Abstract
De fleste lungekreftpasienter er diagnostisert ved avanserte stadier av sykdommen. Denne studien evaluerte den diagnostiske verdien av ThinPrep (TP) bronkial børsting cytologi i lungekreft. Totalt 595 pasienter med mistenkelig lungekreft ble inkludert i denne studien. Bronkial børsting Prøvene ble utarbeidet av TP. Dataene ble deretter sammenlignet med histologi av lunge vevsprøver. Histologisk 479 av disse 595 pasientene ble diagnostisert med lungekreft, inkludert 223 tilfeller av lunge plateepitelkarsinom (SCC), 77 tilfeller av lunge adenokarsinom (ADC), og 152 tilfeller av småcellet lungekreft (SCLC). TP cytologi avdekket totalt 460 tilfeller av lungekreft (inkludert 232 SCCS, 91 ADCs og 108 SCLCs). TP cytologisk teknikk hadde 87,06% sensitivitet og 62,93% spesifisitet i diagnostisering av lungekreft. Spesielt bekreftet TP cytologi 195 av 223 SCCS, 47 av 77 ADCs, og 94 av 152 SCLCs. TP cytologi viste 87,44% sensitivitet og 90,05% spesifisitet for diagnostisering av SCC, med Matthew korrelasjonskoeffisient (MCC) på 0.820; mens følsomheten ble redusert til 61,04% og spesifisiteten var 90,93% for diagnostisering av ADC, med et MCC av 0,464. For diagnostisering av SCLC, sensitiviteten var 61,84% og spesifisiteten var 96,84%, med en MCC av 0,648. Således, denne studien viser nytten av TP bronkial børsting cytologi i tidlig diagnose av lungekreft, spesielt tidlig stadium av lunge SCC. En prospektiv klinisk studie bekrefter disse dataene før de blir oversatt til klinikken
Citation. Liu C, Wen Z, Li Y, Peng L (2014) Bruk av ThinPrep Bronkial Børsting Cytologi i tidlig diagnostisering av lungekreft En retrospektiv studie. PLoS ONE 9 (4): e90163. doi: 10,1371 /journal.pone.0090163
Redaktør: Oliver Schildgen, Kliniken der Stadt Köln gGmbH, Tyskland
mottatt: 24 oktober 2013; Godkjent: 27 januar 2014; Publisert: 23 april 2014
Copyright: © 2014 Liu et al. Dette er en åpen-tilgang artikkelen distribueres under betingelsene i Creative Commons Attribution License, som tillater ubegrenset bruk, distribusjon og reproduksjon i ethvert medium, forutsatt den opprinnelige forfatteren og kilden krediteres
Finansiering:. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering for å rapportere
konkurrerende interesser:.. forfatterne har erklært at ingen konkurrerende interesser eksisterer
Innledning
Lungekreft er den mest betydningsfulle verdensbasis helseproblem og bidrar til 30% av menn og 26% av kvinnelige kreftrelaterte dødsfall, og om lag 1.38 million mennesker dør av lungekreft hvert år [1], [2]. Til dags dato er de fleste lungekreftpasienter diagnostisert på et avansert stadium av sykdommen, noe som gjør kureres kirurgi ikke er et alternativ; således, tidlig diagnose og effektiv behandling er nøkkelen for å forlenge overlevelsen av lungekreftpasienter. For dette formål anvender vår forskning cytologi av bronkial børste prøver for innledende evaluering og diagnose av lungekreft. Det finnes en rekke eksempler på forberedelse teknikker tilgjengelig for cytologisk evaluering og påvisning av lungekreft [3], inkludert eksfoliativ og slip cytologi (bronchioalveolar kylling, bronkial børsting, eller bronkial vask) og tynn nål aspirasjon (FNA) cytologi [4] – [ ,,,0],6]. Likevel, væske-baserte, enkeltlag cytologisk preparat (ThinPrep, TP) er et automatisert cytopreparatory teknikk som er utviklet for å forbedre både prøvetaking og cytopreparation [7]. Nytten av TP av lungecelleprøver har blitt allment akseptert som et viktig diagnostisk metode i ulike kliniske settinger og har vist seg å ha en stor forening med vev histologisk diagnose [8] – [11]. Fordelene med denne fremgangsmåten inkluderer forbedret visualisering av diagnostiske celler; jevn tykkelse på cytologi lysbilder, bedre cellulære preservations, fjerning av luft-tørking gjenstander, og eliminering av skjule blod og inflammatorisk eksudat [12]. Men det har en ulempe; for eksempel kan ondartede celler på innsiden av hemoragisk kroppshulroms effusjoner være lett visualiseres som vevfragmenter og kan fjernes ved TP prosessoren. Denne svakheten kan redusere følsomheten av TP og understreker dens betydning som et nyttig diagnostisk verktøy. Men feil prøvetaking preparater kan lett gå ut over kvaliteten på cytologi lysbilde på grunn av lufttørking, en tykk smøre eller annen skade på cellen morfologi [7]. Således kan TP bronkial børsting cytologi gi en første diagnose av lungekreft. Tidligere studier har vist at TP har blitt hyppig anvendt ved diagnose av lungekreft ved hjelp av cytologiske prøver fra sputum, bronkial vasking, eller FNA [6], [8], [13]. Hittil har det vært svært få studier som bruker TP bronkial børsteprøver. Dermed er målet med denne studien var å sammenligne den diagnostiske verdien av TP bronkial børsting cytologi i lungekreft til tilsvarende histologisk diagnose i hver av 595 pasienter med mistenkelig lungekreft som gjennomgikk en fibro bronchoscopy.
Materialer og metoder
pasientpopulasjon og prøveopparbeidelse
det er totalt 595 sammenhengende bronkial pussesaker ble retrospektivt registrert fra det første sykehuset i Jilin University (Changchun, Kina) mellom mai 2010 og mai 2012. Disse pasientene inkluderte 381 menn og 214 kvinner med en gjennomsnittsalder på 57 år for menn og 55,4 år for kvinner (tabell 1). Denne studien ble godkjent av etisk komité for første Hospital i Jilin-universitetet. Alle deltakerne ga skriftlig samtykke til å delta i denne forskningen, og detaljene i denne samtykkeprosedyren. Skriftlig samtykke ble gitt av pasientene for deres informasjon skal lagres på sykehuset database og brukes til forskning.
To cytopathologists, som var erfarne lungeCELLESPESIALIST i vår institusjon, analyserte prøvene. Bronkial vaskePrøver ble tatt i løpet av fiberoptiske bronkoskopi prosedyrer utført hos pasienter med en klinisk eller radiologisk diagnose av en mistenkt lunge svulst. Bronkial vaskeprøver ble samlet inn i CytoLyt samling media. Alle prøvene ble utarbeidet av TP-metoden (Cytyc Corp., Marlborough, MA) i henhold til produsentens anbefalte prosedyrer. Den bronkial slim biopsi ble samtidig gjennomført for alle tilfeller. Den cytologisk diagnose fulgt World Health Organization (WHO) klassifiserings retningslinjer [14]. Iscenesettelsen av ikke-småcellet lungekreft (NSCLC) ble definert i henhold til retningslinjene fra 2009 International Association for Study of Lung Cancer (IASLC). Iscenesettelsen av småcellet lungekreft (SCLC) ble definert i henhold Veterans Administration Lung Study Group iscenesettelse system. SCLC ble delt inn begrenset trinn (LS) og omfattende trinn (ES). Histologisk diagnose av bronkial biopsi ble ansett som pasientens endelige diagnosen. Ut av disse 595 pasientene, vev histologiske diagnoser viste 116 godartede tilfeller og 479 tilfeller av lungekreft. I lungekreft tilfellene var det 223 plateepitelkarsinom (SCCS), 77 adenokarsinomer (ADCs), og 152 små cellekreft (SCLCs).
TP Prøve Forberedelse og foredling
For TP prøve fremstilling og behandling ble alle bronkiale vaske prøvene plasseres i 30 ml CytoLyt, sentrifugert, resuspendert i PreservCyt- Solution (Xinbaishi, USA), og satt på TP-prosessor med en sklie per prøve. Glassene ble deretter farget med Papanicolaou flekken og dekket med et dekkglass. De cytologi lysbilder ble så blindt undersøkt under et mikroskop uavhengig av to cytopathologists. Evalueringene av cytomorphological funksjoner inkludert generelle cellularitet, bevaring av cellulær morfologi, og fjerning av bakgrunnsmateriale (f.eks inflammatoriske eller blodceller, slim). Alle cytologiske glass ble tilordnet til en av de følgende fem kategorier: (A) Ikke tilfredsstillende: det var ingen eller få epitelceller og makrofager med en dunkel bakgrunn (for eksempel inflammasjon, blod og slim); (B) Normal: det var bare normale cellulære komponenter; (C) Benign: det var normale cellulære komponenter med betennelsesceller, men uten atypiske celler; (D) Mistenkelig: det var atypiske celler som var mistenkelig av kreft; (E) Ondartet. Det var klart ondartede celler
Statistical Analysis
TP cytologiske data ble sammenlignet med histologiske diagnoser og evaluert for sensitivitet, spesifisitet, positiv prediktiv verdi (PPV), og negativ prediktiv verdi (NPV). Matthews Korrelasjonskoeffisienten (MCC) [29], [30] ble beregnet for å bestemme korrelasjonen av TP cytologisk diagnose med vevet histologisk diagnose. MCC varierer mellom -1 og +1. En koeffisient på 1 representerer en perfekt prediksjon, 0 angir ingen bedre enn en tilfeldig prediksjon, og -1 indikerer total uenighet mellom prediksjon og observasjon.
Resultater
Pasient Kjennetegn
totalt 595 sammenhengende bronkial pussesaker ble retrospektivt undersøkt i denne studien, som omfattet 381 mannlige og 214 kvinnelige pasienter. Bronkial vaske prøvene ble oppnådd i løpet av fiberoptiske bronkoskopi prosedyrer. Gjennomsnittsalderen for pasientene i denne studien var 56.42 år (57 år for menn og 55,4 år for kvinner). Alderen på pasienter diagnostisert med lungekreft hovedsakelig varierer mellom 50 til 70 år i Kina; dermed var det ingen signifikant forskjell i forhold til alder for både mannlige og kvinnelige pasienter i denne studien. Men skjer lungekreft oftere hos menn enn hos kvinner. Pasientens demografiske data er oppsummert i tabell 1. De tumorstadier av pasienter med SSC, ADC, eller SCLC er oppsummert i tabell 2. De fleste av pasientene med SSC var i tidlig stadium, mens de fleste av pasientene med ADC var i avansert stadium. Videre 58,6% av pasienter med SCLC var i begrenset stadium, og 41,4% av dem var i den omfattende scenen.
Cytomorphological Kjennetegn på lungekreft i TP Cytologi
Morfologisk karakteristikk av de tre store undergrupper av lungekreft presenteres annerledes. I korte trekk, er SCC vanligvis et sentralt lokalisert tumor som vokser inne i bronchus og lunge; således, er det forholdsvis lett å få tak i store mengder av tumorceller i bronchial børste prøver. De TP cytologi funksjonene i godt differensiert SSC ble preget av enkeltceller eller sammenhengende ark av tumorceller med klare cellekantlinjer og en tett cytoplasma, mens dårlig differensiert SCC var vanskelig å skille fra dårlig differensiert ADC. Vanligvis ble det sett på som høy cellularity og små grupper av kreftceller. Atom /cytoplasma (N /C) forholdet var relativt høy (figur 1A og 1B). Videre er ADC vanligvis plassert i en perifer del av lungen. Typiske trekk ved ADC i TP cytologi inkludert cellulære klynger med en dyp fokus på grunn av de tre-dimensjonale klynger av store vacuolated celler. Noen ganger, de individuelle celler eller acinar (kjertel) ordninger var synlig i TP cytologi lysbilder. N /C-forholdet var vanligvis høy (figur 2A og 2B). I tillegg er SCLC vanligvis lokalisert sentralt. SCLC er en høyverdig nevroendokrine svulster og er forbundet med tobakksrøyk og en dårlig prognose. Funksjonene i SCLC i TP cytologi inkluderte en bifasisk befolkning på levedyktige og degenereres tumorceller. Disse cellene hadde et snaut cytoplasma med en tynn cyanophilic rim, enslige eller løse klynger, skulptur, og DNA-gjenstander. N /C-forholdet var høy (figur 3A og 3B).
Små klynger av ondartede celler med egenskaper av dårlig differensiert karsinom. (A), Godt differensiert SCC. Cytologiske funksjoner er preget av enkeltceller eller sammenhengende ark av tumorceller med klare cellekantlinjer og en tett cytoplasma. (B), dårlig differensiert SCC. Cytologi viser høy cellularity og små grupper av kreftceller. Atom /cytoplasma (N /C) forholdet var vanligvis høy (Papanicolaou flekker, den opprinnelige forstørrelsen var 400 ×).
(A og B), Typiske trekk ved ADC i cytologi inkluderer cellulære klynger med en dyp fokus på grunn av den tre-dimensjonale grupper med store vacuolated celler. Noen ganger, de individuelle celler eller acinar (kjertel) ordninger var synlig i cytologi lysbilder. Atom /cytoplasma (N /C) forholdet var vanligvis høy (Papanicolaou flekker, den opprinnelige forstørrelsen var 400 ×)
(A og B), Funksjonene i SCLC i cytologi inkluderte en bifasisk befolkning. av levedyktige og degenereres tumorceller. Disse cellene hadde et snaut cytoplasma med en tynn cyanophilic rim, enslige eller løse klynger, skulptur, og DNA-gjenstander. Atom /cytoplasma (N /C) forholdet var vanligvis høy (Papanicolaou flekker, den opprinnelige forstørrelsen var 400 ×)
Association of TP Cytologi med Tissue Histologisk diagnose
Den endelige. vev histologi av bronkial biopsi bekreftet 479 lungekreft saker fra disse 595 pasientene. Spesielt ut av disse 479 pasientene var det 223 SCCS, 77 ADCs, og 152 SCLCs. TP bronkial børsting cytologiske data viste 460 lungekreft tilfeller ut av 595 pasienter (dvs. 232 SCCS, 91 ADCs og 108 SCLCs). Derfor TP cytologi hell diagnostisert 417 tilfeller av 479 lungekreft, diagnostisering sensitiviteten var 87,06%, diagnostisering spesifisiteten var 62,93%, PPV var 90,65%, NPV var 54,07%, og MCC var 0,473. Imidlertid, i henhold til lungen histologi, TP cytologi vellykket detektert 195 SCCS av 223 tilfeller, 47 ADCs ut av 77 tilfeller, og 94 SCLCs av 152 tilfeller. Sensitiviteten av TP cytologi for diagnostisering av SCC var 87,44%, spesifisiteten var 90,05%, PPV var 84,05%, NPV var 92,29%, og MCC var 0.820. I motsetning til dette, ble følsomheten for ADC diagnose redusert til 61,04% og PPV til 50,00%, men spesifisiteten var fremdeles høy (90,93%), NPV var 94,01%, og således MCC ble redusert til 0,464. Tilsvarende følsomheten for SCLC diagnose var 61,84%, spesifisiteten var 96,84%, PPV var 87,04%, NPV var 88,09%, og MCC var 0,664 (tabell 3).
Diskusjoner
i denne studien, vurderte vi den diagnostiske verdien av TP bronkial børsting cytologi i lungekreft i forhold til tilsvarende histologisk diagnose i hver av 595 pasienter med mistenkelig lungekreft som gjennomgikk en fibro bronkoskopi. Vi har funnet at i forhold til histologisk diagnose av bronkial biopsi, ble TP bronkial børsting cytologi nært knyttet til den tilhørende histologisk diagnose, hvilket antyder at denne fremgangsmåte er meget nyttig for å legge til lungekreft diagnose, spesielt for SCC med mer enn 90% sensitivitet og spesifisitet . Videre MCC var opp til 0.820, noe som tilsvarer en utmerket avtale med histologisk diagnose av SCC. Imidlertid er en prospektiv klinisk studie for å bekrefte disse funnene.
I vår nåværende studie fant vi at pasient demografiske data viste at forekomsten av lungekreft hovedsakelig påvirket de i alderen fra 50 til 70 år gammel i Kina, som er i samsvar med data fra andre land, [15], [16]. Men det var ingen signifikant preferanse mellom menn og kvinner når det gjelder alder. Gjennomsnittsalderen var 56.42 år gammel i denne kohort av pasienter. Dermed kan TP bronkial børsting cytologi gjelder for denne aldersgruppen for screening lungekreft. Faktisk er luft cytologi i økende grad brukt i den innledende evaluering av pulmonale lidelser, spesielt, i lungekreft [6], [8], [13], [17] – [19]. Bronkial børsting er ofte oppnås i løpet av fiberoptiske bronkoskopi sammen med bronkial vask eller transbronchial FNA /forcep biopsier [6]. Således kan TP cytologi benyttes i disse prøvene for tidlig diagnose av lungekreft. I denne studien, fikk vi bronkial børsteprøver fra fiberoptiske bronkoskopi og utnyttet TP prøveopparbeidelse prosedyre totalt 595 pasienter som ble mistenkt for å ha lungekreft. Ut av disse 595 pasientene ble 479 tilfeller histologisk diagnostisert med lungekreft, mens TP cytologi diagnostisert 460 tilfeller av lungekreft. Sammenlignet med histologisk diagnose, TP cytologi hadde en sensitivitet på 87,06% og en spesifisitet på 62,93% for lungecancerdiagnose. Ved hjelp av lungekreft histologiske sammenbrudd, TP bronkial børsting cytologi hadde en enda høyere følsomhet og spesifisitet for lunge SCC diagnose, noe som indikerer at denne metoden er anvendelig ved tidlig påvisning av lungekreft, spesielt når histologisk diagnose ikke er tilgjengelig (for eksempel nonresectable lunge kreft).
Videre presise undergrupperinger av lungekreft er avgjørende for effektiv behandling av pasienter [20]. En falsk klassifisering vil føre til forsinket behandling og føre til høy dødelighet. Dette er spesielt anvendelig for avanserte lungekreft pasienter med inoperabel sykdom. Klinikere vil benytte cytologi som et middel for å stille diagnosen så nøyaktig som mulig. Dermed kunne TP bronkial børsting cytologi eller TP transbronchial FNA cytologi brukes til å hjelpe kreftdiagnose lunge med bekreftelse av histologi type. I vår nåværende studie, vi videre gruppert pasienter til de som har SCC, ADC, og SCLC basert på TP cytologi. TP cytologi bekreftet at 195 av 223 pasienter hadde SCC, 47 av 77 hadde ADC, og 94 av 152 hadde SCLC. Den diagnostiske verdien av TP cytologi var høyest i de med SCC mellom disse tre ulike histologiske typer lungekreft. Denne oppdagelse medfører at TP bronkial børsting cytologi er mer gunstig for diagnostisering av tidlig stadium lunge SCC, men mindre gunstig for diagnostisering av ADC eller SCLC.
Årsaken til dette resultatet kan være fordi SCC er vanligvis et sentralt lokalisert tumor og er lett å få tak i et stort antall tumorceller fra bronchial børsting. I motsetning til dette er ADC vanligvis plassert i en perifer del av lungen, og det er mer vanskelig å skaffe tilstrekkelig antall tumorceller enten av bronchial børsting eller bronkial biopsi. Dermed bruker TP cytologi resulterer i en lavere sensitivitet og spesifisitet i å oppdage ADC forhold til SCC. I tillegg, i vårt nåværende studier, følsomheten av TP cytologi i påvisning av SCLC var mye mindre enn det i SCC, men tilsvarende som i ADC. En tidligere studie viste at påvisning av SCLC på TP sputum cytologi var mindre enn påvise SCC eller ADC; PPV av TP cytologi i cytodiagnosis av SCCL var 97,5%, og følsomheten var 62,8%. Dette funnet er svært lik vår nåværende studie på SCLC. Men en differensialdiagnose av SCCL fra andre lungesvulster har viktige kliniske og terapeutiske implikasjoner [18].
I tillegg ble TP cytologiprøvene i vår nåværende studie hentet fra bronkial børsting under fibro bronkoskopi undersøkelse av pasienter med mistenkelig lungekreft. Så langt vi kjenner til, er det få studier er utført ved bruk bronkial børsteprøver i TP cytologi for diagnostisering av lungekreft. De fleste TP cytologiske undersøkelser har anvendt prøver fra sputum, bronkial vasking, eller FNA [8], [21], [22]. Flertallet av studiene sammenlignet TP cytologi med konvensjonell prøveopparbeidelse (CP). Disse sammenlignende studier viste at TP cytologi var bedre enn CP i nongynecological cytologi [8] – [12], [23], [24]. For eksempel rapporterte Rana og kolleger at TP metoden var overlegen til CP i form av cellularity og cytomorphology, og var assosiert med en redusert utilfredsstillende hastighet og en liten økt diagnostisk hastighet [11]. Elsheikh og medarbeidere [9] viser at TP cytologi var overlegne i forhold til Cytospin prøvepreparering i de fleste tilfeller i løpet av evalueringen av avskalling av cytologiske prøver, noe som tyder på at TP cytologi var mer nyttig og kostnadseffektivt enn cytospin.
I fremtiden studiene, vil vi vurdere TP cytologisk teknikk ved hjelp av andre prøver, slik som spytt, som er en ikke-invasiv test for den første diagnose av lungesykdommer. Tidligere studier har vist at sensitiviteten av denne prøve er mye mindre enn andre prøvene [8], [25], [26]. For eksempel, Choi og kolleger sammenlignet 955 spyttprøver som ble utarbeidet av både TP og CP. De fant at bevaring av atom detaljer var mye bedre på TP lysbilder enn det på CP lysbilder. De falske-negative ratene var 49,6% (TP) og 69,4% (CP) for diagnose av lungekreft [8]. I vår nåværende studie, den falske negative rente i vurderingen av lungekreft var i samsvar med denne studien [9]. Videre er CT-veiledet FNA også en mye brukt teknikk i den innledende vurderingen av en pasient med mistenkelig kreft [10], [27], [28]. Det har blitt rapportert at TP cytologi av FNA prøver hadde en høy total diagnose hastighet for maligne lungelesjoner. Sensitiviteten, spesifisitet, PPV, og NPV var 93,59%, 100%, 100% og 28,58%, henholdsvis, mens de var 69,23%, 100%, 100%, og 7,69%, henholdsvis, ved hjelp av CP diagnostiske teknikken [10 ]. Dermed er ytterligere studier for å vurdere ulike utvalgsmetoder for TP cytologi i tidlig diagnostisering av lungekreft.
Det var imidlertid visse begrensninger i denne studien. For eksempel kan våre data bli enda sterkere hvis de ble sammenlignet med andre biomarkører. Men på grunn av deteksjons begrensninger i vårt sykehus, var vi ikke i stand til å gjøre det. Dessuten, denne studien ble opprinnelig utviklet for å fastslå betydningen av TP teknikk og vi ikke samle overlevelsesdata fra pasienter for foreningen. Vår nåværende data gjorde viser nytten av TP bronkial børsting cytologi i tidlig diagnostisering av lungekreft, spesielt lunge SCC. Dermed vil en prospektiv klinisk studie bekrefter dette funnet, og deretter oversette det til klinisk praksis.
Takk
Vi vil gjerne takke Chongchong Feng for hennes hjelp i TP prøven forberedelse og behandling. Vi takker også Medjaden Bioscience Limited (Hong Kong, Kina) for redigering av dette manuskriptet.
