CC BY
29
Патоморфология
Морфометрические взаимосвязи между данными конфокальной лазерной эндомикроскопии нижних дыхательных путей, компьютерной томографии высокого разрешения и световой микроскопии у пациентов с диффузными паренхиматозными заболеваниями легких
О.В. Данилевская, А.В. Аверьянов, А.Л. Черняев, М.В. Самсонова, В.Н. Лесняк, А.Р. Татарский
Конфокальная лазерная эндомикроскопия (КЛЭМ) респираторного компартмента дыхательных путей, или аль-веолоскопия, является методом прижизненной визуализации структур, способных к аутофлюоресценции при длине волны 488 нм. Целью исследования было определение наличия морфометрических взаимосвязей между эндомикроскопическими, рентгенологическими и гистологическими признаками при различных диффузных паренхиматозных заболеваниях легких (ДПЗЛ). При каждой нозологической форме ДПЗЛ были определены наиболее специфические эндомикроскопические изменения с выделением КЛЭМ-паттернов. Были подтверждены соответствие и взаимосвязь данных КЛЭМ с результатами морфологического исследования и компьютерной томографии высокого разрешения.
Ключевые слова: конфокальная лазерная эндомикроскопия, альвеолоскопия, диффузные паренхиматозные заболевания легких, компьютерная томография высокого разрешения, световая микроскопия.
Введение
В последнее 10-летие при оценке микроструктуры паренхиматозных органов всё чаще используется термин "оптическая биопсия" применительно к инновационному методу визуализации, являющемуся продуктом современной биофотоники. Метод заключается в исследовании in vivo состава и строения на клеточном уровне тканей внутренних органов по их флюоресцентному отклику. Волоконный оптический
зонд эндомикроскопа, находясь в контакте с исследуемой тканью, возбуждает флюоресценцию проходящим через него лазерным излучением; оптический сигнал (изображение) флюоресцентного отклика ткани посредством того же оптического зонда доставляется к регистрирующей спектральной оптической системе. Оптическая биопсия с использованием конфокальной лазерной эндомикроскопии (КЛЭМ) находит применение в таких направлениях прикладной меди-
Олеся Васильевна Данилевская - канд. мед. наук, ст. науч. сотр. лаборатории патологической анатомии ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
Александр Вячеславович Аверьянов - докт. мед. наук, гл. науч. сотр. отдела фундаментальной пульмонологии ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
Андрей Львович Черняев - докт. мед. наук, профессор, зав. отделом фундаментальной пульмонологии ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
Мария Викторовна Самсонова - докт. мед. наук, зав. лабораторией патологической анатомии ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
Виктор Николаевич Лесняк - канд. мед. наук, зав. отделением рентгенологии ФГБУ "Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий" ФМБА России, ст. науч. сотр. лаборатории клинической пульмонологии ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
Алексей Романович Татарский - докт. мед. наук, профессор, рук. образовательного центра ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России, Москва.
Контактная информация: Данилевская Олеся Васильевна, danless@mail.ru
цины, как онкология, гастроэнтерология, пульмонология [1-4].
В гастроэнтерологии реализация метода эн-домикроскопического исследования возможна при помощи эндоскопов со встроенной системой для КЛЭМ, тогда как в пульмонологии это достижимо только при применении зонда, который вводится через инструментальный канал бронхоскопа. Визуализация ацинарных структур осуществляется при проведении к дисталь-ным отделам дыхательной системы мини-зонда с использованием лазера с длиной волны 488 нм. При этом пространственное разрешение порядка нескольких микрометров обеспечивает визуализацию эластического каркаса, кровеносных сосудов, отдельных клеточных и неклеточных структур терминальных бронхиол и альвеол [5]. На сегодняшний день разные группы ученых во всем мире, изучающие возможности КЛЭМ в исследовании дыхательной системы, описали свои результаты при раке легких, хронической об-структивной болезни легких, альвеолярном протеинозе (АП), пневмоцистной пневмонии, альвеолярном микролитиазе, а также при некоторых других диффузных паренхиматозных заболеваниях легких (ДПЗЛ) [3, 6-11].
Известно, что диагностика ДПЗЛ, протекающих с изменением нормальной структуры аци-нуса, - одна из наиболее трудных проблем респираторной медицины, далеко не всегда решаемых малоинвазивными способами [12, 13]. Существующие методы лучевой диагностики, в том числе компьютерная томография высокого разрешения (КТВР), часто не позволяют точно судить о патологических изменениях в структуре легочной ткани. Видеоторакоскопическая или открытая биопсия легких может быть выполнена далеко не у всех пациентов, кроме того, присутствуют риски осложнений после подобных вмешательств. Трансбронхиальная биопсия при бронхоскопии осуществляется путем введения щипцов вслепую, при этом прямая визуализация на макро- и микроскопическом уровне наиболее измененных тканей невозможна, а объем полученного материала часто недостаточен для постановки морфологического диагноза.
Таким образом, изучение возможностей метода КЛЭМ в исследовании дистальных дыхательных путей при ДПЗЛ является весьма перспективным направлением. Однако, будучи относительно новой визуализационной технологией в респираторной медицине, КЛЭМ требует проведения сравнительных исследований для сопоставления эндомикроскопических изображений с данными методов "золотого стандарта", таких как КТВР и световая микроскопия.
Таблица 1. Распределение больных по нозологическим формам
Нозологическая форма Количество пациентов, абс. Общее количество обследованных бронхолегочных областей*
Саркоидоз 23 275
НСИП 8 127
ИЛФ 6 117
ЛАМ 2 33
ЛКГ 2 35
ЭАА 2 35
АП 6 121
Экзогенная ЛП 1 23
Всего 50 766
* Под обследованием отдельных бронхолегочных областей имеется в виду исследование разных альвеолярных зон при введении мини-зонда для альвеолоскопии в отдельные сегментарные и субсегментарные бронхи. Обозначения здесь и в табл. 2: НСИП - неспецифическая интерсти-циальная пневмония, ИЛФ - идиопатический легочный фиброз, ЛАМ - лимфангиолейомиоматоз, ЛКГ - лангергансоклеточный гистиоцитоз, ЭАА - экзогенный аллергический альвеолит, ЛП -липоидная пневмония.
Целью исследования было сравнение данных эндомикроскопического, рентгенологического (КТВР) и гистологического методов, полученных в идентичных бронхолегочных областях у пациентов с ДПЗЛ, для выявления морфометриче-ских взаимосвязей.
Материал и методы исследования
Исследование основано на проспективном анализе результатов обследования и лечения пациентов с ДПЗЛ за период с 2010 по 2015 г. в ФГБУ "Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий" ("ФНКЦ") ФМБА России, являющемся клинической базой ФГБУ "НИИ пульмонологии" ФМБА России. Исследование было одобрено этическим комитетом ФГБУ "ФНКЦ" ФМБА России. Все пациенты подписали информированное согласие на участие.
Характеристика пациентов. Всего было обследовано 50 пациентов с различными нозологическими формами ДПЗЛ (табл. 1).
Диагноз заболеваний был основан на результатах общеклинического, функционального, рентгенологического и морфологического исследований.
Использовались различные методы получения гистологического материала (трансбронхиальная биопсия легкого (ТББЛ), видеоторакоскопия, хирургическая биопсия легкого). Выполнялись эндоскопическое и эндомикроскопи-ческое исследования, у ряда пациентов под контролем КТВР.
Характеристика методов исследования. Конфокальная лазерная эндомикроскопия дис-тальных дыхательных путей, или альвеолоско-пия, выполнялась каждому пациенту при бронхоскопии после завершения эндоскопического осмотра. Использовалась диагностическая система Cellvizio (Mauna Kea Technologies, Франция) с мини-зондом AlveoFlex диаметром 1,4 мм, лазерное излучение с длиной волны 488 нм. Мини-зонд вводился через рабочий канал видео-брохоскопа (EB-530T; Fujinon, Япония) и далее продвигался в дистальные отделы бронхов непосредственно до момента визуализации альвеолярных структур. Обследовались все технически доступные сегментарные и субсегментарные бронхи, для каждой бронхолегочной области (см. табл. 1) записывались индивидуальные видеофайлы в формате MKT, которые анализировались и оценивались ретроспективно, после завершения эндоскопического исследования с использованием встроенной программы (Cellvizio viewer, version 1.6.0; Mauna Kea Technologies). Количественно оценивались следующие эндо-микроскопические параметры: толщина межальвеолярных перегородок (мкм), размер альвеолярных макрофагов (мкм), диаметр сосудов (мкм), размер флюоресцирующих интрааль-веолярных комплексов (ФИК) (мкм), интенсивность флюоресценции межальвеолярных перегородок, альвеолярных макрофагов и ФИК (усл. ед.). Полуколичественным методом оценивались признаки снижения воздушности альвеол, наличие флюоресцирующей вязкой жидкости и/или секрета в просвете альвеол, наличие гигантских форм альвеолярных макрофагов и ФИК, признаки замещения альвеолярной структуры элементами соединительной ткани. При наличии полностью непораженных сегментов по данным КТВР производилась раздельная эндо-микроскопическая оценка патологически измененных и интактных зон.
Компьютерная томография высокого разрешения органов грудной клетки была выполнена по стандартному протоколу перед эндоскопическим исследованием на компьютерных томографах 128 Philips Ingenuity и СТ Toshiba Aquilion 64. При последующем сопоставлении данных КТВР- и КЛЭМ-паттернов выбирались только те рентгенологические симптомы, которые являлись характерными для конкретного заболевания и могли быть доступны для количественной или полуколичественной оценки при эндомикроскопическом исследовании. К этим признакам были отнесены утолщение внутридольковых перегородок, утолщение меж-дольковых перегородок, наличие очажков,
участки "матового стекла", зоны консолидации, "воздушные ловушки", "сотовое" легкое и кисты. В каждом сегменте легких, в котором выполнялась альвеолоскопия, указанные КТВР-признаки оценивали по 5-балльной шкале. Затем подсчитывали процент пораженной площади (с округлением до ближайших 5%), полученные результаты умножали на количество баллов по каждому КТВР-симптому (модифицированный метод K. Oda et al., 2014).
Гистологическое исследование. Исследовались биоптаты, полученные при ТББЛ и видеоас-систированной торакоскопии, выполненной у всех пациентов, за исключением 1 больного с идиопатическим легочным фиброзом (ИЛФ), которому диагноз был установлен на основании клинико-рентгенологических данных.
Производился визуальный сравнительный анализ между эндомикрофото и данными гистологического исследования биоптатов, полученных из идентичных зон.
Статистическая обработка данных. Для статистического анализа использовались программы Statistica 10 и Microsoft Office Excel 12. Для определения наличия корреляционных связей между КТВР- и КЛЭМ-характеристиками в идентичных бронхолегочных областях рассчитывались коэффициенты корреляции по Спир-мену. Градация силы корреляционных связей производилась по шкале Чеддока. Различия считались статистически достоверными при p < 0,05.
Результаты
При всех изученных нозологических формах были установлены составляющие КЛЭМ-паттер-нов, представленные в табл. 2.
Наиболее специфические изменения, характеризующие КЛЭМ-паттерн, выявлены при ДПЗЛ с преобладанием внутриальвеолярного поражения. При АП в дистальных дыхательных путях 74,4% исследованных областей встречались специфические ярко флюоресцирующие комплексы (65-350 мкм), представляющие собой гранулированный липопротеиновый материал, накапливающийся в просвете альвеол ввиду нарушения клиренса сурфактанта, а также альвеолярные макрофаги, нагруженные этим материалом (рис. 1). Такие изменения отмечались и в непораженных согласно данным КТВР зонах. Эндомикроскопические изменения соответствовали гистологической картине (рис. 2). Наиболее выраженная корреляционная связь была установлена между утолщением междоль-ковых перегородок при КТВР и толщиной межальвеолярных перегородок при КЛЭМ (r = 0,48; p = 0,000).
Таблица 2. Сводные данные по характеристикам КЛЭМ-паттерна при ДПЗЛ (п = 50)
Параметр Саркоидоз НСИП ИЛФ ЛКГ ЛАМ ЭАА АП ЛП
Диаметр альвеол, мкм
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 248,5 ± 28,9 236,9 ± 18,5 254,6 ± 32,3 254,3 ± 30,1 400,2 ± 53,1 269,7 ± 38,0 264,6 ± 27,9 273,2 ± 21,2
зоны с патологическими изменениями 253,9 ± 29,1 249,6 ± 33,6 270,9 ± 35,8 359,9 ± 63,3* 250,8 ± 16,8 259,4 ± 24,7
Толщина МАП, мкм
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 10,1 ± 0,3 10,0 ± 1,2 12,2 ± 1,6 9,2 ± 1,4 8,6 ± 3,5 12,6 ± 1,8 11,3 ± 0,9 11,2 ± 1,2
зоны с патологическими изменениями 11,7 ± 1,3* 12,4 ± 1,8* 15,7 ± 2,7** 8,1 ± 2,9* 10,9 ± 1,0 11,2 ± 1,3
Размер АМ, мкм
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 20,5 ± 1,2 20,1 ± 0,9 22,7 ± 1,6 22,8 ± 1,9 25,2 ± 2,2 22,8 ± 3,5
зоны с патологическими изменениями 21,1 ± 1,7 21,5±1,7 25,5 ± 2,9* 25,6 ± 3,5 22,6 ± 2,4
Диаметр сосудов, мкм
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 90,0 ± 21,5 73,1 ± 9,4 109,2 ± 25,9 71,4 ± 21,8 130,7 ± 37,1 141,2 ± 46,8 94,4 ± 15,0 91,0 ± 55,0
зоны с патологическими изменениями 97,4 ± 25,2* 120,3 ± 38,0 125,9 ± 35,7* 123,0 ± 43,0 94,8 ± 20,8 108,6 ± 32,1
Размер ФИК, мкм
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 215,6 ± 25,3 80,4 ± 16,2 50,1 ± 10,0
зоны с патологическими изменениями 81,3 ± 21,6 55,4 ± 16,3
ИФ МАП, усл. ед.
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 45,6 ± 7,3 56,1 ± 7,5 62,9 ± 9,0 51,0 ± 3,3 32,1 ± 5,0 57,2 ± 8,2 59,6 ± 6,2 45,3 ± 5,6
зоны с патологическими изменениями 52,3 ± 10,6* 63,9 ± 8,9 70,2 ± 11,3 54,2 ± 9,8 60,3 ± 10,3 49,6 ± 4,9
ИФ АМ, усл. ед.
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 76,2 ± 9,6 65,2 ± 7,3 87,7 ± 2,9 83,2 ± 7,2 95,2 ± 37,0 70,8 ± 15,7
зоны с патологическими изменениями 76,0 ± 10,7 79,5 ± 11,6* 96,4 ± 6,1 88,3 ± 20,5 73,5 ± 11,4
Таблица 2. Окончание
Параметр Саркоидоз НСИП ИЛФ ЛКГ ЛАМ ЭАА АП ЛП
ИФ ФИК, усл. ед.
сегменты с интактной паренхимой при КТВР 85,9 ± 21,7 105,7 ± 3,6 72,5 ± 17,9
зоны с патологическими изменениями 113,7 ± 25,6* 78,7 ± 25,1
Дистелектаз, абс. (%) 53/275 (19,3) 47/127 (37,0) - 2/35 (5,7) 12/33 (36,4) 8/35 (22,9) - -
Утолщение перегородок, абс. (%)
>12 мкм 45/275 (16,3) 34/127 (26,8) 74/117 (63,2) 5/35 (14,3) 6/33 (18,2) 11/35 (31,4) 23/121 (19,0) 3/23 (13,0)
>20 мкм 14/275 (5,1) 17/127 (13,4) 45/117 (38,5) 2/35 (5,7) 2/33 (6,0) 2/35 (5,7) 15/121(12,4) -
Истончение перегородок, абс. (%) - 16/35 (45,7) 16/33(48,5) 8/35 (22,9) 2/121 (1,7) 2/23 (8,7)
Выраженное увеличение диаметра альвеол, абс. (%) 7/35 (20,0) 10/33 (30,3) 2/35 (5,7)
Фрагменты эластических волокон, абс. (%) 6/127 (4,7) 4/121 (3,3)
Фиброз, абс. (%)
частичный 18/275 (6,5) - 40/117 (34,2) - - 7/35 (20,0) 3/121 (2,5) -
полный 0 - 14/117 (12,0) - - 2/35 (5,7) - -
Гигантские АМ, абс. (%) 16/275 (5,8) 12/127 (9,4) - 25/35 (71,4) 0 13/35 (37,1) 58/121 (47,9) 15/23 (65,2)
Флюоресцирующие элементы 3,0-7,5 мкм, абс. (%) 0 29/127 (22,8) 16/117 (13,7) 4/35 (11,4) 9/33 (27,3) 9/35 (25,7)
Слизистый секрет, абс. (%) - 33/127 (26,0) 26/117 (22,2) - - - - -
Флюоресцирующая жидкость в альвеолах, абс. (%) " 0 3/35 (8,6) 18/33 (54,5) 10/35 (28,5) 91/121(75,2) 17/23 (73,9)
Норма, абс. (%) 117/275 (42,5) 18/127 (14,2) 23/117 (19,6) 2/35 (5,7) 11/33 (33,3) 7/35 (20,0) 24/121 (19,8) 1/23 (4,3)
* р < 0,05; ** р < 0,001 - по сравнению с зонами без изменений на КТВР. Обозначения: АМ - альвеолярные макрофаги, ИФ - интенсивность флюоресценции, МАП - межальвеолярные перегородки.
Липоидная пневмония (ЛП) характеризовалась похожим на таковой при АП КЛЭМ-пат-терном, основными характеристиками которого были интраальвеолярные комплексы с неоднородной флюоресценцией на фоне сохраненного альвеолярного каркаса. Помимо жировой субстанции, свободно перемещающейся в просвете, флотирующие внутрипросветные комплексы содержали также альвеолярные макрофаги, внутри которых были заключены крупные вакуоли
с липидами. Эти данные были полностью подтверждены при гистологическом исследовании трансбронхиальных биоптатов (рис. 3). При корреляционном анализе между КЛЭМ- и КТВР-ха-рактеристиками у пациента с ЛП были установлены достоверные взаимосвязи между утолщением междольковых перегородок и размером ФИК (г = 0,59; р = 0,01), наличием зон консолидации и толщиной межальвеолярных перегородок (г = 0,61; р = 0,007).
Рис. 1. КЛЭМ-картина при АП: разнообразие размеров и форм ФИК в просвете альвеол (а, б) с обилием макрофагов, в том числе гигантских форм (а).
Рис. 2. Альвеолярный протеиноз: а - КЛЭМ-картина с флотирующими в просвете альвеол липопротеино-выми аморфными массами (1), на фоне которых различимы неизмененные межальвеолярные перегородки (2); б - данные ТББЛ. Стенки альвеол тонкие, обычного строения, в просветах альвеол - скопление гомогенных зернистых масс, пролиферация нескольких альвеолоцитов II типа. х400. Здесь и на рис. 3а, 4а, 5а, 8б, 9а, 12а: окраска гематоксилином и эозином.
Из всех нозологических форм ДПЗЛ с преобладанием интерстициального поражения самыми существенными были изменения КЛЭМ-кар-тины при ИЛФ, лангергансоклеточном гистио-цитозе (ЛКГ) и лимфангиолейомиоматозе (ЛАМ).
При ИЛФ в 34,2% бронхолегочных зон в части исследованных полей было обнаружено замещение нормальной структуры альвеол соединительнотканными элементами с выраженной аутофлюоресцентной активностью, в 12,0% областей альвеолярные структуры не дифференцировались (рис. 4). Наиболее выраженные корре-
ляционные связи установлены между утолщением внутридольковых перегородок и участками "сотового" легкого при КТВР и признаками замещения альвеолярной структуры элементами соединительной ткани при КЛЭМ (г = 0,5; р = 0,000 и г = 0,51; р = 0,000 соответственно).
При ЛКГ и ЛАМ при альвеолоскопии примечательными были общее увеличение размеров альвеол до 350-450 мкм, истончение межальвеолярных перегородок <9 мкм, частичная визуализация альвеолярных структур с размерами, превышающими размер поля зрения (0,28 мм2), и толщиной стенок 45-65 мкм в 20-30% обсле-
' уАч >
Т . л* . о.; V
Л/ V А Лй. ^С*
4» у
50 ит
(а) ■ - .
Ш «р 3
(б)
•Л- V . С^Д ¿-*
л
А^ли ад?»
Рис. 3. Экзогенная ЛП: а - гистологическая картина. В просветах альвеол и интерстиции определяется скопление липидных капель и липофагов. х400; б - эндомикрофото. В альвеолярных ходах визуализируется максимальное количество содержимого, представляющего собой совокупность альвеолярных макрофагов и липидной субстанции. Межальвеолярные перегородки не визуализируются.
Рис. 4. Идиопатический легочный фиброз: а - гистологическая картина. Обычная интерстициальная пневмония: фиброз с "микросотами" и сохранными альвеолами. х40; б - эндомикрофото. Определяется фокус полного замещения эластического микроскелета альвеол элементами с неравномерно выраженной флюоресценцией (1). При этом различимы стенки единичных альвеол (2).
дованных зон, которые гистологически соответствовали стенкам кистозных или микрокистоз-ных полостей (рис. 5). Основными отличительными особенностями КЛЭМ-паттерна при ЛАМ (рис. 6) являлись более выраженное увеличение диаметра альвеол и отсутствие визуализации альвеолярных макрофагов, тогда как при ЛКГ (рис. 7) они визуализировались в значительном количестве, причем в 71,4% областей присутствовали гигантские формы. При корреляционном анализе были выявлены достоверные связи меж-
ду наличием кист при КТВР и размером альвеол (г = 0,6; р = 0,000) и толщиной межальвеолярных перегородок при КЛЭМ (г = 0,53; р = 0,001) у пациенток с ЛАМ.
При экзогенном аллергическом альвеолите (ЭАА) КЛЭМ-паттерн характеризовался умеренным утолщением межальвеолярных перегородок в целом и отдельными полями зрения с утолщенными более чем в 6 раз стенками и увеличенным диаметром альвеол. При гистологическом исследовании эти изменения соответствовали утол-
м
ш
Ш
я&в
(б)
Мб
Ш
га
Ш
* > ЭЙ?
50 рт
Рис. 5. Лангергансоклеточный гистиоцитоз: а - гистологическая картина. Кистозная полость по краю эозинофильной гранулемы. х1,25; б - эндомикрофото. Визуализируется стенка кисты (стрелки).
50 Мт
Рис. 6. КЛЭМ-картина при ЛАМ: а - визуализируются альвеолярные структуры, часть из которых имеют существенно увеличенный по сравнению с нормой диаметр (превышает 550 мкм - в поле зрения не вся альвеола); б - почти всё поле зрения занимает вязкий секрет с мелкими (3-4 мкм) элементами, обладающими высокой аутофлюоресцентной активностью. Стрелками указаны стенки альвеолярных структур.
щенным межальвеолярным перегородкам за счет умеренно выраженной лимфогистиоцитарной инфильтрации, иногда с примесью эозинофилов, а также начальной стадии формирования "сотового" легкого (рис. 8). Гистологически выявленные зоны интерстициального фиброза соответствовали участкам с полной или частичной утратой дифференцировки альвеолярных структур эндомикроскопически (см. рис. 8). "Матовое стекло" на КТВР достоверно коррелировало с размером альвеол при КЛЭМ (г = 0,5; р = 0,002).
При саркоидозе легких и неспецифической интерстициальной пневмонии (НСИП) КЛЭМ-паттерны были наименее специфичными. При саркоидозе было обнаружено незначительное увеличение толщины межальвеолярных перегородок. Альвеолоскопической картины, которая четко соответствовала бы саркоидной гранулеме, при гистологическом исследовании не наблюдалось, однако в отдельных полях зрения были выявлены участки фиброзной ткани, которые были соотнесены с участками фиброзной
Патоморфология
¡(1-7.8 ут|
Т -в V л
* » ¿V4 ЯР ; • ¡г* «
• < ^ * ** *
яШ ф.' ь 50 (1Ш
(в) ■ м |а-23 8 цт| ♦ .¿гш
X г. 'А
• 1 -
г» 1/ \ ■ Ч
щ0 V * ™ 50 мт
(б)
ш
-С-'' ' »
: ■ V . '
о
' -с •
ч ✓ -
1 м л Т
\й-2'П2 им
.. V 50 |ат
3 л то
* -ь ■ у»
" >. 5 ь
X >-
т V ^
* 1 * '
' : • * - 4 «Яй • V -• •
\ '■ • А
V V г * * V * _
• •• 50 рт
ч
Рис. 7. КЛЭМ-картина при ЛКГ: а - эластические волокна альвеолярных стенок (стрелки) истончены, натяжение их снижено, за счет чего утрачена округлая форма альвеолярных полостей, обилие альвеолярных макрофагов (4 балла); б - на фоне умеренно истонченных альвеолярных перегородок определяются клеточные элементы, отличающиеся от альвеолярных макрофагов. Стрелками указаны стенки альвеолярных структур; в - ввиду значительного увеличения размера альвеолярных полостей их структуры визуализируются лишь частично (стрелками указана утолщенная стенка буллы); г - в просвете альвеол на фоне скопления альвеолярных макрофагов видны бесструктурные конгломераты неправильной формы с высокой аутофлюоресценцией. Все области измерений промаркированы эллипсами.
Рис. 8. Экзогенный аллергический альвеолит: а, в - эндомикрофото. Визуализируются увеличенные почти до 500 мкм альвеолы с утолщенными перегородками (а), а также участки с полным отсутствием дифферен-цировки альвеол ввиду их замещения флюоресцирующими в различной степени элементами соединительной ткани (в); б - гистологическая картина. Обычная интерстициальная пневмония: фиброз с "микросотами". х40. Пунктиром указано соответствие гистологических и КЛЭМ-данных.
(г)
Рис. 9. Саркоидоз: а - гистологическая картина. Периваскулярные очерченные эпителиоидно-клеточные гранулемы. х40; б - эндомикрофото. Визуализируются единичные утолщенные межальвеолярные перегородки (стрелки). В центре изображения компактно сгруппированные элементы соединительной ткани. Пунктиром указано соответствие гистологических и КЛЭМ-данных.
Сягайрсл. " 0.65 0= 0,000
2 (п ш
£ 5 5 X 17 в 4 4 о
О | 15 « * • » 0 о
2' С' Г: с 14 о • 0 0 О В 0 О 0 !
X 2 X о. 13 о о о ° -о о * * * _ о •* .* . 8
Е I 0 г ее X 1 12 11 10 а I Г. В « ~ 1 • * О в 0 0 О в О в 00 0 0 о <1 -
9
•50 0 50 100 160 200 250 301350
Наличие очажков, баллы (КТ8Р) 0.95 !пг
Рис. 10. Графическое отображение корреляционных взаимосвязей КТВР- и КЛЭМ-изменений у пациентов с саркоидозом (г = 0,65; р = 0,000).
капсулы гранулем (рис. 9). Наличие очажков на КТВР достоверно коррелировало с толщиной межальвеолярных перегородок при КЛЭМ (г = 0,65; р = 0,0001) (рис. 10).
При различных формах НСИП были установлены некоторые различия КЛЭМ-паттерна (рис. 11). При клеточном варианте наблюдали значительное (3-5 баллов) число альвеолярных макрофагов, в том числе многоядерных, в просветах альвеол при нормальных или слегка утолщенных межальвеолярных перегородках. При
Рис. 11. КЛЭМ-паттерн при клеточном варианте НСИП. Форма альвеол сохранена, межальвеолярные перегородки (стрелки) умеренно утолщены (до 16,3 мкм), альвеолярные макрофаги визуализируются в большом количестве.
фиброзном варианте на первый план выступало утолщение межальвеолярных перегородок в 2-4 раза, которое сопровождалось значительным (2-4 балла) числом макрофагов в просветах альвеол. При смешанном варианте НСИП наряду с умеренным утолщением межальвеолярных перегородок и наличием макрофагов в полостях альвеол в 37% исследованных областей были обнаружены очаговые дистелектазы, а в 26% обла-
Рис. 12. Смешанный вариант НСИП: а - гистологическая картина. Утолщение межальвеолярных перегородок (стрелки) за счет лимфоидной инфильтрации и пролиферации альвеолоцитов II типа. х100; б - эндо-микрофото. Визуализируются в значительной мере утолщенные межальвеолярные перегородки (стрелки).
стей - небольшое количество слизистого секрета в полостях альвеол. При КЛЭМ и гистологическом исследовании было выявлено только утолщение межальвеолярных перегородок (рис. 12). Наиболее сильные корреляционные связи были установлены между участками "матового стекла" (г = 0,85; р = 0,0001) и утолщением внутри-дольковых перегородок на КТВР и толщиной межальвеолярных перегородок при КЛЭМ (г = 0,83; р = 0,0001).
Обсуждение
Данная работа посвящена прицельному изуче нию возможностей относительно новой технологии в респираторной медицине - КЛЭМ дистальных дыхательных путей и сопоставлению выявляемых изменений с данными метода "золотого стандарта" - КТВР.
У пациентов с АП, несмотря на наличие специфических КЛЭМ-изменений в большинстве областей в виде флотирующих внутриаль-веолярных комплексов, в том числе в зонах неизмененной по данным КТВР паренхимы, обнаружено малое количество достоверных корреляционных связей между КТВР- и КЛЭМ-ха-рак те рис тиками, преимущественно слабых или умеренно выраженных. С нашей точки зрения, это является доказательством того, что КТВР-картина не отражает полного масштаба поражения легочной паренхимы при заболеваниях, сопровождающихся накоплением белко-во-липидных субстанций в альвеолах, тогда как КЛЭМ позволяет более прицельно и полно рассмотреть изменения и ближе подойти к сути патологического процесса [14, 15].
При ИЛФ достоверные корреляционные связи выраженности ретикулярных изменений и участков "сотового" легкого на КТВР с наличием КЛЭМ-признаков фиброза в виде ярко флюоресцирующих фибриллярных и узелковых структур отражают современное понимание рентгеноморфологических изменений, происходящих при этом заболевании. Дезорганизация альвеолярных пространств с замещением элементами соединительной ткани в зонах "сотового" легкого, по-видимому, свидетельствует о гетерогенной природе процесса фиброзирования в легочной ткани, когда одна ее часть превращается в толстостенные кисты, а другая - в фиброате-лектазы.
При ЛКГ и ЛАМ существенное увеличение размеров альвеол с одновременным утолщением части межальвеолярных перегородок соответствовало кистозной трансформации ткани легкого, что подтверждалось достоверными умеренно выраженными корреляционными связями между КТВР- и КЛЭМ-характеристиками. При ЛАМ более чем в половине областей в просвете альвеол определялся вязкий секрет, а также отмечались явления дистелектаза, которые на КТВР не визуализировались. Флюоресцирующие мелкие округлые тельца как в терминальных бронхиолах, так и в самих альвеолах фиксировались в 27,3% обследованных областей. Мы предполагаем, что содержимое полостей альвеол связано с накоплением в них лимфы, а мелкие флюоресцирующие округлые элементы при ЛАМ могут быть некими белковыми или липидными элементами в ней, а возможно, сидерофагами, часто обнаруживаемыми при этой патологии.
При ЛКГ помимо увеличения размера альвеол наблюдалось обилие многоядерных альвеолярных макрофагов, встречающихся чаще в зонах с изменениями легочной ткани на КТВР.
При ЭАА эндомикроскопический паттерн был неспецифическим. Поскольку при ЭАА вследствие облитерирующего бронхиолита нередко формируются "воздушные ловушки", достоверная прямая корреляционная связь между числом участков "матового стекла" на КТВР и размером альвеол при КЛЭМ, по-видимому, обус ловлена процессом гиперинфляции, зависящей от степени стеноза при бронхиолите. Кроме того, участки "матового стекла" при ЭАА отражают тяжесть лимфоцитарного альвеолита, в рамки которого укладывается утолщение межальвеолярных перегородок, определяемое при альвеолоскопии [16].
При саркоидозе КЛЭМ-паттерн также не отличался специфическими изменениями, что соответствует данным других авторов, проводивших альвеолоскопию у таких пациентов [4, 11]. Выявленная в проведенном нами исследовании сильная корреляционная связь между наличием очажков и толщиной межальвеолярных перегородок является закономерной, так как в формировании этого рентгенологического симптома главную роль играет гранулематозное воспаление, которое нередко затрагивает и стенки альвеол; в целом, активность этого процесса прямо пропорциональна числу очажков.
При НСИП выявлено максимальное число достоверных корреляционных взаимосвязей, в том числе сильных. "Матовое стекло", утолщение внутри- и междольковых перегородок на КТВР значимо коррелировали с толщиной межальвеолярных перегородок, что вполне логично объединяет выявляемость этих характеристик ввиду наличия интерстициального воспаления за счет отека и лимфоидной инфильтрации межальвеолярных перегородок с увеличением числа макрофагов [17-19].
Заключение
Метод КЛЭМ при рассмотренных в исследовании ДПЗЛ позволяет визуализировать ряд нормальных структур и патологических изменений ацинуса, которые соотносятся с известными признаками на КТВР, дополняя их, что, к примеру, при АП позволяет использовать КЛЭМ для первичной диагностики и мониторирования течения заболевания. Выявление достоверных сильных корреляционных взаимосвязей между эндо-микроскопическими и рентгенологическими характеристиками свидетельствует о возможности совместного использования методов в диагности-
ке ДПЗЛ. Установленная высокая разрешающая способность КЛЭМ в визуализации ряда патологических изменений, превосходящая КТВР, позволяет рассматривать этот метод в качестве диагностического инструмента у пациентов с респираторной клинической симптоматикой и неясным диагнозом даже в отсутствие каких-либо изменений на КТВР.
Список литературы
1. Alfano RR. Advances in optical biopsy for cancer diagnosis. Technology in Cancer Research & Treatment 2011 Apr;10(2):101.
2. Thompson AJ, Hughes M, Anastasova S, Conklin LS, Thomas T, Leggett C, Faubion WA, Miller TJ, Delaney P, La-combe F, Loiseau S, Meining A, Richards-Kortum R, Tear-ney GJ, Kelly P, Yang GZ. The potential role of optical biopsy in the study and diagnosis of environmental enteric dysfunction. Nature Reviews. Gastroenterology and Hepatology 2017 Dec;14(12):727-38.
3. Wellikoff AS, Holladay RC, Downie GH, Chaudoir CS, Brandi L, Turbat-Herrera EA. Comparison of in vivo probe-based confocal laser endomicroscopy with histopathology in lung cancer: a move toward optical biopsy. Respirology 2015 Aug;20(6):967-74.
4. Meng P, Tan GL, Low SY, Takano A, Ng YL, Anantham D. Fibred confocal fluorescence microscopy in the diagnosis of interstitial lung diseases. Journal of Thoracic Diseases 2016 Dec;8(12):3505-14.
5. Thiberville L, Moreno-Swirc S, Vercauteren T, Peltier E, Cavé C, Bourg Heckly G. In vivo imaging of the bronchial wall microstructure using fibered confocal fluorescence microscopy. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2007;175:22-31.
6. Fuchs FS, Zirlik S, Hildner K, Schubert J, Vieth M, Neurath MF. Confocal laser endomicroscopy for diagnosing lung cancer in vivo. The European Respiratory Journal 2013 Jun;41(6):1401-08.
7. Black PN, Ching PS, Beaumont B, Ranasinghe S, Taylor G, Merrilees MJ. Changes in elastic fibres in the small airways and alveoli in COPD. The European Respiratory Journal 2008 May;31(5):998-1004.
8. Danilevskaya O, Averyanov A, Lesnyak V, Chernyaev A, Soro-kina A. Confocal laser endomicroscopy for diagnosis and monitoring of pulmonary alveolar proteinosis. Journal of Bronchol-ogy & Interventional Pulmonology 2015 Jan;22(1):33-40.
9. Shafiek H, Fiorentino F, Cosio BG, Kersul A, Thiberville L, Gómez C, Riera M, Martín ML, Martínez R, Noguera MA, Agustí A, Sauleda J. Usefulness of bronchoscopic probe-based confocal laser endomicroscopy in the diagnosis of Pneumocystis jirovecii pneumonia. Respiration 2016;92(1):40-7.
10. Yserbyt J, Alamé T, Dooms C, Ninane V. Pulmonary alveolar microlithiasis and probe-based confocal laser endomicroscopy. Journal of Bronchology & Interventional Pulmonology 2013 Apr;20(2):159-63.
11. Newton RC, Kemp SV, Yang GZ, Elson DS, Darzi A, Shah PL. Imaging parenchymal lung diseases with confocal endomicros-copy. Respiratory Medicine 2012 Jan;106(1):127-37.
12. Maher TM. A clinical approach to diffuse parenchymal lung disease. Immunology and Allergy Clinics of North America 2012 Nov;32(4):453-72.
13. Yserbyt J, Dooms C, Ninane V, Decramer M, Verleden G. Perspectives using probe-based confocal laser endomicroscopy of the respiratory tract. Swiss Medical Weekly 2013 Mar; 143:w13764.
14. Salaün M, Roussel F, Hauss PA, Lachkar S, Thiberville L. In vivo imaging of pulmonary alveolar proteinosis using con-
focal endomicroscopy. The European Respiratory Journal 2010;36(2):451-3.
15. Данилевская О.В., Лесняк В.Н., Сорокина А.В., Сотнико-ва А.Г. Оценка метода конфокальной лазерной эндомикро-скопии для диагностики альвеолярного протеиноза. Пульмонология 2015;25(1):33-40.
16. Silva CI, Churg A, Müller NL. Hypersensitivity pneumonitis: spectrum of high-resolution CT and pathologic findings. AJR. American Journal of Roentgenology 2007 Feb;188(2):334-44.
17. Wells AU, Cottin V. Nonspecific interstitial pneumonia: time to be more specific? Current Opinion in Pulmonary Medicine 2016 Sep;22(5):450-5.
18. Авдеев С.Н., Авдеева О.Е. Неспецифическая интерстици-альная пневмония. Атмосфера. Пульмонология и аллергология 2007;4:2-6.
19. Allard B, Panariti A, Martin JG. Alveolar macrophages in the resolution of inflammation, tissue repair, and tolerance to infection. Frontiers in Immunology 2018 Jul; 9:1777.
Morphometric Relationships between Confocal Laser Endomicroscopy of Lower Airways, High Resolution Computed Tomography and Light Microscopy in Patients with Diffuse Parenchymal Lung Diseases
O.V. Danilevskaya, A.V. Averiyanov, A.L. Chernyaev, M.V. Samsonova, V.N. Lesnyak, and A.R. Tatarskiy
Confocal laser endomicroscopy (CLE) of lower airways or alveoloscopy is a method of in vivo imaging of structures with autofluorescent activity at a wavelength of 488 nm. The aim of the study was to determine the presence of morphometric relationships between endomicroscopic, tomographic and histological signs of various diffuse parenchymal lung diseases. For each nosological form of diffuse parenchymal lung diseases the most specific endomicroscopic changes were identified with development of CLE patterns. The authors proved correspondence and relationship of CLE data with histological data and high resolution computed tomography.
Key words: confocal laser endomicroscopy, alveoloscopy, diffuse parenchymal lung diseases, high resolution computed tomography, light microscopy.
Лечебное дело
зш
llPIIHMIl» lUIHt ШИН ШИТ
Продолжается подписка на научно-практический журнал
"Лечебное дело" -
ПЕРИОДИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ РНИМУ ИМ. Н.И. ПИРОГОВД
Журнал входит в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.
Журнал выходит 4 раза в год. Стоимость подписки на полгода по каталогу агентства "Роспечать" - 480 руб., на один номер - 240 руб. Подписной индекс 20832.
Подписку можно оформить в любом отделении связи России и СНГ. Редакционную подписку на любой журнал издательства "Атмосфера" можно оформить на сайте http://atm-press.ru или по телефону: (495) 730-63-51
