上消化管前がん病変に対する狭帯域画像誘導標的生検ワークフローを用いた標準化拡大内視鏡

サマリー

本プロトコルは、拡大内視鏡と狭帯域画像(ME-NBI)を用いた上部消化管前がん病変に対する標準化された標的生検ワークフローを提供します。目的は、あらかじめ定められた顕微鏡的基準に基づき、高リスクの局所粘膜異常を体系的に特定し、診断の正確性を高め、生検の効率を向上させ、不要なサンプリングを最小限に抑えることです。

要約

上部消化管の前がん病変の早期発見は重要ですが、粘膜の微妙な変化が従来の内視鏡スクリーニングを制限することが多いです。この制限に対処するため、狭帯域画像診断を用いた拡大内視鏡(ME-NBI)を用いた標準化された標的生検プロトコルを提示します。この体系的なワークフローは、主要な微細構造および微小血管基準、特に境界線、不規則な微細表面、非定型微小血管、顕著な腺の歪みを統合し、粘膜サンプリングのための高リスクの焦点領域を特定します。161名の患者を対象とした前向き臨床評価において、この標準化されたME-NBIワークフローは従来の白光内視鏡評価と比較されました。このプロトコルの適用により、初回通過陽性率、全体的な生検陽性率、高リスク病変の診断収率が大幅に向上し、同時に患者一人あたり必要な生検サンプル数を削減しました。さらに、標準化されたワークフローは高い診断性能を示し、曲線下面積(AUC)が0.928に達し、強い相互観察者の一致をもたらしました。ターゲット選択のための客観的な基準を確立することで、この再現可能なワークフローはオペレーターの主観性を減らし、早期腫瘍検出を支援し、臨床実装のための実践的な枠組みを提供します。

概要

食道がんおよび胃がんは、世界的に消化管がん関連死亡の主な原因であり続けています^1,2。診断や治療法の最近の進歩にもかかわらず、早期発見は患者の生存率と生活の質を向上させる上で最も重要な要素であり続けています³。したがって、軽度、中等度、重度の異形成にまたがる上部消化管前がん病変の正確な特定と適時の管理^{が不可欠です。}しかし、従来の内視鏡下では、これらの前駆病変はしばしば微細な粘膜変化、境界の不明確さ、そして分布の不均一さで現れます。したがって、正確な診断は内視鏡医が複雑な背景粘膜に対して視覚的に最も代表的な高リスク部位を特定し、サンプリングする能力に大きく^{依存します。}

標準的な臨床実践では、従来の白光内視鏡(WLE)による生検は非常に主観的なものです。内視鏡医は通常、表面紅斑、くぼみ、色素沈着低下、結節などの顕微鏡的特徴に基づいて標的を選び、広範囲の病変に対してはランダムな多象限サンプリングを行うことがあります。この経験に基づくパラダイムには大きな限界があります。異形成の分布がまばらで細胞の多様性があるため、最上位の腫瘍細胞は病変面積の限られた部分しか占めていないことが多い^6,7。従来のWLEではこれらの微妙な組織学的変異を容易に解消できないため、経験的生検プロトコルでは標本誤差、病理学的な過小評価、誤診が生じることが多いです。さらに、複数回または再検査の必要性は手技時間を増加させ、患者の不快感を悪化させ、粘膜瘢痕を誘発して後の内視鏡的監視^や切除を複雑にします。

拡大内視鏡と狭帯域イメージング(ME-NBI)を組み合わせて使用する理由は、これらの光学的制約に対処できる能力にあります。狭帯域イメージングアルゴリズムの最近の評価は、従来の白^{光イメージング}を超えた微細な微小血管および粘膜の変化を解消するための高度な光学技術の利用を支持しています。さらに、比較エビデンスにより、標準的な白色光内視鏡のハイパースペクトル再構築は、早期前がん境界の正確な断片能力を大幅に向上させることが強調されています¹⁰。広帯域白色光をフィルタリングし、ヘモグロビンの特異的な吸収ピークを活用することで、ME-NBIは表層粘膜の微細構造と微小血管構造の光学的コントラストを大幅に強化します。この光学的拡大により、消化器科医は上皮腺の開口部や毛細血管ループにおける形態的異常を明確に可視化できます。しかし、診断の有用性があるにもかかわらず、標的生検への適用における普遍的に標準化されたワークフローはまだ定義されていません。拡大観察の開始時期、特定の形態学的基準の重み付け、正確な生検場所の決定は主に主観的な医師の経験に依存しています。この標準化の欠如は、特に専門レベルの異なる内視鏡医間で診断精度や観察者間合意に顕著な不一致を引き起こします¹¹。

この手法の全体的な目的は、ME-NBIを用いた上部消化管前がん病変の標的生検の再現性かつエビデンスに基づくワークフローを確立し、体系的に評価することです。このプロトコルは、逐次スクリーニングのステップ、拡大観察の適応、高リスクの焦点領域認識基準、生検割り当ての最適化に関するルールを明確に定義しています。運用上、高リスクの焦点領域は明確な境界線によって区切られ、局所的な構造的破壊を収録しています。これらの境界内で、ワークフローは研究者に不規則な微細表面パターン、微小血管異常、重度の腺の歪みを特定し、標的サンプリングの有効な指標として特定します。この技術が従来の経験的生検に比べて持つ主な利点は、主観的変動を減らし、高リスク組織病理の検出率を高め、生検1件あたりの診断収率を向上させる一方で、不要なサンプリングを減らすことです。最終的に、このワークフローは臨床医に標準化された枠組みを提供し、臨床チーム間の診断合意を改善するためのものであり、消化器腫瘍の早期発見を目指す内視鏡施設にとって客観的な方法論^{を提供します。}

プロトコル

この将来的調査は、山東第一医科大学付属中央病院の機関審査委員会および倫理委員会から正式な承認を受けました(承認番号XAU7781902)。内視鏡検査や粘膜生検を開始する前に、すべての参加者またはその法定後見人から書面によるインフォームドコンセントが取得されました。

1. 患者登録と症例選択

1. 診断的上消化管内視鏡検査のために紹介される18歳以上の患者を対象にします。
2. 登録患者が上部消化管粘膜異常を有し、前がん病変の発生リスクが高いか、または追加の組織病理学的評価が必要な疑わしい病変があるか確認してください。
3. 上部消化管悪性腫瘍、活動性消化管出血、または生検に適さない重度の血小板減少と診断された患者は除外します。
4. 適格患者を、コンピュータ生成のランダム化シーケンスを用いて、従来の白光評価群または標準化されたME-NBIワークフロー群に割り当て、バランスの取れたコホートを確保し選択バイアスを最小限に抑えます。
   注:図1は、従来の白光内視鏡とME-NBI標的生検との間の患者選択、グループ化、観察フェーズの全体的なワークフローを示しています^13,14。

図1:拡大内視鏡と狭帯域画像を用いた上部消化管前がん病変の標的生検のための標準化された内視鏡ワークフロー。 (A) 患者登録および研究グループ編成;(B) 従来の白光内視鏡(C-WLE)スクリーニングビュー;(C) 白色光内視鏡検査で疑わしい前がん性病変が確認された場合;(D) 病変の微細表面および微小血管パターンを示す狭帯域画像を用いた拡大内視鏡;(E) ME-NBI所見に基づく標的生検部位の選択;(F) 病理学的検証を伴う標準化された標的生検ワークフロー。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

2. 標準化された内視鏡検査

1. 通常のホワイトライト内視鏡(C-WLE)システムを用いて上部消化管検査を開始します。
2. 上部消化管のすべての解剖学的領域を順次かつ体系的に観察してください。
3. 疑わしい病変の正確な解剖位置、推定サイズ、色の変化、表面の粗さ、軽微な突起や凹み、境界の明瞭さを記録します。
4. 白色光の下で前がん病変や高リスクの背景粘膜が認識されたら、すぐに内視鏡システムを狭帯域画像診断(ME-NBI)拡大内視鏡モードに切り替えます。
5. 焦点領域を詳細に検討し、特に病変境界、微細表面構造、微小血管形態、腺体開口構造に焦点を当てます。
6. 不明瞭な局所病変や広範囲にわたる萎縮変化を評価する際、ME-NBIを用いて内部ベースラインを確立するために、背景粘膜の特徴を評価します。

3. 標的部位の選択と生検の実行

1. 以下の統合されたME-NBI基準に基づいて標的生検部位を選択してください。明確な境界線が局所的な領域を包み込み、不規則な微細表面パターン、非対称またはねじれた微小血管配置、顕著な腺構造の歪みが同期的に現れる場合、焦点粘膜領域を高リスクの光学印象として分類します。
2. 内部の異質性が高い病変を検査する際、視覚的に最も重度または非定型的な構造異常を示す焦点領域を特定し標的にします。
3. これらの特定された高リスク標的部位から生検鉗子を用いて直接粘膜サンプルを採取します。
   注:すべての内視鏡的特徴に関する標準化された定義、変数、運用符号化基準は表1に詳述されています。標的選択を導くために用いられる代表的なマクロおよび顕微鏡的外観は図2および図3に示^{されています。}

表1:標準化された内視鏡の特徴、定義および上消化管前がん病変の標的生検のコーディング基準。この表をダウンロードするには、こちらをクリックしてください。

図2:従来の白光内視鏡および拡大内視鏡による狭帯域画像における上部消化管前がん病変の代表的な内視鏡的特徴。 (A) 疑わしい上部消化管前がん病変の従来の白光内視鏡的外観; (B) 腸の化生関連マイクロフェイスの特徴を示すNBI拡大画像で、淡い青色の稜と辺縁濁帯を持つ;(C) 高リスク粘膜領域における局所的な血管または上皮変化の拡大NBI図;(D) 境界線と異種微細表面構造を示すNBI画像の拡大;(E) 標的生検に最適な不規則な微細表面および微小血管パターンを強調するNBI拡大図;(F) 高リスク病理に関連する局所的な異常な水腺構造のNBI拡大現象。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図3:拡大内視鏡と狭帯域画像による上部消化管前がん病変の代表的な腺および微細表面パターン。 (A) 低リスクの背景粘膜における規則的な腺および微細表面パターン;(B) 腸の化生に伴う腺パターンと、わずかに変化しているが微細表面構造は保持されている;(C) 疑わしい前がん病変における局所的な肉体歪みを伴う不均一な微細構造パターン;(D) 優先標的生検部位として選択された高リスク局所腺異常。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

4. 組織病理学的評価とデータ解析

1. 消化管上皮腫瘍の改訂されたウィーン分類システムに従い、入手したすべての生検標本を独立して評価します。
2. 最初の2人の評価者間で格付けの不一致が生じた場合は、3人目の独立した病理医に再評価を依頼し、最終的な合意に達しましょう。この判断法医学者は、ランダム化された英数字識別子のみでコード化された非識別スライドを評価することで、すべての臨床データ、過去の内視鏡的印象、割り当てられた手技グループに対して厳格に盲目に保つようにしてください。
3. 患者あたりの平均生検ブロック数、病変あたりの平均数、診断陽性率を含む対象生検効率指標を計算します。
4. C-WLEおよびME-NBIで検出された主要な内視鏡的特徴を抽出し、単変量および多変量ロジスティック回帰解析を実施して、高リスク病理の独立した予測因子を特定します。
5. 受信者動作特性(ROC)曲線を構築し、曲線下面積(AUC)を計算してワークフローの診断識別力を評価します。
6. Kappa統計量を用いて内視鏡的解釈および初期組織病理学的評価の両方における観測者間一致を評価し、スピアマンのランク相関を適用して特定の画像特徴と組織病理学的重症度の関係を評価します。
7. すべての統計比較は、学生の t検定、ピアソンカイ二乗検定、フィッシャーの正確検定など、適切な検定を用いて行います。統計的有意の閾値を事前に P < 0.05に定義します。

結果

基礎臨床病理学的特徴および病変特性
正式な登録前に、25名の候補者は、既往症により安全かつ意味のある標的生検が困難であるとして、初期の適格者プールから25名が除外されました。すなわち、上消化管悪性腫瘍、活動性消化管出血、重度血小板減少症の既往症が認められていたためです。合計161名の患者が研究に含まれました。そのうち79名は従来の内視鏡的評価を受け、82名は標準化されたME-NBIワークフローで評価されました。ベースラインの人口統計および臨床的特徴(年齢、性別、BMI、喫煙・飲酒歴、胃がんの家族歴、 ヘリコバクター・ピロリ 感染の有無、慢性萎縮性胃炎または腸の化生の既往歴など)は両群間で類似しており、ベースラインコホートが十分に適合していることを示しました(表2、すべての P > 0.05)。

表2:登録患者の臨床病理学的データ。

ディスカッション

上部消化管の前がん病変の正確な評価は、早期診断と患者の転後改善に不可欠です。歴史的に、標的サンプリングの統一基準の欠如や非標準化された生検手順により、診断収量は非常にばらつき、操作者依存性が生じました¹⁶。ここで詳述する標準化されたME-NBIプロトコルは、生検選択のための明確で再現可能な基準点を定義することで、この欠点を補っています。この手法の重要なステップは、白光内視鏡下での巨視的認識からME-NBIを用いた精密な顕微鏡的評価への体系的な移行であり、これにより診断効率とオペレーターの一貫性が向上しました。

臨床的観点から見ると、この標準化されたME-NBIワークフローの主な利点は、従来の実証的手法と比較してファーストパス陽性率と全体的な生検陽性率を大幅に向上させることができると同時に、患者¹⁷人あたりの平均生検数を削減できることです。高リスク病変検出の陽性命中率を大幅に向上させることで、非効果的かつ不満足な生検を最小...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
使い捨て生検鉗子	オリンパスメディカルシステムズ	EndoJaw FB-230U	ME-NBIによって特定された高リスク領域からの標的粘膜生検標本の収集
Excel	マイクロソフト コーポレーション	Microsoft 365 (https://www.microsoft.com)	内視鏡、病理学的、および臨床変数のデータ入力、組織、および管理
ヘマトキシリン・エオジン染色キット	ベクター・ラボラトリーズ	カタログ番号：H-3502	組織切片の組織病理学的染色と形態学的評価
拡大型胃内視鏡	オリンパスメディカルシステムズ	GIF-H290Z	標的生検のための病変境界、微小表面パターン、微小血管パターン、および腺構造の詳細な評価
材料/ソフトウェア	プロバイダー	バージョン/識別子	目的
ロータリーマイクロトーム	ライカ・バイオシステムズ	RM2235	組織学的検査のための連続組織切片の準備
SPSS統計ソフトウェア	IBMコーポレーション	バージョン26.0 (https://www.ibm.com/spss)	統計比較、ロジスティック回帰、ROC曲線分析、観察者間の一致分析、および相関分析
組織埋め込みパラフィン	ライカ・バイオシステムズ	カタログ番号：39601006	組織脱水、埋め込み、および切片作成の準備
ビデオシステムセンター	オリンパスメディカルシステムズ	EVIS LUCERA ELITE CV-290	上部消化管の定期検査と疑わしい粘膜病変の初期同定