【综述】经支气管冷冻肺活检技术进展

昵称49897472 2017-11-20

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文章来源：中华结核和呼吸杂志, 2017,40(08) : 619-622
作者：江瑾玥郭述良李一诗

经支气管冷冻肺活检(transbronchial cryobiopsy，TBCB)是将冷冻探头经支气管伸入到远端小支气管，利用冷冻探头在冷冻过程中的黏附性，将探头周围的肺组织暴力撕裂，获得组织学标本的一项技术。冷冻技术最早于1976年应用于气道疾病的诊治^[1]，主要用于对气道内的肿瘤进行冻融治疗。Hetzel等^[2]在2008年正式提出冷冻活检(cryobiopsy)的概念，将该技术引入呼吸介入领域，该研究对12例支气管内肿瘤患者实施了支气管内冷冻活检(endobronchial cryobiopsy，EBCB)，并取得了良好效果。2009年Babiak等^[3]又将此技术成功用于肺活检，这项技术就是现在的TBCB。因TBCB具有创伤小、标本质量高、费用较低、并发症少等优点，很快在德国、美国、意大利、英国、西班牙、以色列、葡萄牙和中国等多个国家开展。

一、适用范围

目前认为TBCB主要适用于支气管镜下不可见的弥漫性肺部疾病(diffuse lung disease, DLD)及肺移植后的监测，亦可借助EBUS和(或)C形臂X线透视定位下进行肺外周病变的活检。

1．DLD：病因复杂，需要结合临床、影像学表现和组织病理来诊断。ATS/ERS/JRS/ALAT在2011年关于特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis，IPF)的官方共识^[4]中指出，若胸部高分辨率CT(HRCT)有典型表现，可诊断寻常型间质性肺炎(usual interstitial pneumonia，UIP)，但如果HRCT不能显示典型的UIP，必须考虑手术活检。对于DLD患者来说，正确的诊断至关重要，因为疾病的治疗方式和预后都取决于诊断。外科肺活检(surgical lung biopsy, SLB)是诊断DLD病因的金标准，但因手术创伤大、费用高、受心肺功能限制等因素，临床开展并不多；传统的经支气管钳夹活检(transbronchial forceps biopsy, TBFB)因获取的组织标本小，质量较差，难以满足病理诊断的需要，不推荐用于DLD的诊断^[3,5,6]。因此，仍有许多DLD患者无法得到确切诊断，给临床治疗带来很大困难。2009年Babiak等^[3]首次将TBCB应用于41例疑诊DLD的患者，对每例患者分别进行TBFB和TBCB，结果39例患者通过TBCB得以确诊，且TBCB获得的组织标本体积大，质量高，标本内部组织结构破坏少，能满足病理学家诊断DLD病因的需要，严重并发症发生率低。此后，TBCB相继在多个国家和地区开展，据现有文献报道，全球已经有900余例DLD患者进行了TBCB。2016年的两篇荟萃分析结果表明，TBCB在间质性肺疾病(interstitial lung disease, ILD)的病因诊断率达到84%以上(分别为84.4%和92.26%)^[7,8]。

2．肺外周局部病变：肺外周局部病变的病因诊断也是经常困扰临床医生的问题，这类患者常规支气管镜检查常常无异常发现，即使借助EBUS进行TBFB，有时也难以到达病灶部位，并且钳夹的组织标本也常常不尽如人意。Schuhmann等^[9]首次在诊断肺外周病变病因上对TBCB和TBFB进行对比，这项研究选取了31例肺部外周实性结节的患者(最大直径<40>P＝0.29)，但TBCB获得的标本面积明显大于TBFB(分别为11.17 mm²和4.69 mm²，P<>

3．肺移植后的监测：闭塞性细支气管炎综合征(bronchiolitis obliterans syndrome, BOS)是影响肺移植术后长期存活的最主要并发症，肺移植术后存活5年者发生BOS的几率超过50%，存活率仅为30%～40%，且BOS的发生率与病死率呈正相关^[10,11]。急性细胞排斥反应和淋巴细胞性细支气管炎已被证明是发展为BOS的主要危险因素。目前尚无有效治疗BOS的方法，因此早期发现并治疗急性细胞排斥反应是降低其进展为BOS的重要途径。

通过肺组织活检可以发现急性细胞排斥反应和淋巴细胞性细支气管炎，使用标准活检钳进行TBFB是评估肺移植后排斥反应的主要方法^[12]，但通过TBFB获得的组织标本存在样本过小、人为挤压严重、缺乏肺泡和小气道组织的问题。有研究结果表明，为确保病理诊断的敏感度和特异度，至少需要钳取10块组织标本^[13]，但是组织标本取样越多，出血和气胸的发生率就越高。为解决这一问题，Yarmus等^[10]和Roden等^[12]分别在2012年和2014年对TBCB和TBFB用于肺移植后活检的有效性和安全性进行研究，两项研究获得了类似的结果：TBCB能够提供更大、更高质量的组织标本，TBCB可以安全替代常规的TBFB来监测肺移植后排斥反应的情况。另外Roden等的研究结果表明，3块TBCB活检组织标本就足够用于肺移植排斥反应的病理学评价。

二、TBCB的操作技术

开展TBCB技术需要的设备包括冷冻治疗仪、冷冻探头、软性支气管镜(软镜)、呼吸机、硬质气管镜(硬镜)或气管导管，必要时还需C型臂X光机或径向超声小探头。其操作方法为：在患者全身麻醉状态下置入硬镜，或镇静镇痛状态下气管插管建立操作通道，将冷冻探头经软镜的工作通道插入，探头到达病变部位(探头保持距离胸膜至少2 cm)，冷冻3～6 s，然后将黏附标本的冷冻探头连同软镜一起取出。若无明显出血或气胸等严重并发症，可再次重复上述过程继续冻取组织标本。目前也有文献报道可以在患者清醒镇静且无需气管插管的情况下，使用两支软镜交替操作来完成上述活检过程^[14]。虽然在TBCB操作中冷冻探头需和软镜反复进出支气管，但在充分镇静镇痛条件下，患者的耐受性较好。

TBCB技术最初要求在硬镜下进行操作，其优点是能够保障有效通气，随时监测和高效地处置出血，软镜进出方便，同时还可以避免冻住声带；其缺点在于硬镜下开展TBCB需有硬镜设备支持，必须在手术室进行，但目前国内很多医疗单位尚无硬镜设备，且熟练掌握硬镜的技术难度大于软镜，不利于TBCB的广泛开展。2013年Yarmus等^[10]首次报道在软镜下进行TBCB用于11例肺移植后患者的评估，取得良好效果，且无严重并发症发生；2016年Echevarria-Uraga等^[15]报道了100例DLD患者在软镜下进行TBCB，其中85%的患者得到确诊。2016年7月7日我院开展了国内第一例软镜下TBCB，并对Echevarria-Uraga等的技术进行了改良，到目前为止已完成十余例DLD的软镜下TBCB，初步结果表明无论标本大小、诊断能力，还是安全性方面，软镜与硬镜无明显差异。目前国内大多数医疗机构均配置有软镜，若能广泛开展TBCB，必将使更多DLD患者获益。

对于弥漫性病灶，宜在病灶最多、最集中处采集标本；对于肺外周的局部病变，建议C形臂X光透视联合径向超声小探头，在可视条件下进行精确操作。对于冷冻探头的选择，结合现有文献的经验，常规宜选择直径2.4 mm的探头，若肺部病变靠近外周或病灶所在支气管明显狭窄，可选择直径1.9 mm的探头；目前尚无文献对两种不同规格探头所获得的标本大小、质量以及诊断效能进行对比，有待进一步研究。

在TBCB术中，每个部位冻取标本数目越多，诊断率可能越高，但相应会伴随出血、气胸的发生率增加。目前关于TBCB冻取标本的数量与诊断率关系的研究并不多。根据现有的几项研究结果来看，标本数量每个部位2～4块较为合适^{[6,9,12,16,17]}。若能结合现场快速评价(rapid on-site evaluation，ROSE)，可以在兼顾诊断率的情况下有效减少冻取标本的数量，从而降低气胸、出血的风险，降低患者的费用^[18,19]。

关于每次冷冻的时间，目前仅有Ing等^[20]的一项研究结果表明，3 s的初始冷冻时间可以提供最大尺寸的活检标本，同时最大限度地减少出血、气胸等并发症，多数文献中报道的每次冷冻时间约为3～6 s，因此每次冷冻的最佳时间还有待进一步研究。

三、TBCB与其他几种肺活检方式的比较

除了TBCB以外，目前临床上常用的肺组织活检的方式还有经支气管钳夹活检(TBFB)、外科肺活检(SLB)和经皮肺穿刺活检(percutaneous lung biopsy，PCLB)。

TBFB获得的组织标本较小，常常因钳夹时受到人为挤压导致组织结构破坏，难以满足病理学家诊断的需要，对于DLD诊断效能较低。与TBFB相比，TBCB能够提供更大、更高质量的组织(结构完整，含有更多的肺泡和小气道组织)^[3,7,8,9,12]。气胸和出血是TBCB和TBFB最常见的并发症，文献资料显示，气胸在TBCB和TBFB中的发生率无明显差异^[7,21]，但对于二者出血风险的差异目前还存在一些争议，Aktas等^[22]和Pajares等^[21]的两项研究表明二者出血风险无明显统计学差异^[7]，但2016年Sharp等^[8]的一篇文献荟萃指出TBCB的中重度出血风险达到20.99%，明显高于TBFB的10.1%。因此还需要更多的随机对照研究来评估出血的风险。

SLB虽然是诊断DLD、肺外周病变病因的金标准，但由于创伤大、费用高、受心肺功能限制、死亡风险相对较高等因素的影响，临床上仅有少数患者能接受。Hagmeyer等^[16]在2015年首次在诊断ILD上对TBCB与SLB进行了对比研究，32位受试者均进行了TBCB，其中23例(72%)通过TBCB取得的组织标本得以确诊，余下的9例患者根据所取标本的病理学表现结合其他临床表现得出了可能的诊断，而这9例中8例接受了SLB，8例中有7例与TBCB获得的病理结果有良好的相关性(88%)。2015年Tomassetti等^[23]将117例影像学表现不典型的有纤维化倾向的ILD患者根据接受肺活检的方式不同分为TBCB组(58例)和SLB组(59例)，由两名临床专家、两名放射学家及两名病理学家组成多学科专家小组回顾病例的临床表现、影像学及活检结果，在没有活检结果之前两组高信心诊断IPF的概率分别仅有29%及30%，而在通过TBCB或SLB获得病理标本后，其概率分别增加至63%及65%。2016年Ravaglia等^[24]的一篇荟萃分析对TBCB和SLB在诊断ILD病因的诊断率和安全性进行了对比，结果表明SLB的诊断率虽然高于TBCB(分别为98.7%和82.8%)，但SLB术后的死亡发生率、住院时间、住院费用均高于TBCB，且临床实际工作中SLB的实施率很低，而TBCB的接受率高，因此建议首先实施TBCB，少数结果阴性者再考虑SLB。

PCLB用于肺外周结节或肿块的活检常常能取得良好的效果，但却不宜用于DLD，因为PCLB也存在标本小、难以满足病理诊断需求的缺陷，且发生气胸和血气胸的风险较高^[5]。

四、并发症及其处理

TBCB最常见的并发症是气胸和出血。文献资料显示，TBCB发生气胸的概率为5.3%～16.1%^[^8]，目前已报道的出现气胸的病例经胸腔闭式引流后均得到治愈。冷冻探头距离胸膜越远，发生气胸的概率越低，操作时应始终保持冷冻探头距离胸膜2 cm以上，术中注意双肺对比听诊，随时备置胸腔闭式引流装置，必要时予以引流气胸。

出血较气胸更常见，出血量的界定依据2013年英国胸科协会制定的成人支气管镜检查指南分为无出血(仅有血迹，无需吸引，出血后能自行停止)、轻度出血(需要在气道中持续吸引血液，可自行停止出血)、中度出血(需要支气管内注入冰盐水或肾上腺素止血)和严重出血(需要行支气管内球囊封堵，或外科手术止血，或死亡)^[^25]。不同文献报道出血的发生率不一，中度以上出血的发生率为5.6%～42.8%^[^8]，多数患者出血量不大，且通过常规的止血方式，如静脉用止血药物、支气管内注入冰盐水或肾上腺素、球囊封堵等可以控制出血。因此术中应常规准备止血药、封堵球囊、止血纱布等，保持负压抽吸。若出现大量出血且上述方式无法控制时，可采用选择性支气管动脉栓塞止血或外科手术治疗。目前罕见有报道TBCB后并发大出血需要外科手术治疗的病例，仅有2016年的一篇荟萃分析^[^8]中指出，TBCB合并大出血的病死率为0.5%。我院目前开展的30余例TBCB中无一例严重出血患者。

为了降低并发症的发生率，术前应充分评估患者病情，完善血常规、凝血功能、胸部HRCT、肺功能及肺动脉压力测定，维持血压在正常范围。

五、病理专家的意见

就组织标本的质量而言，TBFB获得的组织偏小，且有因挤压引起的破坏，不宜用于DLD病因的诊断；电圈套等热活检方式获得的组织虽较大，但会因严重的组织碳化导致组织破坏，影响病理检查；而TBCB的活检标本组织不仅体积较大，足够用于病理检查，并且标本无明显挤压及破坏，有更多开放的肺泡及支气管旁淋巴管，利于免疫组织化学检测，同时可避免热能对局部组织的烧灼作用，标本形态学更接近体内状态，诊断效能更高^[7,8,26,27]。结合患者的临床和影像学表现，病理学家认为TBCB有希望替代SLB来获取诊断DLD病因的活检组织标本。

综上所述，TBCB具有创伤小、安全性高、标本质量优良的特点，是一种理想的新型肺活检方式，适用于弥漫性肺疾病、肺外周病变的诊断及肺移植后的监测。气胸和出血是TBCB较常见的并发症。若条件允许宜在硬镜下进行操作，以随时监测和处置出血，同时避免冻住声带。若无行硬镜条件，也可以在软镜下进行，术中应严密观察出血情况，常规准备止血药、封堵球囊、止血纱布及胸腔闭式引流装置。TBCB的开展大大提升了弥漫性肺疾病、间质性肺疾病的病因诊断率，有望替代外科肺活检成为诊断DLD、ILD的首选技术，是十分重要并值得开展的诊断技术。

参考文献（略）