In vivo endomicroscopic features of distal airways in chronic bronchitis and chronic obstructive pulmonary disease

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Relevance: Probe-based confocal laser endomicroscopy (CLE) of distal airways is a unique technology that allows real-time visualization of structures containing natural fluorophores, which are emitted by exposure to laser radiation with a wavelength of 488 nm, in vivo. To date, the endomicroscopic features of the distal respiratory tract have not been adequately studied in lung diseases, including chronic obstructive pulmonary disease and chronic bronchitis.

The goal of the present study is to describe the endomicroscopic signs of the distal parts of the respiratory system in chronic inflammatory lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease and chronic bronchitis.

Methods: A total of 21 patients with emphysematous and bronchitic phenotypes of chronic obstructive pulmonary disease and chronic bronchitis were examined. All the patients have undergone CLE of distal airways or alveoloscopy during bronchoscopy. The most pathognomonic changes were evaluated on the obtained endomicroscopic images.

Results: For each studied nosological form of chronic inflammatory lung diseases, by careful morphometric analysis of a significant number of informative images, the most specific endomicroscopic changes were identified with the release of CLE patterns.

Conclusions: CLE of distal airways in patients with chronic inflammatory lung diseases allows visualizing changes in the elastic framework of the acini, as well as identifying pathological intraluminal contents, which can be attributed to valuable additional tools in a row of diagnostic methods of respiratory medicine.

About the authors

O. V. Danilevskaya

Research Institute of Pulmonology of the Federal Medical and Biological Agency of Russia

Author for correspondence.
Email: danless@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7573-3554
SPIN-code: 5951-8780

канд. мед. наук, старший научный сотрудник лаборатории патологической анатомии

Russian Federation, 28, Orekchovy Boulevard, Moscow, 115682 

A. V. Averyanov

Research Institute of Pulmonology of the Federal Medical and Biological Agency of Russia

Email: averyanovav@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1031-6933
SPIN-code: 2229-7100

докт. мед. наук, главный научный сотрудник отдела фундаментальной пульмонологии

Russian Federation, 28, Orekchovy Boulevard, Moscow, 115682 

References

  1. Thiberville L, Salaun M, Lachkar S, et al. Human in vivo fluorescence microimaging of the alveolar ducts and sacs during bronchoscopy. Eur Respir J. 2009;33(5):974−985. doi: 10.1183/09031936.00083708.
  2. Wellikoff AS, Holladay RC, Downie GH, et al. Comparison of in vivo probe-based confocal laser endomicroscopy with histopathology in lung cancer: A move toward optical biopsy. Respirology. 2015;20(6):967–974. doi: 10.1111/resp.12578.
  3. Fuchs FS, Zirlik S, Hildner K, et al. Confocal laser endomicroscopy for diagnosing lung cancer in vivo. Eur Respir J. 2013;41(6):1401–1408. doi: 10.1183/09031936.00062512.
  4. Yick CY, von der Thüsen JH, Bel EH, et al. In vivo imaging of the airway wall in asthma: fibered confocal fluorescence microscopy in relation to histology and lung function. Respir Res. 2011;12(1):85. doi: 10.1186/1465-9921-12-85.
  5. Black PN, Ching PS, Beaumont B, et al. Changes in elastic fibres in the small airways and alveoli in COPD. Eur Respir J. 2008;31(5):998–1004. doi: 10.1183/09031936.00017207.
  6. Danilevskaya O, Averyanov A, Lesnyak V, et al. Confocal laser endomicroscopy for diagnosis and monitoring of pulmonary alveolar proteinosis. J Bronchology Interv Pulmonol. 2015;22(1):33–40. doi: 10.1097/LBR.0000000000000126.
  7. Shafiek H, Fiorentino F, Cosio BG, et al. Usefulness of bronchoscopic probe-based confocal laser endomicroscopy in the diagnosis of pneumocystis jirovecii pneumonia. Respiration. 2016;92(1):40–47. doi: 10.1159/000447431.
  8. Yserbyt J, Alamé T, Dooms C, Ninane V. Pulmonary alveolar microlithiasis and probe-based confocal laser endomicroscopy. J Bronchology Interv Pulmonol. 2013;20(2):159–163. doi: 10.1097/LBR.0b013e31828abc03.
  9. Newton RC, Kemp SV, Yang GZ, et al. Imaging parenchymal lung diseases with confocal endomicroscopy. Respir Med. 2012;106(1):127–137. doi: 10.1016/j.rmed.2011.09.009.
  10. Meng P, Tan GL, Low SY, et al. Fibred confocal fluorescence microscopy in the diagnosis of interstitial lung diseases. J Thorac Dis. 2016;8(12):3505–3514. doi: 10.21037/jtd.2016.12.60.
  11. Cosío BG, Shafiek H, Fiorentino F, et al. Structure-function relationship in COPD revisited: an in vivo microscopy view. Thorax. 2014;69(8):724–730. doi: 10.1136/thoraxjnl-2013-204479.
  12. Vlahovic G, Russell ML, Mercer RR, Crapo JD. Cellular and connective tissue changes in alveolar septal walls in emphysema. Am J Respir Crit Care Med. 1999;160(6):2086–2092. doi: 10.1164/ajrccm.160.6.9706031.
  13. Timmins SC, Diba C, Farrow CE, et al. The relationship between airflow obstruction, emphysema extent, and small airways function in COPD. Chest. 2012;142(2):312–319. doi: 10.1378/chest.11-2169.
  14. Zanini A, Cherubino F, Zampogna E, et al. Bronchial hyperresponsiveness, airway inflammation, and reversibility in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2015;10:1155–1161. doi: 10.2147/COPD.S80992.
  15. Kim V, Criner GJ. Chronic bronchitis and chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med. 2013;187(3):228–237. doi: 10.1164/rccm.201210-1843CI.
  16. de Oca MM, Halbert RJ, Lopez MV, et al. The chronic bronchitis phenotype in subjects with and without COPD: the PLATINO study. Eur Respir J. 2012;40(1):28–36. doi: 10.1183/09031936.00141611.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Confocal laser endomicroscopy of the distal respiratory tract in patients with an emphysematous phenotype of chronic obstructive pulmonary disease

Download (1MB)
3. Fig. 2. Confocal laser endomicroscopy for chronic obstructive pulmonary disease, emphysematous phenotype

Download (229KB)
4. Fig. 3. Endomicroscopic pattern in chronic obstructive pulmonary disease according to the bronchitis phenotype

Download (1MB)
5. Fig. 4. Endomicroscopic pattern in patients with chronic bronchitis

Download (1MB)

Copyright (c) 2018 Danilevskaya O.V., Averyanov A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».