肝脂肪含有量を決定するためのラマン分光器の臨床的検証

現在、死亡したドナーの肝臓を回収する前に脂肪肝を評価するために報告されている 3 つの主な方法があります: 非侵襲的イメージング技術、経験豊富な病理学者による肝生検サンプルの評価、移植外科医による評価。

現在使用されている画像技術には、超音波検査 (USG)、コンピュータ断層撮影 (CT)、および磁気共鳴画像 (MRI) が含まれます。 許容レベルの感度がありますが、USG は再現性のある定量的情報を提供していません。 ほとんどのセンターで使用できますが、オペレーターによって異なります。 同様に、脂肪症の正確な定量化のための非強化 CT スキャンの診断性能は信頼できません。 MRI は脂肪肝の診断において非常に感度が高く特異的であり、3.0-T MRI を使用した脂肪の定量化は、生きた肝臓ドナー候補の脂肪症を検出および定量化するのに十分な感度を提供できることが報告されています。 ただし、この複雑な技術は、ルーチンの臓器調達での使用を制限します。

専門の病理学者による肝生検サンプルの顕微鏡評価は、脂肪症評価のゴールド スタンダードです。 脂肪症の存在と種類は、顕微鏡による評価で判断できます。 脂肪症の程度は、国際基準に従って決定できます。

ゴールド スタンダードであるにもかかわらず、生検は米国で移植された肝臓の 23% しか記録されていません。 病理学者は調達時に常に利用できるとは限らないため、多くのセンターは主に調達外科医による脂肪症と臓器の質の評価に依存しています（つまり、 移植外科医）。 この評価中、ドナーの肝臓は、黄色度 (通常、軽度、中等度、重度) や硬さ (ソフト、正常、軽度、中度、重度) などの実質組織の基準に従って評価されます。 しかし、移植外科医が脂肪肝をどれだけ正確に予測できるかを調査した研究では、これらの評価は経験豊富な手であってもかなり誤解を招く可能性があると結論付けられました.

これら 3 つの方法にはすべて制限があるため、移植前に肝脂肪含有量をより適切に評価するための便利で簡単な手法が必要です。 ラマン分光法は、分子振動に敏感な非弾性光散乱技術であり、その対称性と周波数は、原子の種類とその空間配置に固有のものです。 これらの特性に対する感度は、照明領域内の分子のスペクトル指紋を提供する能力の基礎です。 生体組織のタンパク質、炭水化物、脂肪、DNA/RNA を形成するアミノ酸、ヌクレオチド塩基、脂肪酸、糖類、一次代謝産物、その他の成分の検出に使用されています。 サンプル前処理が不要なため、生物分析にとって魅力的な技術です。

ラマン分光法は現在、臨床現場での使用について調査中であり、主に診断目的で実施されています。 現在、カナダで皮膚がんの診断に使用することが承認されています。

さまざまなラマン分光システムがあります。 私たちは最近、他のシステムよりも小さく、ポータブルで堅牢な高スループットのラマン分光システムを設計しました。 これにより、オペレーターに必要な経験がほとんどなくても、組織の in situ スキャンを行うことができます。 このシステムは、近赤外 (NIR) 励起波長を使用して、組織損傷の可能性を減らしながら、レーザーの浸透深さを改善します。 ラマン スペクトルの形式で情報を提供し、その分析によって主成分 (PC) スコアが得られます。

この特別に設計されたシステムは、マウスとラットの肝臓の脂肪症を正確に定量化できます。 PC スコアは、病理組織学的検査結果と有意な相関を示しました。 ヒト肝組織の脂肪症は、マウスやラットの左肝葉と同様の変化を示すため、この手法は移植の分野に適用できると結論付けました。 この手法の臨床的検証とその後の採用により、移植専門医は脂肪肝の重症度に関するリアルタイムの情報を取得して、成功の可能性を評価し、不注意による臓器廃棄率を減らすことができます。

目的 この研究の目的は、肝脂肪含有量の評価における臨床環境でのラマン分光法 (特別に設計された高スループット光ファイバー ラマン システムによる) を検証することです。 インビボ ラマン スペクトル (PC スコア) は、術前イメージング法 (MRI 脂肪定量化) および現在のゴールド スタンダードである肝生検 (すなわち、 肝臓標本の組織病理学的評価）。

具体的なリサーチクエスチョン

1. 携帯型光ファイバーシステムを利用したラマン分光法は、臨床現場で肝臓の脂肪含有量を迅速に評価できますか? 2. ラマン スペクトル (主成分スコア) は、肝生検標本の MRI 脂肪定量化および組織病理学的評価の所見とよく相関していますか? 研究デザイン: この研究は、単一施設の前向き検証研究として考えられています。

方法 部分肝切除は、肝臓の一部を外科的に切除することです。 ほとんどの部分肝切除は、肝腫瘍の治療のために行われます。 私たちの施設で開腹部分肝切除手術を受ける患者は、サークルオブケアチームで審査され、この研究に適していると判断された場合は同意を求められます。

Nova Scotia Health Authority Research Ethics Board が承認したインフォームド コンセント フォームは、同意に関する話し合いで利用されます (臨床フェローまたはリサーチ アソシエートによって実行されます。どちらもこのプロジェクトに参加している研究者です)。参加の決定を求められる前に、完全に文書化してください。 研究に同意した患者は、研究グループに割り当てられます。 割り当てプロセスは、25 人の患者が含まれるまで続行されます。

研究参加者は、脂肪の定量化のために術前MRIを受けます。 彼らは、MRIの前に少なくとも8時間絶食するように求められます. 脂肪定量化技術（プロトン密度脂肪分画法）は、3.0-T MRユニット（GE 750; GE Healthcare）で、カナダ保健省が肝臓脂肪分画の評価のために承認したIDEALパルスシーケンスを使用して実行されます。 MR 画像の解釈に経験のあるフェローシップの訓練を受けた腹部放射線技師が、自動的に生成される FF マップで肝脂肪率 (FF) を測定します。 自動計算された肝臓の FF は、0 ～ 100 のフル スケールでパーセンテージとして表示されます。

肝臓切除手順の間、取り除かれるべきであるが実際の病変ではない標本の領域は、ラマン分光光ファイバープローブによって照らされる。 リアルタイム（数秒以内）で提供および記録されたラマンスペクトルは、その後分析されます（主成分分析）。 この分析により、PC スコアが提供されます。

ラマン分光法の適用に続いて、手術手順は計画どおりに続行されます。 組織化学染色、H&E (ヘマトキシリン-エオジン) およびトリクロームは、当社の解剖病理学研究室での肝臓標本の解釈に日常的に使用されています。 脂肪の存在と範囲を示すために、特別な染色として Oil Red O を使用する必要があります (つまり、 肝臓組織における脂肪の定量化）。 凍結切片でのみ実行できるため、脂肪滴の診断と定量化に固有のオイルレッドO染色を可能にするために、除去された肝臓標本切片から凍結切片が取得されます。 MRI所見を知らされていない担当の病理学者は、これらのセクションを評価し、国際基準に従って脂肪症のグレードを決定します。

M0: 大胞性脂肪症なし M1: 軽度の限局性大胞性脂肪症 (<30% の肝細胞が関与) M2: 中等度の帯状大胞性脂肪症 (>30 および <60% の肝細胞が関与) M3: 重度の汎小葉性大胞性脂肪症 (>60% の肝細胞が関与)各研究参加者の肝臓FFパーセンテージ、PCスコア、および脂肪症グレードの間で相関分析が行われます。 研究参加者は、標準的なケアから逸脱することなく、標準的な肝切除後のフォローアッププロトコルに従って手術後に追跡されます。

統計分析 統計分析では、量的データは平均値と標準偏差で表され、質的データは数値で表されます。 大胞性脂肪症グレードと肝臓FFパーセンテージとPCスコアの間で線形回帰が実行されます。 受信者動作特性 (ROC) 曲線は、大胞性脂肪症のグレードを予測する能力を識別するために、PC スコアと肝臓の FF パーセンテージに対して生成されます。 すべての統計分析は、市販の統計ソフトウェア (XLSTAT 2014) を使用して実行されます。

個人の健康情報は、このプロジェクトの実施には使用されません。 参加者ごとにコード番号が割り当てられます。 研究者のみがアクセスできるデータベースは、移植オフィス (Queen Elizabeth II Health Sciences Centre, Victoria General Site, 4th floor, Dickson Building, Room 4074) のセキュリティで保護されたコンピューター (パスワードの入力が必要) に保存されます。 このデータベースには、参加者のコード番号と、肝FFパーセンテージ、PCスコア、脂肪症グレードなどのデータ要素が含まれます。