Konfokale Laser-Endomikroskopie und endoskopische Schleimhautresektion

Einführung

Barrett-Ösophagus ist eine häufige Komplikation bei Patienten mit gastroösophagealer Refluxkrankheit (GERD). Das Plattenepithel der Speiseröhre verwandelt sich durch chronische Säurebelastung in ein spezialisiertes Zylinderepithel (SCE) mit Becherzellen. Diese histologische Veränderung ist bei 1 % der Normalbevölkerung weit verbreitet und bei bis zu 4, 9 % der Patienten mit Refluxsymptomen [1]. Obwohl das Barrett-Epithel selbst nicht unbedingt zusätzliche Symptome verursacht, muss sein Vorhandensein genau diagnostiziert werden, da betroffene Patienten einem um 0,5% pro Jahr erhöhten Risiko ausgesetzt sind, an Barrett-assoziiertem Krebs zu erkranken. Ein wichtiger prognostischer Faktor ist der Grad der Dysplasie innerhalb der Barrett-Mukosa. Während die meisten Patienten ohne Dysplasie oder niedriggradiger Dysplasie klinisch unauffällig bleiben, beträgt das jährliche Krebsrisiko bei Patienten mit hochgradiger Dysplasie bis zu 10 %. Wenn während der Endoskopie eine Barrett-assoziierte neoplastische Läsion gefunden wird, ist bei bis zu 30 % der Barrett-assoziierte Krebs auch an einer anderen Stelle des Barrett-Ösophagus vorhanden [2].

Daher werden sie regelmäßig einem Screening unterzogen, bestehend aus einer Endoskopie des Ösophagus mit 4-Quadranten-Biopsie alle 2 bis 3 cm oder, im Falle von HGIN, einer lokalen ablativen Therapie. Der Zeitraum zwischen den Kontrollen hängt vom Grad der bei der oberen gastrointestinalen Endoskopie diagnostizierten Dysplasie ab. Liegt keine Dysplasie vor, beträgt die empfohlene Nachbeobachtungszeit weniger als 5 Jahre. Bei niedriggradiger Dysplasie sollten jährlich endoskopische Kontrollen durchgeführt werden. Patienten mit hochgradiger Dysplasie sollten alle 3 Monate untersucht oder auf eine therapeutische Intervention vorbereitet werden [3].

Die Früherkennung von Barrett-assoziierten Neoplasmen, die histologisch als Adenokarzinom klassifiziert werden können, hat wichtige therapeutische Implikationen. Eine kanzeröse Infiltration submuköser Strukturen ist mit einem erheblichen Risiko für Lymphknotenmetastasen verbunden und sollte daher chirurgisch behandelt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Ösophagektomie neben einer erheblichen kurz- und langfristigen Morbidität mit Sterblichkeitsraten zwischen 3 und 12 % verbunden ist. Daher ist es wichtig, frühe neoplastische Läsionen zu erkennen, um ein breiteres Spektrum an therapeutischen Optionen zur Verfügung zu haben. Patienten mit hochgradiger intraepithelialer Neoplasie (HGIN) oder Schleimhautkrebs sind perfekte Kandidaten für kurative endoskopische Eingriffe wie endoskopische Ablation (z. B. mit Hochfrequenz), endoskopische Submukosadissektion (ESD) oder endoskopische Mukosaresektion (EMR). Letztere Techniken werden bevorzugt, da die resezierten Präparate histologisch ausgewertet werden können, was eindeutige Informationen über die Eindringtiefe und ob die Resektionsgrenzen frei von neoplastischem Gewebe sind, gibt. Aufgrund der hohen Raten neu auftretender Neoplasien sollten verbleibende Bereiche der Barrett-Schleimhaut nach histologischer Bestätigung der Barrett-Ösophagus-assoziierten Neoplasie abgetragen oder reseziert werden [3, 4].

In dem Versuch, die diagnostische Ausbeute bei der Überwachung von Patienten mit hohem Risiko für Barrett-Ösophagus-assoziierte Neoplasien zu verbessern, wurden viele neue endoskopische Erfindungen in die Behandlung des Barrett-Ösophagus eingeführt, um die Erkennungsraten früher Läsionen zu optimieren. Darunter befinden sich Entwicklungen, die die Bildqualität herkömmlicher Weißlicht-Endoskope wie High-Resolution- und High-Definition-Endoskope verbessert haben. Ein anderer Ansatz, Chromoendoskopie genannt, verwendet eine In-vivo-Färbung mit Methylenblau, Indigokarmin oder Essigsäure. Diese Farbstoffe helfen, den Gewebekontrast zu erhöhen, was zu einer Verbesserung der Erkennungsraten führt, die mit der hochauflösenden Endoskopie vergleichbar sind. Hohe Kontrastwerte ohne Farbstoffe können durch die Verwendung von Narrow Band Imaging (NBI) erreicht werden. Diese Technologie verbessert zusätzlich die Sichtbarkeit von Kapillaren, Venen und anderen feinen Gewebestrukturen durch die Verwendung von Licht mit einer Wellenlänge, die auf kleine Bänder im blauen und grünen Spektrum beschränkt ist. In einer prospektiven randomisierten Crossover-Studie zeigte es gleiche Ergebnisse wie die hochauflösende Endoskopie plus Indigokarmin [4, 5].

Die neueste Entwicklung, die in das endoskopische Management des Magen-Darm-Traktes eingeführt wurde, ist das sogenannte konfokale Laser-Endomikroskop (CLE). Die konfokale Mikroskopie wurde Ende der 1950er Jahre von Marvin Minsky entwickelt. Sein Prinzip ist das mikroskopische Abtasten von Brennpunkten unter der Oberfläche eines Objekts. Im Vergleich zur konventionellen Lichtmikroskopie verwendet es ein spezielles Filtersystem, um Bildüberlagerungen durch umgebendes Gewebe zu vermeiden. Genauer gesagt wird eine Lichtquelle (normalerweise ein Laser) durch eine Mikroskopobjektivlinse auf einen beugungsbegrenzten Fleck auf oder innerhalb des Objekts fokussiert. Licht, das im Fokus in der Probe gestreut oder fluoreszenzerregt (z. B. durch Fluorescein-Färbung erreicht) und emittiert wird, kehrt teilweise durch die Optik auf dem Weg zurück, von dem es gekommen ist. Ein in den Pfad eingesetzter Strahlteiler reflektiert das zurückkommende Licht zu einem Detektor. Die Optik fokussiert das Licht vom Brennpunkt in der Probe zu seinem konjugierten Fokus in der Nähe des Detektors (daher wird die Technologie als "konfokal" bezeichnet). Hier wird ein Raumfilter ("Pinhole") verwendet, um alles Licht auszulöschen, das von Bereichen außerhalb des Brennpunkts stammt. Lichtreflexionen vom Brennpunkt selbst werden an den Detektor weitergeleitet, der mit einem Computersystem verbunden ist, das das optische Signal digitalisiert und das histologische Bild in vivo erstellt [6].

Die konfokale Mikroskopie konzentriert sich auf ihre klinische Bedeutung und ist die erste Technik, die eine In-vivo-Bewertung von Gewebestrukturen unter ihrer Oberfläche ermöglicht. Aufgrund vieler Durchbrüche bei der Miniaturisierung (hauptsächlich in den 1990er Jahren) konnte diese Technologie für den intraluminalen Einsatz in der Gastroenterologie angewendet werden, integriert in ein ansonsten standardmäßiges Endoskop. Es ermöglicht die histologische In-vivo-Visualisierung der oberen 250 Mikrometer aller Wände im Magen-Darm-Trakt, zusätzlich zur normalen Funktion der Weißlicht-Endoskopie (bereitgestellt durch zwei separate Bildschirme auf der Oberseite der Arbeitsstation) [6].

Unter Verwendung von CLE in einem ersten klinischen Ansatz haben Kiesslich et al. fanden hohe Sensitivitäts- und Spezifitätsraten für den Nachweis des Barrett-Ösophagus sowie für die Vorhersage von Barrett-assoziierten neoplastischen Veränderungen - für beide Ergebnisse wurden CLE-abgeleitete Bilder mit konventioneller Histologie verglichen [7]. In einer ersten prospektiven, randomisierten, doppelblinden, kontrollierten Crossover-Studie untersuchten Dunbar et al. bestätigten diese Ergebnisse, da CLE-gezielte Biopsien eine höhere diagnostische Ausbeute für Barrett-Ösophagus-assoziierte Neoplasien hatten als die Standardendoskopie mit 4-Quadranten-Zufallsbiopsie [8].

Studienziele

In unserer klinischen Untersuchung wollen wir die konfokale Laser-Endomikroskopie (CLE) verwenden, um Barrett-Ösophagus-assoziierte Neoplasien für die anschließende endoskopische Mukosaresektion (EMR) genau anzuvisieren. Unseres Wissens ist diese Kombination bisher nur in einem Fallbericht dokumentiert, der die erfolgreiche Resektion eines hochgradig dysplastischen Barrett-Segments durch den Einsatz von CLE-gerichteter EMR beschreibt [9].

Wir wollen zeigen, dass CLE geeignet ist, die genauen Grenzen hochgradiger intraepithelialer Neoplasien zu erkennen. Nach unserer Erfahrung kann diese Machbarkeit von keiner anderen etablierten Technik wie Chromoendoskopie oder Schmalbandbildgebung zuverlässig bereitgestellt werden, was häufig die Notwendigkeit einer erneuten Behandlung oder sogar eines chirurgischen Eingriffs erfordert.

Um eine genaue Dokumentation des mukosalen CLE-Mappings zu gewährleisten, werden die Ausmaße der neoplastischen Läsion farblich markiert, mittels gleichzeitig vorhandener Weißlichtendoskopie fotografiert und abschließend durch histologische Beurteilung des Präparates ausgewertet. Durch die Analyse der Grenzen der resezierten Probe im Hinblick auf eine Tumorinfiltration können wir die En-bloc-Resektionsrate der CLE-gerichteten EMR berechnen.

Zur Beurteilung des CLE hinsichtlich richtig negativer Ergebnisse resezieren wir alle verbleibenden Barrett-betroffenen Schleimhautareale innerhalb der zweiten Untersuchungsphase oder (wenn die Läsionen für eine einmalige Resektion zu groß sind) innerhalb einer zweiten Untersuchung. Wiederum wird CLE für alle Läsionen angewendet, um nach bösartigen Tumoren zu suchen. Wenn CLE weitere Bereiche mit Neoplasie erkennt, wird ein CLE-Mapping wie oben erwähnt durchgeführt. Alle resezierten Gewebeteile werden histologisch ausgewertet, um die Ergebnisse der CLE zu überprüfen.

Wenn CLE in unserer Untersuchung verlässliche Daten liefert, wäre dies ein großer Schritt auf dem Weg, diese neue Technologie in der präinterventionellen endoskopischen Behandlung von Patienten mit Barrett-Ösophagus zu etablieren. Dies könnte dazu beitragen, die En-bloc-Resektionsrate zu erhöhen, die Anzahl wiederholter Resektionen zu verringern und folglich den Patientenkomfort zu verbessern.

Studiendesign

Prospektive klinische Studie ohne Randomisierung oder Verblindung

Studienpopulation

Patienten, die an unsere Abteilung zur endoskopischen Schleimhautresektion (EMR) der Barrett-Schleimhaut mit hochgradiger intraepithelialer Neoplasie (HGIN) überwiesen wurden, die während der routinemäßigen oberen Endoskopie oder der Barrett-Überwachungsendoskopie in unserer Abteilung oder in einem anderen Krankenhaus festgestellt wurde.

Ausschlusskriterien:

• Patienten, die gegen einen der Wirkstoffe allergisch sind (einschließlich Medikamente zur bewussten Sedierung wie Propofol oder Midazolam sowie Fluorescein, der für CLE verwendete Fluoreszenzfarbstoff)
• Patienten mit Kontraindikationen für EMR (niedrige Thrombozytenzahl, therapeutische Antikoagulation, Gerinnungsstörungen)
• Weigerung, an der Studie teilzunehmen

Methoden

Unsere Untersuchung wird an der Medizinischen Universität Wien, Universitätsklinik für Innere Medizin III, Klinische Abteilung für Gastroenterologie und Hepatologie durchgeführt. Die Patientenrekrutierung beginnt am 1. Juli 2010. Das Studium dauert zwei Jahre. Die Anzahl der in diesem Zeitraum eingeschlossenen Patienten wird 40 betragen, basierend auf der aktuellen Anzahl von EMR, die in unserer Abteilung für Barrett-Krankheit mit intraepithelialer Neoplasie durchgeführt wurden.

Alle Patienten, die die aufgeführten Einschlusskriterien erfüllen, erhalten den Patienteninformationsbogen dieser Studie zusammen mit der üblichen Einwilligungserklärung der jeweiligen endoskopischen Untersuchung, der sie sich unterziehen werden. Die Patientenaufklärung erfolgt mindestens 24 Std. vor dem Eingriff, wie in unserer Einheit praktiziert. Wenn der Patient der Teilnahme an der Studie zustimmt, wird er für die Endoskopie mit unserem konfokalen Laser-Endomikroskop (Pentax EC3870K mit dem konfokalen Endomikroskopie-Prozessor ISC-1000 – Pentax, Tokio, Japan und Optiscan Pty Ltd, Notting Hill, Victoria, Australien) vorbereitet Verabreichung von intravenösem Propofol und/oder Midazolam, wie sie routinemäßig zur bewussten Sedierung während endoskopischer Eingriffe an unserer Abteilung verwendet werden. Zusätzlich werden 5-10 ml einer 10%igen Lösung von Fluorescein-Natrium intravenös verabreicht, um die Gewebefluoreszenz während der Endomikroskopie zu verstärken.

Alle Medikamente werden von Fachärzten (z. B. dem Projektleiter), Assistenzärzten (z. B. dem Projektassistenten) oder diplomierten Krankenschwestern verabreicht, wie sie in unserer Einrichtung routinemäßig praktiziert werden.

Ethische Implikationen

Die konfokale Laser-Endomikroskopie ist eine sichere neue Technik, die bereits in klinischen Studien untersucht wurde [7, 8]. Seine Sicherheit wird durch die Verwendung von Laserlicht geringer Intensität gewährleistet, das im schlimmsten Fall ein lokales Ausbleichen von Fluorescein-haltigen Zellen verursachen kann, was harmlos, reversibel ist und unter experimentellen Bedingungen sogar als diagnostisches Zeichen verwendet wird [6].

Die endoskopische Schleimhautresektion ist eine gut etablierte Technik zur minimalinvasiven, nicht-chirurgischen kurativen Behandlung von intramukosalen Neoplasien. Sie wurde in vielen klinischen Studien untersucht und wird in unserer Abteilung routinemäßig bei Läsionen der Speiseröhre, des Magens, des Zwölffingerdarms und des Dickdarms durchgeführt. Obwohl möglicherweise schwerwiegende Komplikationen wie verlängerte Blutungen oder Perforationen auftreten können, ist das Risiko-Nutzen-Profil dieses Verfahrens im Vergleich zu chirurgischen Behandlungen von neoplastischen Erkrankungen des Ösophagus sehr gut [10].

Dieses Studienprotokoll wurde der Ethikkommission der Medizinischen Universität Wien (EK-Nr. 697/2009) und wurde in der Sitzung am 8. September 2009 behandelt. Ein positives Votum wurde unserer Institution bereits in schriftlicher Form zugestellt.