标准化窄带成像放大内镜引导的靶向活检流程用于上消化道癌前病变

摘要

本方案介绍了一种使用窄带成像放大内镜（ME-NBI）对上消化道癌前病变进行标准化靶向活检的工作流程。其目标是根据预定义的显微特征系统性地识别高风险局灶性黏膜异常，从而提高诊断准确性、提升活检效率，并尽量减少不必要的取样。

摘要

尽管上消化道癌前病变的早期检测至关重要，但细微的黏膜变化常常限制了传统内镜筛查的效果。为解决这一局限性，我们提出了一种采用窄带成像放大内镜（ME-NBI）的标准化靶向活检方案。该系统性工作流程整合了关键的微结构与微血管判断标准——具体包括分界线、不规则微表面、异常微血管以及显著的腺体扭曲——以识别出高风险的局部区域进行黏膜取样。在一项纳入161例患者的前瞻性临床评估中，该标准化ME-NBI工作流程与传统的白光内镜评估进行了比较。应用此方案显著提高了首次活检阳性率、总体活检阳性率以及每次活检样本对高风险病变的诊断检出率，同时减少了每位患者所需的活检样本总数。此外，该标准化工作流程表现出较高的诊断效能，曲线下面积（AUC）达到0.928，并获得了良好的观察者间一致性。通过建立客观的靶区选择标准，这一可重复的工作流程减少了操作者的主观性，有助于早期肿瘤性病变的检出，并为临床应用提供了切实可行的实施框架。

引言

食管癌和胃癌仍然是全球胃肠道癌症相关死亡的主要原因^1,2。尽管近年来在诊断和治疗手段方面取得了进展，早期发现仍是提高患者生存率和生活质量的最关键因素³。因此，准确识别并及时管理上消化道癌前病变——包括轻度、中度和重度异型增生——至关重要⁴。然而，在常规内镜检查下，这些癌前病变通常仅表现为轻微的黏膜改变，边界不清，分布不均。因此，准确诊断在很大程度上依赖于内镜医师在复杂的背景黏膜中，通过视觉识别并取样最具代表性的高风险区域的能力⁵。

在标准的临床实践中，基于传统白光内镜（WLE）引导的活检仍具有高度主观性。内镜医师通常根据黏膜表面的宏观特征（如红斑、凹陷、色素减退或结节样改变）选择活检靶点，对于范围较广的病灶则可能采取随机多象限取样。这种依赖经验的模式存在显著局限性。由于异型增生具有局灶性分布和细胞异质性的特点，最高级别的肿瘤性细胞往往仅占据整个病灶区域的一小部分^6,7。由于传统WLE难以清晰识别这些细微的组织学差异，经验性活检方案常导致取样误差、病理分级偏低以及漏诊。此外，多次或重复活检的需要延长了操作时间，加重了患者的不适，并引起黏膜瘢痕形成，从而为后续的内镜监测或切除带来困难⁸。

采用放大内镜结合窄带成像技术（ME-NBI）的原理在于其能够克服上述光学局限性。近期对窄带成像算法的评估表明，先进的光学技术有助于识别超出传统白光成像能力的细微微血管和黏膜结构变化⁹。此外，比较性证据表明，对标准白光内镜图像进行高光谱重建可显著提高早期癌前病变边界的精确分割¹⁰。通过过滤宽谱白光并利用血红蛋白的特异性吸收峰，ME-NBI 显著增强了浅表黏膜微结构和微血管架构的光学对比度。这种光学放大使胃肠病医师能够清晰观察到上皮腺体开口和毛细血管环的形态异常。然而，尽管该技术具有诊断价值，目前仍缺乏针对靶向活检应用的统一标准化操作流程。何时启动放大观察、如何权衡特定的形态学标准以及确切的活检位置选择，主要依赖于医师的主观经验。这种缺乏标准化的情况导致诊断准确性及观察者间一致性存在显著差异，尤其在不同经验水平的内镜医师之间更为明显¹¹。

本方法的总体目标是建立并系统评估一种可重复的、基于证据的靶向活检工作流程，用于在放大内镜结合窄带成像（ME-NBI）下对上消化道癌前病变进行靶向活检。该方案明确定义了依次进行的筛查步骤、放大观察的适应证、识别高风险局灶区域的标准，以及优化活检取样分配的规则。在操作上，高风险局灶区域由清晰的分界线界定，该分界线包绕局部结构紊乱的区域。在这些划定的边界内，工作流程指导研究人员识别不规则的微表面结构、微血管异常以及严重的腺体扭曲，作为实施靶向取样的可操作指征。与传统经验性活检相比，该技术的主要优势在于能够减少主观判断差异，从而提高高风险组织病理学的检出率，提升每份活检样本的诊断效能，并减少不必要的取样。最终，该工作流程为临床医生提供了一个标准化框架，有助于在不同临床团队之间提高诊断共识，为致力于提升胃肠道肿瘤早期检出率的内镜机构提供了一种客观的方法学支持¹²。

方案

本项前瞻性研究已获得山东第一医科大学附属中心医院机构审查委员会和伦理委员会的正式批准（批准号：XAU7781902）。在开展任何内镜检查或黏膜活检操作之前，均已从所有个体参与者或其法定监护人处获得书面知情同意。

1. 患者入组与病例选择

1. 招募年龄超过18岁、因诊断需要而接受上消化道内镜检查的患者。
2. 确保入选患者存在上消化道黏膜异常，具有癌前病变发展的高危背景，或存在需进一步进行组织病理学评估的可疑病变。
3. 排除既往已诊断为上消化道恶性肿瘤、存在活动性消化道出血或严重血小板减少症而无法耐受活检的患者。
4. 使用计算机生成的随机化序列，将符合条件的患者分配至常规白光评估组或标准化ME-NBI工作流程组，以确保各组队列均衡并最小化选择偏倚。
   注：图1展示了患者筛选、分组以及常规白光内镜与ME-NBI靶向活检之间不同观察阶段的整体工作流程^13,14。

图1：使用窄带成像放大内镜对上消化道癌前病变进行靶向活检的标准内镜工作流程。（A）患者入组与研究分组；（B）常规白光内镜（C-WLE）筛查视野；（C）在白光内镜下发现可疑癌前病变；（D）窄带成像放大内镜显示病变的微表面结构与微血管模式；（E）根据ME-NBI结果选择靶向活检部位；（F）标准化的靶向活检工作流程及病理学验证。 请点击此处查看该图的放大版本。

2. 标准化内镜检查

1. 使用常规白光内镜（C-WLE）系统开始上消化道检查。
2. 依次且系统地观察上消化道的所有解剖区域。
3. 记录所发现任何可疑病变的精确解剖位置、估计大小、颜色变化、表面粗糙度、微小隆起或凹陷以及边缘清晰度。
4. 在白光下识别出可能的癌前病变或高风险背景黏膜后，立即切换内镜系统至窄带成像放大内镜（ME-NBI）模式。
5. 对病灶区域进行详细检查，特别关注病变边界、微表面结构、微血管形态以及腺体开口构型。
6. 在评估病灶不明确或广泛萎缩性改变的病例时，使用ME-NBI评估背景黏膜特征，以建立内部基准。

3. 靶区选择与活检操作

1. 根据以下整合的ME-NBI标准严格选择目标活检部位。当某一局限性黏膜区域被清晰的分界线包绕，并同时呈现不规则的微表面结构、不对称或扭曲的微血管排列以及显著的腺体结构扭曲时，应将其分类为高风险光学印象。
2. 对于内部异质性较高的病变，在检查时应识别并靶向视觉上表现最严重或最不典型的结构异常区域。
3. 使用活检钳直接从上述确定的高风险目标区域获取黏膜样本。
   注：所有内镜特征的标准化定义、变量及操作编码标准详见表1。用于指导靶点选择的代表性宏观与微观图像见图2和图3¹⁵。

表1：上消化道癌前病变靶向活检的标准化内镜特征定义及编码标准。 请点击此处下载该表格。

图 2：常规白光内镜和窄带成像放大内镜下上消化道癌前病变的代表性内镜特征。（A）可疑上消化道癌前病变的常规白光内镜表现；（B）窄带成像放大内镜图像，显示与肠上皮化生相关的微表面特征，具有浅蓝色脊线和边缘混浊带；（C）高危黏膜区域中局灶性血管或上皮改变的窄带成像放大内镜图像；（D）窄带成像放大内镜图像，显示分界线和异质性微表面结构；（E）窄带成像放大内镜图像，突出不规则的微表面和微血管模式，适合靶向活检；（F）与高危病理相关的局部异常腺体结构的窄带成像放大内镜表现。请点击此处查看该图的放大版本。

图3：放大内镜结合窄带成像技术下上消化道癌前病变的代表性腺体及微表面模式。（A）低风险背景黏膜中规则的腺体及微表面模式；（B）与肠上皮化生相关的腺体模式，微表面结构轻度改变但仍保持完整；（C）可疑癌前病变中出现局灶性腺体扭曲的异质性微结构模式；（D）高风险局灶性腺体异常，被选为优先靶向活检部位。请点击此处查看该图的放大版本。

4. 组织病理学评估与数据分析

1. 根据修订后的胃肠道上皮性肿瘤维也纳分类系统，独立对所有获取的活检标本进行分级。
2. 若初始两位评估者之间出现分级分歧，应邀请第三位独立的病理学家重新评估标本，并达成最终共识。确保该仲裁病理学家在评估过程中严格盲态，即对所有临床数据、先前的内镜印象及指定的手术分组均不知情，仅通过随机生成的字母数字编码对去标识化的切片进行评估。
3. 计算靶向活检效率指标，包括每位患者的平均活检块数量、每处病灶的平均活检块数量，以及每块活检组织的诊断阳性率。
4. 提取通过C-WLE和ME-NBI检测到的关键内镜特征，并进行单因素和多因素逻辑回归分析，以确定高风险病理的独立预测因素。
5. 构建受试者工作特征（ROC）曲线，并计算曲线下面积（AUC），以评估该工作流程的诊断区分能力。
6. 使用Kappa统计量评估内镜判读和初始组织病理学分级的观察者间一致性，并采用Spearman等级相关分析评估特定图像特征与组织病理学严重程度之间的关系。
7. 采用适当的统计检验方法进行所有统计比较，包括Student t检验、Pearson卡方检验或Fisher确切概率检验。预先设定统计学显著性阈值为 P < 0.05。

结果

基线临床病理学及病灶特征
在正式入组前，最初186名患者中有25名因存在影响安全且有意义地实施靶向活检的既往疾病而被明确排除，这些情况包括既往已诊断上消化道恶性肿瘤、活动性消化道出血或重度血小板减少症。本研究共纳入161例患者。其中，79例接受了常规内镜评估，82例采用标准化的ME-NBI工作流程进行评估。基线人口统计学和临床特征包括年龄、性别、体重指数（BMI）、吸烟与饮酒史、胃癌家族史 幽门螺杆菌 感染状态以及慢性萎缩性胃炎或肠上皮化生的既往病史——在两组之间具有可比性，表明基线队列匹配良好（表 2全部 P > 0.05).

表2：入组患者的临床病理数据。 请点击此处下载该表格。

两组之间在...

讨论

准确评估上消化道癌前病变对于早期诊断和改善患者预后至关重要。既往由于缺乏统一的靶向取样标准以及标准化的活检操作流程，导致诊断检出率差异较大，且依赖于操作者经验¹⁶。本文所述的标准化ME-NBI方案通过明确活检取样位置的清晰、可重复的参考点，弥补了这一不足。该方法中的关键步骤是从白光内镜下的宏观识别系统性地过渡到利用ME-NBI进行精确的微观评估，从而在此队列中提高了诊断效率和操作者间的一致性。

从临床角度来看，这种标准化的ME-NBI工作流程的主要优势在于，与传统的经验性方法相比，它能显著提高首次活检阳性率和总体活检阳性率，同时减少每位患者所需的平均活检次数¹⁷。通过大幅提高单个样本检出高危病变的阳性预测值，该方案最大限度地减少了无效和不满意的活检。这些结果支持一种"减少活检"的策略：不再依赖随机的多象限取样来克服病灶异质性，而是将活检严格集中于通过整合内镜征象所识别出的最具病理学意义的目标病灶。

在内镜-病理一致性...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
一次性活检钳	Olympus Medical Systems	EndoJaw FB-230U	采集经ME-NBI识别的高风险区域靶向黏膜活检标本
Excel	Microsoft Corporation	Microsoft 365 (https://www.microsoft.com)	内镜、病理及临床变量的数据录入、整理与管理
苏木精-伊红染色试剂盒	Vector Laboratories	目录编号：H-3502	组织切片的组织病理学染色与形态学评估
放大胃镜	Olympus Medical Systems	GIF-H290Z	对病灶边界、微表面结构、微血管结构及腺体架构进行详细评估，以实施靶向活检
材料 / 软件	供应商	版本 / 标识符	用途
旋转式切片机	Leica Biosystems	RM2235	制备连续组织切片用于组织学检查
SPSS统计分析软件	IBM Corporation	版本 26.0 (https://www.ibm.com/spss)	统计学比较、逻辑回归分析、ROC曲线分析、观察者间一致性分析及相关性分析
组织包埋石蜡	Leica Biosystems	目录编号：39601006	组织脱水、包埋及切片前处理
视频系统中心	Olympus Medical Systems	EVIS LUCERA ELITE CV-290	常规上消化道检查及可疑黏膜病变的初步识别