Automatisierte quantitative Image-Zytometrie bronchialer Spülflüssigkeiten bei Verdacht auf broncho-pulmonale Tumoren: Vergleich mit Zytologie, Histologie und klinischer Diagnose

Zusammenfassung:

Die automatisierte Image-Zytometrie wurde in den letzten Jahren zu einem sensitiven Verfahren zur quantitativen Analyse der Kernstruktur und des DNA-Gehaltes exfoliierter Zellen des Atemtraktes entwickelt. In der vorliegenden Untersuchung wollten wir die Frage klären, ob bei der Diagnose broncho-pulmonaler Tumoren bereits eine enge Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der automatisierten Image-Zytometrie mit den zyto- und histo-pathologischen Befunden, sowie der abschließenden Enddiagnose als „Goldstandard” besteht. An 142 konsekutiv untersuchten Patienten (100 Männer, 42 Frauen) mit Verdacht auf einen broncho-pulmonalen Tumor wurde im Rahmen der Bronchoskopie eine Spülung des suspekten Bronchialabschnittes zusätzlich zur Gewinnung des zyto- und/oder histologischen Probenmaterials durchgeführt. Es folgte eine zytometrische Untersuchung der Spülflüssigkeit mit einem automatisierten Image-Zytometer unter Verwendung eines neu entwickelten Classifiers für die Zellen des Atemtraktes. Als Kontrollen dienten Spülflüssigkeiten von 50 Patienten ohne konkreten Tumorverdacht, bei denen eine Bronchoskopie aufgrund anderer Indikationen stattfand. Bei 108 Patienten wurde der Verdacht eines broncho-pulmonalen Tumors in der Enddiagnose bestätigt. In 97 Proben fand sich eine vermehrte Anzahl auffälliger Zellkerne. Weitere 36 waren unauffällig und in 9 Proben befand sich zu wenig repräsentatives Material. Die Spülflüssigkeiten der Kontrollprobanden waren sämtlich unauffällig. Der Vergleich mit der abschließenden Diagnose als Synthese aus allen Diagnoseverfahren zeigte für die Untersuchung bronchialer Spülflüssigkeiten mittels Image-Zytometrie eine Sensitivität von 90 % (92/102) bei einer Spezifität von 84 % (26/31). Histopathologie: 91 % Sensitivität (73/80) bei 100 % Spezifität (6/6). Zytologie 92 % Sensitivität (92/100) und 100 % Spezifität (26/26). Für die automatisierte Zytometrie ergab sich damit ein positiver Vorhersagewert von 95 % und ein negativer Vorhersagewert von 71 %. Die quantitative Image-Zytometrie bronchialer Spülflüssigkeiten erwies sich damit als empfindliche und zuverlässige Methode zur Erfassung und Charakterisierung zellulärer Atypien bei bronchopulmonalen Tumoren. Automatisiert und nahezu bedienungsfrei arbeitend, bietet sie sich als ein effektives Verfahren für die erste Stufe im Rahmen des Lungenkrebs-Screenings an.

Introduction: Automated image cytometry represents a new method for the quantitative analysis of nuclear structure and DNA-content of exfoliative airway epithelial cells. In the present investigation, we examined the correlation between automated cytometry, conventional cytology and histopathology with the final diagnosis as the “gold standard”. Methods: In 142 patients (100 males and 42 females) with suspected lung cancer and 50 controls (COPD, asthma), bronchial washings (5 - 10 ml) were obtained during bronchoscopy before taking biopsies for cytological and/or histological examinations. The washings were collected in 20 ml Saccomanno's fixative and centrifuged (500 g, 15 min). The cell pellet was resuspended in Saccomanno's solution. Two specimens were stained according to Papanicolaou and another two using the Feulgen reaction with thionin. Image cytometry was performed by means of a special, trainable classifier for exfoliative cells of the respiratory tract, using the Cyto-Sacant® (Oncometrics, Vancouver). Results: In the patients with suspected lung cancer we found numerous abnormal nuclei in 97 samples. 36 samples contained normal cells only, and 9 samples were insufficient. In our control group there was no sample with abnormal nuclei, and all washings were evaluable. Compared to the final diagnosis of lung cancer, we found a sensitivity of 90% (92/102) and a specificity of 84% (26/31). For histology sensitivity was 91% (73/80) and specificity 100%, while we found a sensitivity of 92% (92/100) and specificity of 100% for cytology. For automated cytometry the positive predicted value was 95%, the negative predicted value 71%. Conclusions: In the investigation of patients with suspected lung canver, automated image cytometry of bronchial washings is a sensitive and reliable method for the detection of malignant changes in the tracheobronchial mucosa. The automated procedure seems well suited not only for analysing bronchial washings, but also for a screening procedure.

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