肺活检在特发性肺纤维化诊断中的应用
单位：广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院呼吸疾病国家重点实验室/国家呼吸系统疾病临床医学研究中心来源：中国临床新医学,2021,14(4):345-349.
【摘要】
特发性肺纤维化(IPF)是特发性间质性肺疾病中最常见、预后最差的类型。早诊早治是改善患者预后的关键措施。对于胸部高分辨率CT（HRCT）表现不是典型的普通型间质性肺炎（UIP）时，通常需要进行肺活检辅助诊断。外科肺活检可获取到足够的样本，是获得肺组织学样本的金标准。但外科肺活检可能导致IPF患者病情急性加重，甚至死亡。冷冻肺活检可获得较大体积、保存良好的肺组织和较好的诊断率，且患者死亡风险也比外科肺活检更低，因此可能是外科肺活检的替代方案，但仍需要进一步的研究证实。传统的经支气管镜肺活检和经皮穿刺肺活检因其固有的局限性，现基本不应用于IPF临床诊断中。
【关键词】
特发性肺纤维化；外科肺活检；冷冻肺活检
间质性肺疾病(interstitial lung diseases,ILD)是一类引起肺间质炎症和瘢痕的异质性疾病。特发性肺纤维化（idiopathic pulmonary fibrosis,IPF）是特发性ILD中最常见、预后最差的类型，以肺实质的进行性纤维化为特征，诊断后的中位生存期为3～5年。因此，区分IPF与其他类型的ILD对治疗选择和预后有重要的临床意义。两种新型抗纤维化药物吡非尼酮和尼达尼布已经成为IPF的一线治疗选择，可以延缓IPF患者用力肺活量(FVC)年下降率约50%。相反，既往作为ILD主要治疗手段的免疫抑制等传统治疗方法与IPF患者死亡率的增加密切相关。尽管近年在IPF治疗上已经取得了明显进展，但在诊断准确性方面依然存在重大挑战。
IPF的诊断包括临床表现、病史、影像学检查和适当的肺组织病理学检查。临床表现及病史主要用于排除职业暴露和结缔组织疾病等已知的肺纤维化病因；影像学和肺组织病理学检查则是明确普通型间质性肺炎(usual interstitial pneumonia,UIP)的证据。
与2011年IPF诊治指南对比，新IPF指南删除了“低度可能的UIP”和“不符合UIP”的放射学分类，以及“低度可能的UIP”和“不可分类的纤维化”的病理分类，修正了“UIP”的影像学和病理学模式，并定义了“可能的UIP”和“不确定的UIP”。
新指南建议，如果胸部高分辨率CT(HRCT)上看到明确的UIP，即有胸膜下和基底部分布为主的纤维化伴可见蜂窝肺，可以仅凭临床表现、病史和胸部HRCT就可明确诊断IPF。如果影像学上无蜂窝肺，但网格影、牵引性支气管扩张/支气管扩张等其他纤维化特征分布典型，则描述为“可能的UIP”。影像学特征和分布部位更不典型的模式被描述为“不确定UIP”；如出现可提示其他ILD的影像学特征则描述为“非UIP”。最近的一项大型临床试验结果显示只有53.4%的IPF患者在HRCT上有蜂窝的证据。
尽管医师有完整的病史、体格检查、胸部HRCT、经支气管镜支气管肺泡灌洗(BAL)细胞学检查、血清学和免疫学检查，在临床实践中要获得明确的IPF诊断仍非常困难。
尽管经过严格复杂的临床诊断路径，仍有不少患者无法获得明确的诊断。据文献报道，高达15%的IPF患者没有得到明确的诊断，因此属于所谓的非分类间质性疾病。
对于经过常规检查依然无法获得明确诊断的患者，肺组织病理学检查是一项非常重要的诊断措施，并成为多学科讨论中关键的诊断线索。
2018年美国胸科学会（ATS）/欧洲呼吸学会（ERS）/日本呼吸学会（JRS）/拉丁美洲胸科学会（ALAT）指南中描述的UIP的影像学分类与Fleischner协会声明中的描述相似，如果HRCT显示明确的UIP，均不建议进行肺活检，而如果影像学上无确定的UIP特征，理论上都应该考虑肺活检取得病理学依据的支持，可由于循证依据不足，除了外科肺活检(surgical lung biopsy，SLB)，并没有对常规经支气管镜肺活检(trans-bronchial lung biopsy，TBLB)和冷冻肺活检(trans-bronchial lung cryobiopsy，TBLC)给出任何建议。
但两份文件在是否给HRCT显示“可能的UIP”患者进行SLB的问题上给出了看似不同的建议。新指南建议经多学科讨论后可有条件地进行SLB。
而Fleischner协会声明，在正确的临床背景下(包括年龄>60岁，双肺基底部啰音，无明显的ILD相关的其他暴露史或结缔组织疾病血清学标志物阳性)，也可以对IPF做出有信心的诊断，不需要进行SLB。
其实新指南中有条件的建议表明，SLB对大多数HRCT显示“可能的UIP”患者是合适的，但对少数患者可能不合适。也就是说，当临床表现强烈提示IPF，诊断成立的信心度很高时，不建议进行SLB；而当在缺乏结缔组织疾病和（或）环境暴露因素导致过敏性肺炎的临床表现及血清学标志物阴性时，诊断成立的信心度很低时，建议行SLB。
在IPF患者中，吡非尼酮和尼达尼布均可延缓疾病进展速度，而PATHER研究结果则证实了既往传统的免疫抑制治疗对IPF患者是有害的。因此IPF的明确诊断对于患者的治疗至关重要。对于新发现的胸部HRCT不符合UIP且没有已知原因的弥漫性纤维化性的疑诊IPF患者，2018年指南推荐SLB。因为UIP的病理组织学诊断依据是保存的正常肺结构和轻度炎症的晚期纤维化交替区域，且形成斑驳的异质性表现外观。而要满足这些特征的诊断通常需要有足够的肺组织大小、好的标本质量和肺结构保存良好。SLB可获取到足够的样本，目前被认为是获得肺组织学样本的金标准，>90%的ILD患者可以获得明确的组织病理学诊断，故作为肺活检的首选方式。但要获得足够的具有组织病理学诊断特征的肺组织样本是属于有创的诊断工具，常有一定的风险性，各项研究报道的SLB后的死亡率差异较大，最近的两项研究指出SLB后30 d死亡率分别为2.4%和7.1%。非选择性SLB、高龄、健康状况差、严重肺功能受损及合并疾病多的患者死亡率更高。SLB后IPF急性加重是死亡的主要原因，而选择性SLB的死亡率仅为1.5%。Fisher等在一项为期13年的，进行了3 000余次SLB的研究结果显示，对比SLB手术量较多的医疗中心，SLB手术量少的医疗中心的手术相关死亡率显著升高，提示具有更丰富SLB经验的医疗中心可以提供更好的专家评估和患者选择、更好的手术技能以及更有经验的术后护理。因此，对于手术风险较高的患者，建议选择在经验丰富的医疗中心接受SLB手术，该研究也显示接受选择性手术患者的30 d死亡率约为2%，而接受非选择性手术患者的死亡率明显升高约20%。新IPF指南也建议对怀疑患有IPF但手术风险小的患者进行SLB。ILD患者进行SLB风险较高，危险因素包括男性、年龄（>65岁）、存在合并症、手术方式（开胸肺活检）及肺功能严重受损等。对于有ILD家族史的患者也不建议行SLB。因此，对于高危人群，应经过多学科讨论权衡获得明确组织病理学诊断的需要与手术相关的风险，以及与患者及家属进行充分沟通后，方可做出是否应该行SLB的决定。由于只有50%的病例显示典型的IPF的影像学特征，其余患者通常表现为不典型的HRCT影像特征，无法得出可靠的临床诊断，因此在缺乏肺活检的前提下，IPF的诊断通常被明显低估。由于SLB围手术期的相关风险不可忽视，而非侵入性生物标志物检查尚处于起步阶段。因此寻求一种创伤性较低的SLB替代方案，可以降低不可分类ILD的患病率，同时减少SLB的相关并发症，为更多患者获得有诊断价值的活检肺组织标本提供充分的机会。冷冻手术技术自1968年开始应用于气道性疾病，主要用于阻塞性支气管肿瘤的姑息治疗和急性气道阻塞的管理。近几年才开始应用于肺活检。TBLC是一种更有吸引力的ILD诊断工具，因为它可以取到更大的肺组织样本，并可较好地保存原有的肺组织结构。本技术利用热力学的焦耳-汤姆逊效应，探头的温度可降至-45～-89.5 ℃，导致肺组织的温度急剧下降并粘附在探头上，最后随探头取出。至今，在ILD患者中进行TBLC时，并没有统一标准化的操作方法，在已经报道的各项研究中使用的技术也不尽一致。虽然目前已经有研究报道TBLC可以在局麻下应用，但大多数专家认为应该在全麻下进行。对于柔性或刚性支气管镜的选择，专家没有给出统一的建议，主要取决于操作者的习惯和偏好。取材位置的选择最好能在HRCT或者胸部透视的引导下找到临床医师认为能够代表疾病本质的肺部病变区域，即网格影区域，尽量避免蜂窝肺的部位。实施操作过程中，通常先将冷冻探头向前推进到肺部的最远端，再撤回1～2 cm，固定在距离胸膜约1 cm的位置，冷冻探头冷却5～7 s。理论上获取的样本数量越多，明确诊断的概率越高，但现有的研究并没有数据支持最佳的样本数量是多少，而专家推荐2～5个。一项针对46例患者的前瞻性研究发现，如果样本来自同一肺叶内的两个不同肺段，第二次活检的诊断率会增加(分别为69%和96%)。同样，获得样本的大小与明确诊断的概率也显著相关，通常认为样本>5 mm才能满足ILD的病理诊断需求。TBLC诊断ILD的大部分证据来自回顾性队列研究和系列病例报告。一些荟萃分析结果显示TBLC在ILD中的诊断率约为80%，但各项研究结果之间存在较大的差异。最近，一项纳入699例以IPF为主的ILD患者的大型多中心队列研究显示，ILD的病理诊断率为87.8%，多学科讨论后的诊断率为90.1%。在UIP的病例中，三位病理学家之间诊断的一致率为0.54(0.45～0.62)，与SLB取样后获得的诊断一致性相似。一项评估TBLC对纤维化性ILD多学科讨论诊断的横断面研究发现，加上TBLC的病理学信息后，IPF诊断的信心度从29%提高到63%，与SLB的相似。另外一项严格、多中心、前瞻性的研究，比较了65例同时行TBLC和SLB的ILD患者(男性31例，女性34例，平均年龄66.1岁),TBLC和SLB的组织病理学一致性为70.8%(Kappa=0.70，95%CI：0.55～0.86)，诊断符合率为76.9%(Kappa=0.62，95%CI：0.47～0.78)。该研究还发现大多数SLB上表现为UIP的患者，在TBLC上因样本量偏小及取材部位为以气道为中心的非胸膜下肺组织，故诊断为“可能的UIP”。因TBLC具有获得较大体积、保存良好的肺组织、较好的诊断率、创伤小等优点，可能成为SLB的替代活检方式，但需要开展更多前瞻性研究以便进一步制定标准化操作方案。由于TBLC取样方法的异质性和操作者经验的不同，各项研究报道并发症的发生率差异很大。最常见的并发症是气胸和出血。气胸的发生率为0%～33%。一项荟萃分析显示，总体气胸的风险为6%，需要放置胸腔引流管的风险为3%。有荟萃分析显示总体的气胸发生风险约为10%。传统的TBLB后气胸发生的风险为6%～10%，与TBLC相似，而SLB后持续性漏气的风险为2%～6%。使用探头的大小也会影响气胸的风险，2.4 mm探头的气胸风险明显高于1.9 mm探头。在肺下叶取样、多肺叶取样或取样数量增多时，气胸的风险也增大。也有专家提出，在透视或CT扫描引导下行TBLC可减少气胸的风险。出血也是TBLC术后常见的并发症，但总体出血风险难以量化。尽管Ernst等提出了轻度、中度和重度出血的分类，且是目前临床上应用最多的分类，但并没有达成国际共识。轻度出血的发生率约为30%。中度和重度出血的总体风险为4.9%～39%。研究显示在肺下叶取样时出血风险增加，但与探头的大小及取样数量没有显著相关。为防范严重出血的风险，目前专家建议行TBLC前应先放置支气管内球囊。使用球囊阻塞可以显著降低中度和重度出血的发生率。TBLC后患者的死亡率为0.1%～2.7%，最主要的死亡原因是IPF的急性加重。由于在已发表的报道中没有展示相关数据，TBLC后IPF急性加重的总体发生率尚不清楚。一项大型回顾性研究中纳入患者的平均年龄为61岁，FVC为85.4%预计值。而登记注册研究则显示，IPF患者的平均年龄接近70岁，肺功能更差，该类IPF患者TBLC术后的气胸和出血风险也相当高。尽管目前已有较多的文献报道了TBLC在诊断ILD中的效率和安全性，且死亡风险也比SLB更低，但目前临床研究中，可疑ILD患者TBLC的安全性数据可能不能完全反映IPF患者的实际情况。因此，TBLC在IPF患者中的风险评估需要进一步的研究，以明确其是否比SLB更安全。目前各项研究的诊断率差异性很大，反映了患者选择的固有的本质差异，如患者的临床特征(如年龄和合并疾病)和疾病特征(如影像学上的病变性质和范围)。各项研究目前也缺乏明确的标准化TBLC程序，因此，TBLC在IPF患者中的诊断价值仍然存在分歧。2018年的IPF诊断指南中专家小组没有对其在CT上显示为“可能或不确定UIP”中的使用提出建议，赞成和反对的人数各占一半。综合分析现有的研究结果，部分IPF患者可从TBLC中获益，但需仔细选择合适的患者，并制定标准化的操作流程，以便更有效地将该技术推广及广泛应用。但是TBLC和SLB都不是完美的诊断工具，目前仍然需要更好的诊断，如分子分类诊断，有可能可以减少对组织病理学分类的依赖。
过去，TBLB常用于疑似IPF患者肺组织学样本的取样，但它们在IPF诊断过程中的价值是极其有限的。TBLB的样本体积小，容易受到人为明显的挤压，因此对肺组织结构的显示明显受限，从而影响IPF患者的病理诊断。一项对77例ILD患者进行TBLC和TBLB的诊断率比较研究发现，TBLC的诊断率显著高于TBLB(分别为74.4%和34.1%)。一项纳入916例患者的8项研究的荟萃分析发现，与TBLB相比，TBLC获得的样本体积更大，人为造成的肺组织变形更少，诊断效率更高。经皮穿刺肺活检主要应用于肺部肿瘤和肺部感染性疾病的诊断。临床实践中尽管有一些医疗中心用于疑诊机化性肺炎等ILD的诊断，但由于发生气胸的风险高，尤其是IPF患者最为明显，而IPF患者气胸后发生急性加重的概率明显升高，故很少在临床中应用。至今也未见有关经皮穿刺肺活检用于疑似IPF患者诊断的文献报道。
IPF预后差，需早诊早治。当胸部HRCT表现不是典型的UIP时，建议行SLB辅助诊断。但由于SLB固有的死亡风险，急需一种替代方案。因TBLC可获得较大体积、保存良好的肺组织和较好的诊断率，且死亡风险较低，可能是SLB的理想替代方案，但还需要进一步的研究证实。传统的TBLB和经皮穿刺肺活检则诊断价值有限。
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