我们介绍一种采用低压吸引的纤维支气管镜检查与支气管肺泡灌洗的研究技术。该技术用于采集肺部支气管肺泡表面的免疫细胞。操作中使用局部麻醉和轻度清醒镇静(咪达唑仑)。受试者对该操作耐受良好,且仅出现轻微不良反应。
我们介绍一种采用低压吸引的纤维支气管镜检查与支气管肺泡灌洗的研究技术。该技术用于采集肺部支气管肺泡表面的免疫细胞。操作中使用局部麻醉和轻度清醒镇静(咪达唑仑)。受试者对该操作耐受良好,且仅出现轻微不良反应。
我们介绍一种用于纤维支气管镜检查并结合支气管肺泡灌洗(BAL)的研究技术,该技术采用手动手持吸引方式,以清除黏膜表面的非黏附性细胞和肺内衬液。在科研环境中,BAL可用于采集肺部的固有免疫(肺泡巨噬细胞)、细胞免疫(B细胞和T细胞)以及体液免疫(免疫球蛋白)反应样本。
BAL 被国际上广泛接受用于科研目的,自1999年以来,本课题组已在英国和马拉维对1,000多名受试者实施了该技术。 > 我们团队已在英国和中国台湾的1,000名受试者中实施了该技术。
我们的技术采用轻柔的手持式负压吸引灌注液体;旨在最大限度地回收支气管肺泡灌洗液量,同时对纤毛上皮施加最小的剪切力,以保持灌洗液中细胞的结构和功能完整性,并维持细胞活性,从而促进细胞在体外培养中的生长 离体 培养。因此,该研究技术采用较大体积的灌注液(通常约为200 ml),并使用手动抽吸以减少细胞损伤。
患者接受局部麻醉,并可选择清醒镇静(咪达唑仑),该操作耐受性良好,不良反应极少。口头和书面的受试者信息说明可提高耐受性,且必须获得书面知情同意。受试者的安全至关重要。受试者需根据明确的纳入和排除标准进行严格筛选。
本方案包括对潜在风险的描述及相应的缓解措施、禁忌症列表、术前和术后检查,以及详细的支气管镜和实验室操作技术。
背景
纤维支气管镜检查最初为临床实践而开发,现广泛应用于诊断和治疗1,2。支气管肺泡灌洗(BAL)可从黏膜表面清除非黏附性细胞和肺内衬液;活检则用于获取黏膜及黏膜下组织样本。在科研环境中,BAL可用于采集肺部的固有免疫(肺泡巨噬细胞3-5)、细胞免疫(B细胞和T细胞6)以及体液免疫(免疫球蛋白7)反应样本。
BAL 在国际上被广泛接受用于科研目的8 自1999年以来,该技术已在 >我们团队已在英国和中国台湾的1,000名受试者中应用了该技术。我们已在针对肺炎链球菌抗原的固有免疫、细胞免疫和体液免疫应答研究中使用该技术,包括实验性人类肺炎链球菌定植研究。9,17生物质烟雾5,HIV 与疫苗接种,以及肺炎恢复的辅助治疗研究。我们的技术采用轻柔的手持式负压吸引法回收灌注液体;该方法旨在最大限度地提高支气管肺泡灌洗液的回收量,同时最小化对纤毛上皮细胞的剪切力,以保持灌洗液中细胞的结构和功能完整性。
在科研背景下,支气管肺泡灌洗(BAL)所采用的技术与呼吸科和重症监护医师所使用的不同(后者常称为支气管冲洗、冲洗液、灌洗或BAL),其目的是获得诊断或治疗效益。科研用BAL技术旨在获取细胞并保持其活性,以利于细胞在ex vivo培养中生长。因此,该科研技术使用较大体积的灌洗液(通常约为200 ml),并通过手动吸引以减少细胞损伤。受试者接受局部麻醉,并可选择清醒镇静(咪达唑仑),通常耐受性良好,不良反应极少。口头和书面的受试者告知有助于提高耐受性,且必须获得书面知情同意1。
目标
总体目标是确保该操作安全且有效。受试者不应出现任何生理紊乱,操作者应能持续从受试者中回收超过100 ml的支气管肺泡灌洗液。操作后,受试者应仅出现轻微的不良反应。
安全
受试者的安全至关重要。需根据明确的纳入和排除标准仔细筛选受试者。本方案包含对潜在风险的描述以及为减轻这些风险所采取的措施。
研究性支气管镜检查的禁忌证可分为绝对禁忌和相对禁忌,并已作为排除和纳入标准包含在我们的研究方案中。所有受试者均经过严格筛选,以确保其完全健康。
绝对禁忌症包括颈椎不稳定、无反应性低氧血症、不稳定型心绞痛、出血体质以及恶性心脏心律失常。
相对禁忌证,包括与并发症发生率增加相关的某些情况,有:
一般情况:依从性差的受试者1任何重大的全身性医学问题 例如 癫痫、既往支气管镜检查耐受不良、已知对利多卡因或咪达唑仑有不良反应、妊娠、营养不良。
呼吸系统:低氧血症[空气条件下血氧饱和度(sats)<94%]、高碳酸血症、不稳定性哮喘1、显著受损的呼吸功能1(FEV1<1 L)、肺动脉高压。
心血管:6周内发生心肌梗死,尿毒症1,上叶 下腔静脉 阻塞
其他:免疫抑制(我组常规在HIV阳性受试者中实施此操作)。
参见表1——与用于研究的支气管肺泡灌洗(BAL)相关的风险。
1. 受试者到达后由呼吸系统研究护士接待
2. 由具有支气管镜操作经验的呼吸系统研究临床医生在操作室内对受试者进行术前准备
3. 插入并定位支气管镜
4. 进行支气管肺泡灌洗
5. 受试者恢复
6. 在实验室中分离细胞——尽可能在融化的冰上操作
良好的临床结果表现为支气管肺泡灌洗液(BAL)体积超过100 ml,且受试者最多仅有轻微不适(见表1)。这要求受试者保持放松并积极配合。临床操作人员必须自信、充分准备(材料),并对志愿者保持理解态度。
已有关于细胞收获量(包括分类计数)在个体间和个体内变异性的描述。健康受试者的分类细胞计数通常以巨噬细胞为主(>90%),中性粒细胞数量较少(<2%)以及淋巴细胞占5-10%。支气管肺泡灌洗(BAL)细胞经离心沉降到显微镜载片后,可使用细胞核差异染色法染色以获取此类信息(图1)。在图1中,BAL细胞已按照制造商说明书使用Hemacolor染色法进行固定和染色。为获得可靠的巨噬细胞、中性粒细胞和淋巴细胞计数结果,应至少计数300个细胞;对于较罕见的细胞类型,则应计数500个细胞。
| 危险 | 风险 | 本方案中由以下人员简化: |
| 支气管镜检查与支气管肺泡灌洗的影响1,14 | ||
| 轻微不适 | <25%14,# | 适当的镇痛与镇静。 对主题采取自信且富有关怀的态度。 |
| 鼻出血 | <1%# | 仅对经鼻插管施加轻柔压力。 若受试者不适或开口受限,则改为经口插管。 |
| 支气管内出血(咯血) | <0.1%*15 | 未采集活检样本。 支气管镜检查过程中的精细控制——避免接触呼吸道黏膜。 |
| 恶心、呕吐和吸入性肺炎 | <0.02%14,# | 禁食固体食物 >术前4小时1. 充分的局部麻醉。 操作过程中保持半卧位。 仔细的术后观察。 |
| 发热 | 0.0114 - 1%#,16 | 与炎症相关,可通过最大限度地收集支气管肺泡灌洗液(BAL)来减少。 仅单叶支气管肺泡灌洗。# |
| 鼻咽痛及声音嘶哑 | <25%14,# | 鼻腔、咽喉和喉部充分的局部麻醉(以尽量减少咳嗽)。 |
| 感染 | HIV 阳性者中占 1%14,# | 标准支气管镜清洗程序1. 仅单叶支气管肺泡灌洗。 # 支气管镜检查后1小时内进行临床检查,以及1至5天内进行临床随访,以早期识别感染。 |
| 胸痛/咳嗽 | <0.2%14,# | 仅进行单叶支气管肺泡灌洗。最大程度收集支气管肺泡灌洗液。# |
| 药物作用:利多卡因、咪达唑仑 | ||
| 心律失常 | 极为罕见* | 最大剂量为5 mg/kg14 利多卡因使用。 注入预热的生理盐水。 # 脉搏血氧饱和度检测(sats >90%(补充氧气),整个操作过程中进行心脏监护。 苯二氮䓬类拮抗剂(氟马西尼)应立即备好。 |
| 定向障碍 / 激越 | <0.1%†# | |
| 心肺抑制 | 极为罕见* | |
* 在我们团队进行的1500多项科研操作中尚未有相关经验。
† 特异质反应,而非剂量依赖性反应。
# 我们团队在1,500多项科研实验中的经验。
表1. 用于研究的支气管肺泡灌洗(BAL)相关风险。包括潜在危害或风险,以及通过使用所述技术如何降低这些风险。还包括支气管镜检查/BAL本身的影响,以及所用任何药物的影响。

图1. 显示支气管肺泡灌洗液巨噬细胞及偶见中性粒细胞的显微镜切片。支气管肺泡灌洗液细胞经甲醇固定,并使用Hemacolor红色(伊红Y)和蓝色(亚甲蓝B)染色。
为了获得良好的结果,以下几点很有帮助:
Andrea M. Collins 由比尔和梅琳达·盖茨基金会资助,无潜在利益冲突。她曾接受默克(MSD)和葛兰素史克(GSK)的资助以参加学术会议,并获得讲课费用。独立完成过 50 例研究用支气管肺泡灌洗(BAL)。
Jamie Rylance 由惠康信托基金资助,无利益冲突。他未获得其他资金。独立完成 70 例研究用支气管肺泡灌洗。
Daniel G. Wootton 由英国国家健康研究所(NIHR)博士奖学金资助,无任何利益冲突。已独立完成 40 例研究用支气管肺泡灌洗。
Angela D. Wright 不存在潜在的利益冲突。已协助完成 100 多例研究用支气管肺泡灌洗(BAL)。
Adam K. A. Wright 不存在潜在的利益冲突。他已处理过50多个BAL样本。
Duncan G. Fullerton 不存在潜在的利益冲突。已独立完成100例研究用支气管肺泡灌洗。
Stephen B. Gordon 不存在潜在的利益冲突。他曾接受默克(MSD)和诺华公司的资助以参加学术会议。已独立完成400例研究用支气管肺泡灌洗。
感谢Elena Mitsi(研究助理)、Sr. Carole Hancock(研究护士)以及手术室工作人员在拍摄过程中所做出的贡献,同时感谢David Shaw(研究护士)对我们研究性支气管镜检查工作的支持。此外,感谢我们的志愿者Rebecca Dunphy同意对本操作过程进行拍摄。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
纤维支气管镜、光源及吸引源 | 未指定 | ||
| 手术衣,无菌手套 | 未指定 | ||
| 血压计 | 未指定 | 用于患者的持续监测 | |
| 脉搏血氧仪 | 未指定 | 用于患者的持续监测 | |
3导联心电图监护仪 | 未指定 | 用于患者的持续监测 | |
鼻导管吸氧,2-4 L/min | 未指定 | ||
| 利多卡因10%喷雾(Xylocaine) | 阿斯利康 | 用于局部麻醉 | |
| 盐酸利多卡因 2% | 未指定 | 用于局部麻醉 | |
| 利多卡因凝胶(Instillagel) | Farco-Pharma,德国 | 其他供应商提供的替代产品 | |
生理盐水,无菌,200 ml | 未指定 | 30℃预热 °C | |
10 ml 锥形末端注射器(x10) | 未指定 | 用于利多卡因给药 | |
18 G 静脉导管 | 未指定 | 咪达唑仑给药方法 | |
| 咪达唑仑 | 未指定 | 用于镇静 | |
| 氟马西尼 | 未指定 | 苯二氮䓬类镇静作用的逆转(仅限紧急情况下使用) | |
60 ml 锥形末端注射器(x4) | 未指定 | 用于生理盐水注射和支气管肺泡灌洗液回收。 可能需要连接器以连接到支气管镜的注射端口。 | |
| 无菌纱布拭子 | 英国韦尔奈德 | 其他供应商提供的替代产品 | |
| 用于 BAL 液体的无菌容器 | 参见正文及评论 | 硅化玻璃瓶可减少巨噬细胞黏附。 alternatively,可使用 50 ml 离心管(总容量 200 ml) | |
| Sigmacote | Sigma,英国 | SL2 | 仅当使用硅化玻璃瓶时。注意:有害且易燃。若使用,需遵循制造商提供的详细预防措施’s MSDS |
| 离心 | 未指定 | 至少 4 个 50 ml 离心管容量。冷藏至 4 °C 优先。 | |
| Shandon Cytospin 离心机 | 赛默飞世尔科技,英国 | 仅用于分类计数 | |
| 含 L-谷氨酰胺的 RPMI 1640 培养基 | Sigma,英国 | R8758 | 其他供应商提供的替代产品 |
| 胎牛血清 | Sigma,英国 | F6178 | 其他供应商提供的替代产品 |
| 青霉素-链霉素 | Sigma,英国 | P4333 | 其他供应商提供的替代产品 |
| 两性霉素 B | Sigma,英国 | A2942 | 其他供应商提供的替代产品 |
| 组织培养板 | Greiner Bio-One, 英国 | 662160 | 其他供应商提供的替代产品 |
| 玻璃显微镜载玻片 | 未指定 | 仅用于分类计数 | |
| Shandon 细胞漏斗 | 赛默飞世尔科技,英国 | A78710003 | 仅用于分类计数 |
| Shandon 细胞夹 | 赛默飞世尔科技,英国 | 59910052 | 仅用于分类计数 |
| Hemacolor 染色试剂盒(固定剂、红色试剂和蓝色试剂) | 默克,德国 | 111661 | 按照制造商说明使用’s 指令 |