The application of toluidine blue staining in intraoperative cell imprint and frozen section rapid freezing diagnosis

外科医が手術を行っている間、時計の針は刻々と進んでいます。もし患者に腫瘍がある場合、外科医はそれが癌であるのか、そして切除した組織の端がきれい（切除範囲が十分か）であるのかを、直ちに知る必要があります。この判断は、多くの場合、患者がまだ手術台の上にいる間に行われます。この答えを得るために、病理医は新鮮な組織の小さな破片を取り出し、それを凍結させ、顕微鏡で見えるように染料で染色します。数十年にわたり最も一般的に使用されてきた染料は、細胞核を青く、周囲の物質をピンク色に変える2つの化学物質の組み合わせです。この手法は信頼できますが、時間がかかり、慎重な取り扱いを必要とします。近年、トルイジンブルーと呼ばれる、より古くて異なる染料が再評価されています。この染料は、細胞核を非常に素早く深く鮮やかな青色に染めることで知られていますが、周囲の細胞の詳細を捉える能力には欠けます。現代医学における問いは、このより速く単純な染料が、命を救うために必要な精度を犠牲にすることなく、伝統的な手法に取って代わる、あるいは補完できるかどうかという点です。

中国の昆明にある病院の研究者たちは、直接的な比較を行うことで、この問いに答えるべく研究に着手しました。彼らは、乳房、肺、子宮、甲状腺の腫瘍を含む様々な疾患の手術を受けている348人の患者から組織サンプルを集めました。彼らは単一の手法を用いたのではなく、4つの異なる組織調製および染色方法を並行してテストしました。第一の手法は、標準的な青とピンクの染料を用いて手作業で行われる伝統的な方法です。第二の手法は、同じ標準的な染料を用いながら、一貫性を確保するために機械によって処理される方法です。第三の手法は、組織を凍結させて、作用の速いトルイジンブルーで染色する方法です。第四の手法はさらに迅速なものでした。薄い凍結組織の切片を作る代わりに、研究者たちは新鮮な切断された組織の表面をガラススライドに直接押し当てて細胞のインプリント（足跡）を残し、そのインプリントをトルイジンブルーで染色しました。彼らはその後、各手法に要した時間、画像の鮮明度、および最終的な確定診断（標準的なラボテストによる結果）との一致度を比較しました。

結果は、速度と詳細さの間の明確なトレードオフを示しました。トルイジンブルーによる細胞インプリントは、完了までに30秒未満から4分半弱という、圧倒的な速さを誇りました。これは、それぞれ約7分と6分を要した手作業および機械による伝統的な手法の両方よりも大幅に速いものでした。しかし、速度には代償が伴いました。研究者が画像の見た目の質を評価したところ、機械染色による伝統的な手法が最も優れた結果を生み出し、次いで手作業による染色が続きました。トルイジンブルーによる凍結切片はわずかに鮮明さが劣り、トルイジンブルーによる細胞インプリントは最も鮮明さが低い結果となりました。トルイジンブルーを用いた手法の主な問題は、細胞核を強烈かつ鋭いディテールで描き出す一方で、残りの細胞部分をやや曖昧な状態にしてしまうことでした。それは細胞の制御センターである核を示すのには非常に優れていましたが、細胞の本体である細胞質を示すには不十分でした。この詳細さの欠如により、良性（非癌性）の異なる増殖を区別することが困難になりました。

これらの視覚的な違いにもかかわらず、各手法の診断能力はより微妙な物語を伝えていました。癌（悪性腫瘍）を特定するという点においては、4つすべての手法が同等に優れた性能を発揮しました。すべての手法が、95パーセントを超える精度で悪性病変を正しく特定しました。これらのケースでは、トルイジンブルーが提供する核の鋭さが、病理医が正しい判断を下すのに十分であったのです。しかし、良性腫瘍や非癌性組織を見たときには、話が変わってきました。ここでは、手作業であれ機械によるものであれ、伝統的な手法の方が有意に正確でした。特にトルイジンブルーの細胞インプリントは、良性の増殖と正常組織との区別に苦戦しました。このため、研究者たちは、トルイジンブルーの細胞インプリントは良性疾患に対する独立した決定的な診断として信頼するには不十分であるが、悪性腫瘍の迅速な術中診断のためのツールとしては適格であると結論付けました。それは、悪性病変を特定するための迅速なスクリーニングツールとして最適なのです。

この研究は、手術室における実用的な道筋を提示しています。最も高品質な画像とあらゆる種類の組織に対して最も信頼できる診断を提供するゴールドスタンダードとしては、依然として伝統的な機械染色法が残ります。しかし、トルイジンブルーによる凍結切片は、伝統的な手作業による手法よりも速い方法でありながら、多くの症例において信頼できる結果を提供できるという、非常に優れたバランスを備えています。極めて迅速なトルイジンブルーの細胞インプリントは、異なる目的を持ちます。それは良性条件の完全な診断の代わりにはなり得ませんが、癌のための迅速なトリアージツールとして機能します。もし外科医が、疑わしい塊が癌である可能性が高いかどうかを5分以内に知る必要があるなら、トルイジンブルーのインプリントが迅速にその答えを提供できます。もし結果が陽性（悪性）であれば、外科医は自信を持って手術を進めることができます。もし結果が陰性であるか、あるいは組織が良性に見えるもののインプリントが不明瞭である場合は、チームはより詳細な伝統的手法に頼って最終的な診断を確認することができます。このアプローチにより、医療チームは、スピードの必要性と精度の絶対的な必要性のバランスを取りながら、その瞬間に適した道具を使用することができるのです。