摘要：早期食管癌是指局限于食管黏膜和黏膜下层的肿瘤，不伴淋巴结转移，包括黏膜癌、黏膜下癌。早期食管癌起病隐匿，临床诊断率低，症状明显时食管癌往往已处于中晚期。早期食管癌的诊断能明显改善食管癌患者的疗效和预后。近年来，国内外学者应用荧光内镜技术对早期食管癌的诊断进行了大量的研究，本文就荧光内镜技术在早期食管癌诊断中的应用情况加以综述，旨在进一步提高早期食管癌的诊断水平。
关键词：早期食管癌；内镜；诊断；荧光光谱分析
食管癌是一种常见的消化道恶性肿瘤，对人类健康构成了巨大的威胁。中国食管癌的发病率居世界首位，发病人数占世界发病总数的60%。早期食管癌与中晚期食管癌的预后有着很大的差别，早期食管癌5年生存率可达95%～100%，而中晚期食管癌5年生存率在10%以下[1]。早期食管癌的诊断是提高食管癌患者生存率和生活质量的关键。鉴于早期食管癌症状非特异，患者及检查医师对其认识程度不够，使许多患者失去最佳的治疗时机，提高内镜医师对早期食管癌的诊断水平是当前重要的任务。
1生物组织荧光光谱发生原理
当以一定波长的激发光照射荧光物质时，该物质表面的原子或分子吸收光能量后由基态被激发至激发态，停止照射后，处于激发态的原子或分子返回基态过程中会发出较激发光波长更长的光，这种光称为荧光。选用特定波长和强度的激发光照射荧光物质，通过探测记录仪器将荧光记录下来，这种荧光强度对应荧光波长的关系曲线称为荧光光谱。利用荧光物质的光谱特征和荧光强度对物质进行定性、定量分析的方法称为荧光光谱分析法。根据是否使用外源性光敏剂，荧光光谱分析法分为内源性和外源性两种，前者是指通过直接检测荧光物质自身在激发光照射下发出的荧光光谱进行检查的方法，而后者是通过引入外源性光敏剂增强病变组织的荧光信号后进行检查的方法。
在人体组织内广泛存在能发出荧光的生物分子，主要来源于细胞内和细胞间质的氨基酸、结构蛋白、酶和辅酶、脂肪、维生素和卟啉等物质。例如还原型烟酰胺腺嘌呤核苷酸（荧光峰460 nm）、核黄素（荧光峰520 nm）、胶原蛋白（荧光峰390 nm）、弹性蛋白（荧光峰400 nm）和血卟啉衍生物（荧光峰630和680 nm）等[2]。荧光物质的光谱特征与生物组织的光学特性（吸收、散射和反射等）有关。由于人体组织的组成成分和形态结构不同，不同组织具有独特的光学特性和光谱特征。正常组织和肿瘤组织由于组成成分不同或各成分比例不同例如肿瘤组织相对正常组织含较少的还原型烟酰胺腺嘌呤核苷酸和较多的血卟啉衍生物，故它们对应的荧光光谱也存在差异。因此，根据正常组织和肿瘤组织荧光光谱的差异性可将它们区分开来。
2荧光内镜诊断技术
自20世纪80年代以来，随着光学诊断技术、激光技术与医学分子生物学技术的发展，荧光光谱分析技术被逐步应用于肿瘤的诊断。将荧光光谱分析技术与内镜诊断技术结合产生荧光内镜诊断技术，可用于区分癌与非癌组织，准确引导活检，提高活检的正确率，被誉为继X线、B型超声、CT、MRI之后的第五种肿瘤影像学诊断方法[3]。
荧光内镜是在内镜检查过程中，利用一定波长的激发光照射人体组织，诱导其产生荧光后，收集荧光信号到分析仪器检测分析，根据荧光光谱的差异，以区别正常组织与病变组织。在荧光内镜模式下，正常黏膜表面呈浅绿色，而不典型增生和癌变黏膜呈红色或紫色，特别是不典型增生和癌变的边缘相对于绿色背景更明显，而肿瘤边缘区的新生血管由于红细胞的血红蛋白吸收光而呈蓝色，可作为癌变的第二征象。目前常以激光为激发光源，临床常用的激光有Ar+、Kr+、N2、Xe+等。也可通过引入外源性荧光光敏剂增强病变组织的荧光信号，以增加病变的检出率，常用的光敏剂有血卟啉衍生物、吖啶橙、甲基蓝等。目前，国外已有三家公司将荧光内镜商业化，包括加拿大Xillix公司的激光诱导荧光胃肠内镜系统（laser induced fluorescent endoscopy gastrointestinal System，LIFE-GI）、德国Karl Storz 公司的D-光自身荧光系统（D-light autofluorescent system，D-Light） 和日本Olympus 公司的自身荧光成像系统（ autofluorescence imaging system，AFI），可通过内镜系统的按钮方便、快捷的完成荧光内镜与白光内镜间的转换[4]。
3荧光内镜在早期食管癌诊断中的应用
早期食管癌内镜下表现不典型，常表现为：①食管黏膜局部颜色改变：有红区和白区两种。红区呈边界清楚的红色区域，黏膜稍粗糙浑浊，底部平坦；白区为散在分布、边界清楚、大小不等、较粗糙、无光泽、稍隆起状的黏膜白斑。②食管黏膜增厚、浑浊和血管结构变化：黏膜上皮癌变时，食管黏膜常增厚，色泽浑浊，黏膜下血管网紊乱，缺失或阻断等状态。③黏膜形态学改变：包括边界清楚的糜烂灶；灰白色边界清楚稍高于黏膜的斑块状病灶；黏膜粗糙、增厚、不规则或颗粒状改变；直径在1 cm左右隆起的表面黏膜粗糙或糜烂状的结节病灶等[5]。上述表现非早期食管癌特征性改变，故在内镜检查过程中常被忽视，严重影响早期食管癌的诊断。1924年Policard首先在实验中观察到肿瘤组织的自体荧光，认为是由于肿瘤能积聚内源性卟啉化合物所致。后来，荧光光谱技术在肿瘤诊断中的应用逐渐开展，研究发现其对癌前病变、早期癌等的诊断具有较高的价值。
3.1内源性荧光光谱分析技术在早期食管癌诊断中的应用 Kara MA等[6]应用荧光内镜和白光内镜检查60例BE患者，共检出22例重度不典型增生或早期癌，其中1例内镜下无异常表现，21例内镜下可检测到异常区域。在有异常表现的21例患者中6例由荧光内镜单独检出，1例为荧光内镜联合随机活检检出，14例在白光内镜和荧光内镜均发现经病理检查证实的早期食管癌或重度不典型增生，在这14例患者中有3例荧光内镜可显示出白光内镜未发现的病灶。Suzuki H等[7]研究了32例患者的39个经病理证实的早期食管癌病灶，早期癌病变的诊断率荧光内镜为79%（31/39），而白光内镜51%（20/39），且荧光内镜发现了白光内镜没有发现的12处局限于食管黏膜且较小的病变。Sieroń-Stoltny K等[8]对200例内镜检查进行回顾分析，共发现67例食管病变，包括良性病变，癌前病变和癌性病变。各种病变的检出阳性率在白光内镜和荧光内镜模式下分别为：乳头状瘤83%∶0；其他良性病变85%∶20%；Barrett化生：78%∶89%；癌性病变91%∶96%。研究认为，与白光内镜比较荧光内镜能提高食管癌前病变和早期癌的检出率，且能更好辨认白光内镜所不能辨认的黏膜病变或较小的癌灶。
Kara MA等[9]将荧光内镜和窄带成像内镜联合对20例BE患者的重度不典型增生和早期癌病灶进行检查。荧光内镜共发现47处可疑病灶，经病理检查证实28处为重度不典型增生，19例为假阳性病灶，诊断准确率为60%。窄带成像内镜观察这28处重度不典型病灶，其中25处黏膜小凹形态明显紊乱，3处轻微不规则，而19处假阳性病灶检查中，14处黏膜小凹形态基本正常，从而使诊断的假阳性率由40%降至10%。Curvers WL等[10]应用3种内镜成像模式：高分辨率内镜（high-resolution endoscopy，HRE）、自身荧光成像（autofluorescence imaging，AFI）和窄带成像（narrow-band imaging，NBI）对84例BE患者165处病变进行研究，共诊断出30例早期食管癌患者。AFI检出27例患者，除包含HRE检出的16例患者外，AFI还检出了11例HRE认为无异常的患者，但仍有3例经AFI及HRE观察未见异常的患者通过随机活检证实为早期食管癌。HRE检出的16例患者共发现21处病变，AFI能准确地发现这21处病变，并检出其中4例患者中的5处HRE未发现的病变。在11例HRE认为无异常的患者中AFI发现了14处病变。所以，相对于HRE，AFI使得这84例BE患者的早期食管癌检出率有45%（16/30）提高至90%（27/30），使得早期食管癌的病变总数由21处增加至40处。但是，AFI检查的假阳性率也较高为81%（83/102），经过NBI检查后可使假阳性率降至26%。研究认为，荧光内镜可明显提高BE患者早期食管癌的检出率，而经过NBI检查可显著降低荧光内镜检查的假阳性率。
3.2外源性荧光光谱分析技术在早期食管癌诊断中的应用 Mayinger B等[11]口服光敏剂5-氨基乙酰基丙酸（5-aminolaevulinic acid，5-ALA）后，比较了22例恶性和癌前病变患者（包括6例BE，5例鳞状细胞癌或早期腺癌，1例晚期腺癌，1例据临床表现考虑为食管癌，9例根治性治疗后食管癌）共86例活检标本，荧光内镜可检出85%的早期癌或癌前病变，而白光内镜仅能检出25%的病变。Ortner MA等[12]研究局部喷洒5-ALA后的53例BE患者，荧光内镜不典型增生的检出率较白光内镜明显增加。荧光内镜共发现经病理证实的14例不典型增生，在这14例被检出的非典型增生患者中8例为长节段BE，6例为短节段BE。而白光内镜仅发现其中5例不典型增生，且仅在长节段BE中发现。研究认为，应用光敏剂后的荧光内镜能增加不典型增生或早期癌的检出率。
4荧光内镜在早期食管癌中的应用前景
内镜是诊断早期食管癌的重要手段，但传统白光内镜对早期食管癌诊断的敏感性较低，且受检查医师主观意识影响较大。荧光内镜不影响正常细胞的生理功能和肿瘤组织的生理状态，对癌前病变、早期癌的诊断有很高的应用价值，为早期食管癌的诊断提供了一种新的方法。在荧光内镜的应用过程中发现由于黏膜中肿瘤组织对光的吸收和散射，使得肿瘤组织的荧光信号减弱，但黏膜炎症也会有类似改变，使得某些情况下对炎症和肿瘤的区别不能明确。外源性荧光内镜检查需要应用光敏剂，因光敏剂的组织分布特异性不够理想，用药后患者需避光，药物不良反应等问题，限制了其在临床中的广泛应用。荧光内镜较传统白光内镜能明显提高早期癌的检出率，但该技术的可靠性和临床应用价值需待更多的应用研究才能进一步明确。相信随着人体组织荧光产生机制及正常组织与肿瘤组织荧光光谱差异的研究，荧光光谱分析技术的发展，荧光内镜系统的完善，荧光内镜会在早期食管癌的诊断中成为一种重要的检查手段。
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