病理学评估和解释来进行患者管理。
pCLE是一种体内成像工具，具有向内窥镜医师显示实时组织学的能力。以前的研究（非随机对照试验）显示了pCLE在诊断BE患者HGD/癌症方面的高灵敏度和特异性。在一项初步研究中，Pohl等人评估了BE患者pCLE对HGD和EC的初步准确性。他们评估了38名中位BE长度为3cm的患者的个活检部位。pCLE的总体准确度为88％至93％，敏感性为75％至80％，特异性为89％至94％，阳性预测值为44.4％，阴性预测值（NPV）为98.8％。同样，Kiesslich等人使用基于内窥镜的CLE系统（日本东京Pentax公司和澳大利亚墨尔本OptiscanPty公司合资）能够在诊断BE肠化生和瘤形成方面获得高准确度（分别为96.8％和97.4％）。华莱士等人在一项研究中前瞻性地评估了使用pCLE的观察者间协议，该研究构成了当前研究的训练阶段。对pCLE诊断的总体一致性很好（k=0.72%[95%CI，0.58-0.86]）;先前具有pCLE经验的内镜医师具有更高的一致性（k=0.83[95％CI，0.64-.0]）。这些结果表明，用于诊断BE瘤形成的pCLE具有较高的准确性和可靠性，并具有相关的学习曲线。最后，使用基于内窥镜的CLE系统，邓巴等也显示了与4象限活检协议相比，肿瘤的产率在增加。尽管本研究中发现的pCLE的敏感性低于以前的一些研究中的发现，但本研究使用实时组织学预测，有来自多个中心的名内镜医师，并使用不同标准来解释pCLE结果，促成了可变结果。
据我们所知，这是第一个国际性，多中心，前瞻性，随机对照试验，证明使用pCLE检测HGD/EC的敏感性显着提高。pCLE的定位敏感性和特异性分别为62.5％和92.7％，而HD-WLE分别为34.2％和92.7％，这是本研究的主要目的。这导致检测HGD/EC的敏感性增加了两倍（从34.2％增加到68.3％），尽管与HD-WLE相比，pCLE与HD-WLE结合使用时，特异性降低了（从92.7%到87.8%）。总体而言，与HD-WLE相比，pCLE与HD-WLE的组合导致识别HGD/EC的另外4个位置。当早期患者（最初的50％）与晚期患者（最后50％）比较时，没有统计学显著的学习曲线。此外，内窥镜医师并不认为使用pCLE和图像解释的难度要比获取活检样本更困难。
在BE临床环境中使用pCLE有几种潜在的临床意义。检测到额外肿瘤区域的灵敏度提高对内镜治疗HGD/EC时临床管理有重大影响。如果确定BE段HGD/EC的其他部位，内镜医师可能会改变治疗过程，采用更广泛的粘膜切除和/或粘膜下剥离。因此，在使用pCLE诊断HGD/EC后，可以对所选患者进行实时决策和可能的EMR治疗或消融治疗。另一方面，高NPV为确认HGD/EC的缺乏提供了更高的置信度，并且对于一个更明智的决定，对于组织应该在哪里取样，是非常可取的。在这项前瞻性研究中，我们能够证明与HD-WLE组合使用的pCLENPV为9％，与HD-WLE和NBI组合时为95.6％。这反过来可以转化为在监视内窥镜检查期间排除不典型增生的高度自信。
我们的研究有几个局限性。我们的研究是在专家学术中心进行的，由内视医师在学术研究中心进行。该研究队伍并不代表普通人群，因此限制了其普遍性。这也造成了肿瘤患者人为富集。在这种人工富集HGD和EC的人群中，预期比传统监测人群的NPV更低。然而，当pCLE与HD-WLE（和NBI）联合使用时，我们发现了高NPV。另一个限制是进行局部检查时固有的抽样误差：pCLE图像/视频可能与获得活检样本的位置不相关。我们的研究设计减少了这一风险，因为所有位置都在其直接附近标有氩气等离子凝固，以确保活检和pCLE检查位置之间的最佳关联。该研究有助于发现HGD/EC检测位置的能力差异，而不是HGD/EC患者。尽管与HD-WLE或pCLE相比，HD-WLE或NBI对于HGD/EC患者具有更高的敏感性，但任何成像策略之间的敏感度之间没有统计学显着差异。因此，从基于患者的角度来看，哪种成像策略（如果有的话）对于HGD/EC的检测优越仍然不确定。此外，我们依赖于可疑病变的活检样本的产量加上4象限随机位置来确定每个患者HGD/EC的存在/不存在，这可能在研究人群中HGD/EC未被诊断。最后，没有评估pCLE的成本效益，因此需要正式的成本效益分析。
总之，这项研究表明，使用pCLE显着提高了检测BE患者肿瘤形成的能力。pCLE易于使用，图像易于理解，而且学习曲线很短。这种技术可以使监测内窥镜更加高效，并且可以实时更好地了解病人的管理情况，以便立即进行内镜治疗。
PrateekSharma赞赏
