13_Piap_2013_6_Chcialowski

Andrzej Chciałowski

Wojskowy Instytut Medyczny, Dyrektor ds. Nauki, Kierownik: gen. bryg. dr. hab. n. med. G. Gielerak

 

 

Postępy w technikach bronchoskopowych

Advancess in bronchoscopic techniques

Praca nie była fiansowana

 

Pneumonol. Alergol. Pol. 2013; 81: 578–580

 

 

Celem pracy jest omówienie najważniejszych doniesień, jakie miały miejsce w 2011 r. i 2012 r. i dotyczyły metod endoskopowych stosowanych w pneumonologicznej diagnostyce zawłaszcza raka płuca oraz leczenia rozedmy płuc.

W ciągu ostatnich kilku lat odnotowano istotne zmiany w bronchologii i pneumonologii interwencyjnej. Jedną z nich było powszechne wprowadzenie na początku XXI wieku wewnątrzoskrzelowej ultrasonografii (EBUS, endobronchial ultrasonography), która w znaczący sposób zmieniła możliwości pozyskiwania materiału dla diagnostyki chorób przebiegających z powiększeniem węzłów chłonnych śródpiersia oraz do monitorowania leczenia raka płuca. Późniejsza aplikacja sondy rotacyjnej do wizualizacji i pobierania materiału z obwodowych zmian płucnych, wykazała, że EBUS jest metodą łatwą, bezpieczną, niskokosztową i możliwą do wykonania także poza ośrodkami uniwersyteckimi [1]. W 2011 r. wykorzystanie EBUS wiązało się nie tylko z diagnostyką raka i monitorowaniem stopnia jego zaawansowania, ale materiał biopsyj­ny poddawany był badaniom molekularnym dla ustalenia celowanej terapii z wykorzystaniem erlotinibu i crizotonibu. Nowoczesne leczenie raka płuca wymaga udokumentowania obecności mutacji, na przykład k-RAS lub w obrębie receptora dla EGF (epithelial growth factor) albo też rekombinacji genów w białku EML4-ALK. Uważa się, że w niedalekiej przyszłości bronchofiberoskopia z ultrasonografią endoskopową staną się powszechną potrzebą w monitorowaniu leczenia farmakologicznego i/lub jego niepowodzeń z koniecznością określania występowania komórkowych molekularnych anomalii zarówno dla potrzeb leczenia ogólnoustrojowego, jak i w próbie terapii celowanej (aplikacja leku bezpośrednio do ogniska pierwotnego lub też zajętych węzłów chłonnych) [2].

Diagnostyka wczesnych postaci raka uwzględnia zmiany obserwowane w obrębie błony śluzowej oraz warstwy podśluzowej oskrzeli zarówno komórkowe (wzmożony metabolizm) oraz tkankowe dotyczące struktury, liczby komórek oraz budowy naczyń, wiodące do nadmiernego unaczynienia patologicznego ogniska (angiogeneza). Dla ich obrazowania wykorzystuje się metody endoskopowe w tym: autofluorescencję (AFI, autofluorescence imaging) oraz obrazowanie w wąskim paśmie światła (NBI, narrow band imaging). Obie wykazują pewne zalety i wady [3].

Autofluorescencja polega na poddaniu odpowiedniego obszaru drzewa oskrzelowego działaniu promieniowania laserowego długości fali 442 nm i wykorzystuje obecność w komórkach nabłonka oskrzelowego naturalnych fluoroforów takich jak: aminokwasy i białka (tryptofan, fenyloalanina, tyrozyna, elastyna, włókna kolagenowe), koenzymy reakcji metabolicznych (FAD — dwunukleotyd flawinoadeninowy, FMN — mononukleotyd flawinowy, NADH — dwunukleotyd nikotynamidoadeninowy, jego forma zredukowana — NADPH, porfiryny oraz lipofuscyna), z następową emisji fali o długości w zakresie 470–520 nm. przetworzonej przez wielokanałowy optyczny analizator. Różnice w zabarwieniu ww. struktury w świetle laserowym umożliwiają obrazowanie postrzeganych zmian: tkanka prawidłowa uwidacznia się w odcieniu zielonym, natomiast zmiany nowotworowe wykazują kolor czerwony. Analizie podlega grubość błony śluzowej (utrata struktur lub też ich namiar np. kolagen, elastyna), wewnątrzkomórkowe zmiany biochemiczne i strukturalne (lizosomy, mitochondria), tworzenie nowych naczyń,. Największą zaletą autofluorescencji jest wykazanie naturalnych właściwości „świecących” tkanek, co zdecydowanie obniża koszty procedury, poprawia jej bezpieczeństwo i zwiększa skuteczność biopsji celowanej u chorych z podejrzeniem raka oskrzela. Zastosowanie autofluorescencji pozwala na różnicowanie zmian dysplastycznych i przedinwazyjnego raka płuca (carcinoma in situ) trudnych do wykrycia w bronchofiberoskopii klasycznej wykorzystującej światło białe [4].

Obrazowanie w wąskim paśmie światła (NBI, narrow band imaging) jest techniką uzyskiwania obrazu endoskopowego o wysokim kontraście powierzchni błony śluzowej oraz drobnych naczyń błony podśluzowej, co pozwala na dokładne uwidocznienie struktury powierzchni śluzówki i powierzchniowych naczyń włosowatych. Ograniczenie spektrum światła docierającego do nabłonka do izolowanych wąskich wiązek barwy niebieskiej, zielonej i czerwonej, powoduje ograniczenie penetracji promieni w głąb ściany oskrzeli i pozwala na uzyskanie znacznie lepszego kontrastu obrazu. Obszary ciężkiej dysplazji i ogniska raka dają się obrazować w postaci nieregularnego obrazu śluzówki i/lub nieregularnego układu naczyń podśluzówkowych [4].

Shibuya i wsp. wykazali istotną korelację zmian naczyniowych (dotted vessels) uwidocznionych w NBI z dysplazją płaskonabłonkową, natomiast Herth i wsp. stwierdził, że NBI stanowi bardziej czułą metodę w wykrywaniu wczesnych zmian nowotworowych w porównaniu z AFI. Przedstawiona przez Nguyen i wsp. analiza powiązania obu metod w wykrywaniu wczesnych zmian patologicznych oskrzeli i krtani, ujawniły, że AFI powinna być traktowana jako metoda przesiewowa do wykrywania ognisk podejrzewanych o dysplazję w obrębie błony śluzowej oskrzeli. W drugiej kolejności poleca się NBI w celu dokładnej oceny wskazanych przez AFI miejsc. Taka strategia wynika z wysokiej czułości, ale niezadowalającej swoistości AFI (dużo wyników fałszywie dodatnich). Połączenie technik AFI i NBI do wykrywania ciężkiej dysplazji i wczesnego raka błony śluzowej oskrzeli jest skomplikowane, kosztowne oraz zbyt czaso- i pracochłonne, ale polecane do zastosowania w codziennej praktyce. Obie metody nie mogą na pewno zastąpić rutynowo pozyskiwanego materiału biopsyjnego do oceny cytologicznej lub histopatologicznej głównie z wykorzystaniem biopsji kleszczykowej. Natomiast rozpoznanie dysplazji wysokiego stopnia na podstawie nieregularnego/zaburzonego wzoru śluzówki i naczyń podśluzówkowych w ocenie NBI charakteryzowało się czułością 100%, swoistością 99% i 95-procentową wartością predykcyjną wyniku dodatniego. Dotychczas w piśmiennictwie nie ma dostępnych badań oceniających skuteczność takiej kombinacji, dlatego postuluje się potrzebę dalszych badań z wykorzystaniem komputerowej techniki kolorowej segmentacji i analizy obrazowej [5].

Operacyjne zmniejszenie objętości płuc (LVRS, lung volume reduction surgery) jest metodą leczniczą stosowaną u chorych z nasiloną rozedmą i ma na celu usunięcie najbardziej zniszczonych obszarów płata dla poprawy wydolności oddechowej. Pomimo niewątpliwie korzystnego wpływu na tolerancję wysiłku fizycznego oraz jakość życia, u części chorych zwłaszcza z zajęciem górnych płatów LVRS powodowało około 5% śmiertelność okołooperacyjną. Późniejsza konstrukcja specjalnych różnokształtnych i o różnym mechanizmie działania zastawek pozwoliła na ich endoskopową implantację i zmniejszenie objętości płuc, poprawę wydolności wysiłkowej oraz zmniejszenie dynamicznej hiperinflacji. Ich aplikacja wiązała się jednak z możliwością powikłań do których należały: okołozastawkowy przeciek powietrza, skłonność do nawracających stanów zapalnych obwodowego odcinka drzewa oskrzelowego i miąższu płuc, nieprawidłowa toaleta drzewa oskrzelowego związana z obecnością ciała obcego [6, 7].

Endoskopowa ablacja wykorzystuje energię cieplną w postaci pary wodnej aplikowanej do izolowanych odcinków drzewa oskrzelowego i pozwala na eliminację zastawek oraz uniknięcia ewentualnych powikłań. Para wodna przyczynia się do wyzwolenia miejscowej odpowiedzi zapalnej z udziałem mediatorów zwłaszcza IL-6 oraz granulocytów obojętnochłonnych już po 24 godz. od zabiegu. Istota metody zakłada rozwój przebudowy (remodelingu) ścian obwodowych odcinków drzewa oskrzelowego w następstwie napływu fibroblastów i włóknienia, i tym samym zmniejszenie objętości płata. Badania kliniczne wykazywały jej bezpieczeństwo i efektywność z wykorzystaniem energii termicznej 5 kcal/g tkanki lub 10 kcal/g tkanki do indukcji LVR. Po trzech miesiącach stwierdzono 20-procentową redukcję objętości płata oraz wzrost wskaźników spirometrycznych w porównaniu z grupą kontrolną. Nie obserwowano powikłań pod postacią odmy opłucnowej, niewydolności oddechowej oraz zaostrzenia chorób sercowo-naczyniowych. Najskuteczniejsza jest w przypadku zmian zlokalizowanych w górnych płatach. Tomografia komputerowa wysokiej rozdzielczości (HRCT, high-resolution computer tomography) służy do wyliczenia dawki energii w stosunku do masy tkankowej. Używając odpowiedniego oprogramowania, objętość miąższu jest wyliczana w stosunku do każdego płata. Stosunek objętości tkanki do przepływającego powietrza w każdym płacie (TAR, tissue to air ratio) jest „wykładnikiem” ciężkości choroby. Heterogeniczny indeks wylicza się jako stosunek dolnego płata do górnego [8].

Wskazania i przeciwwskazania do endoskopowej termicznej ablacji z wykorzystaniem systemu Intervapor przedstawiono w tabeli 1.

 

Tabela 1. Wskazania i przeciwwskazania do endoskopowej ablacji cieplnej

Wskazania

Heterogeniczna rozedma płata górnego stwierdzona w HRCT

FEV1 < 15% w.n.

DLCO < 20% w.n.

Pa02 < 45 mm Hg, PaCO2 > 55 mm Hg — krew tętnicza

Aktywne zakażenie dróg oddechowych

Wyniszczenie lub otyłość

Przebyta odma opłucnowa lub obecność płynu w jamie opłucnej — 6 miesięcy przed zabiegiem

Przeciwwskazania

Pojedynczy pęcherz rozejmowy > 1/3 objętości płata

Nadciśnienie płucne średnie PAP > 35 mm Hg,

Koagulopatia lub leczenie antykoagulantami

Nietolerancja leków stosowanych w miejscowym znieczuleniu

Wcześniejsze leczenie termiczne tego samego płata

HRCT (high resolution computer tomography) — tomografia komputerowa klatki piersiowej wysokiej rozdzielczości; FEV1 (forced expiratory volume in one second) — natężona objętość pierwszosekundowa; DLCO (diffusing capacity for carbon monoxide) — zdolność dyfuzyjna płuc dla tlenku węgla; PAP (positive airway pressure) — dodatnie ciśnienie w drogach oddechowych

 

Konfokalna endomikroskopia laserowa jest nową techniką obrazowania w endoskopii dróg oddechowych. Oferuje ona in vivo rozdzielczość komórkową lub też subkomórkową struktur płuc. Taka modulacja obrazowania zapewnia zdecydowanie lepsze wyniki niż konwencjonalna histologia, gdyż jest wolna od artefaktów, interakcja komórkowa może być zaobserwowana w trakcie (obrazowanie czynnościowe), co więcej, mogą być zidentyfikowane różne cechy molekularne (obrazowanie molekularne) [9].

 

Wnioski

Zmiany w zakresie technik endoskopowych stanowią duży postęp w diagnostyce i leczeniu zwłaszcza raka płuca. Nowe endoskopowe techniki obrazowania dróg oddechowych rozwijają się w bardzo szybkim tempie i jak wspomniano wcześniej zapewne w najbliższej przyszłości będą wywierały ogromny wpływ na codzienną pracę kliniczną z możliwością pobierania materiału jak również bezpiecznego miejscowego leczenia.

 

Konflikt interesów

Autor nie deklaruje konfliktu interesów.

 

Adres do korespondencji: dr hab. n. med. Andrzej Chciałowski, Zastępca Dyrektora Wojskowego Instytutu Medycznego ds. Nauki, ul Szaserów 128, 04–141 Warszawa, ul. Szaserów 128, 04–141 Warszawa

Praca wpłynęła do Redakcji: 11.01.2013 r.

 

Piśmiennictwo:

  1. Chee A., Tremblay A. EBUS, granuloma and cancer. What does his represent? J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2012; 19; 171–173.

  2. Sterman D.H.: The revolution is here…. Long live the revolution. J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2012; 19; 1–2.

  3. Griffin J.P., Zaman M.K. Niell H.B. i wsp. Diagnosis of lung cancer: A Bronchoscopist’s Perspective. J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2012; 19; 12–18.

  4. Lee P. Optical diagnosis for preneoplasia, the search continues. J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2010; 17; 101–102.

  5. Nguyen P.T., Salvado O., Masters I.B. i wsp. Combining Autofluorescence nad Narrow Band Imaging with image analysis in the evaluation of preneoplastic lesions in the bronchus and larynx. J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2011; 17; 109–116.

  6. National Emphysema Treatment Trial Research Group. A randomized trial comparing lung-volume-reduction surgery with medical therapy for severe emphysema. N. Engl. J. Med. 2003; 348: 2059–2073.

  7. Hopkinson N.S., Toma T.P., Hansell D.M. i wsp. Effect of bronchoscopic lung volume reduction on dynamic hyperinflation and exercise in emphysema. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2005; 171: 453–460.

  8. Kesten S., Anderson J.C., Tuck S.A. Rationalefor the development and the mechanism of action of endoscopic Thermal Vapor Ablation (InterVapor) for the treatment of emphysema. J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2012; 19; 237–245.

  9. Filner J.J., Bonura E.J., Lau S.T. i wsp. Bronchoscopic fibered confocal fluorescence microscopy image characteristics and pathologic correlations. J. Bronchol. Intervent. Pulmonol. 2011; 18: 23–30.

Important: This website uses cookies. More >>

The cookies allow us to identify your computer and find out details about your last visit. They remembering whether you've visited the site before, so that you remain logged in - or to help us work out how many new website visitors we get each month. Most internet browsers accept cookies automatically, but you can change the settings of your browser to erase cookies or prevent automatic acceptance if you prefer.

Czasopismo Pneumonologia i Alergologia Polska dostęne jest również w Ikamed - księgarnia medyczna

Wydawcą serwisu jest "Via Medica sp. z o.o." sp.k., ul. Świętokrzyska 73, 80–180 Gdańsk

tel.:+48 58 320 94 94, faks:+48 58 320 94 60, e-mail: viamedica@viamedica.pl