E d i t o r i a l
Les de
applications pratiques des colorations muqueuses en endoscopie digestive
P. M A I N G U E T
Cliniques Universitaires Saint-Luc, UCL, 1200 Bruxelles
Dye-spraying methods as an aid in digestive endoscopy
Les techniques de colorations des muqueuses en cours d'endoscopie digestive, d6crites et prdconis6es par les auteurs japonais [3, 5, 20, 23] ont tard6 ~ entrer dans la pratique courante des endoscopistes europdens.
Avec le souci de promouvoir ces m6tho- des, la S.M.I.E.R. (*) a choisi ce th6me lors de son XIV" congr6s ~t Reims en juin 1977, satisfaisant ainsi sa vocation interdisciplinaire, puisqu'en mati6re de colorations vitales, deux gyndcologues, respectivement Schiller [15, 16]
(1928) pour le lugol et Richart R.M. [12]
(1963) avec le bleu de toluidine, sont unani- mement consid6r6s comme les initiateurs.
Les <~ Acta Endoscopica >> consacrent ce nu- m6ro sp6cial aux communications du congr~s, compl6t6es par les expdriences acquises depuis cette session.
Les premi6res applications des colorants fi l'6tude des muqueuses digestives remontent Voegeli R. [26] (1966) et Ida K. [3] (1972).
Une revue historique exhaustive n'entre pas dans le cadre de cet 6ditorial, plut6t consacr6 aux prolongements pratiques de ces techniques.
Leur utilit6 en endoscopie de routine doit tenir compte de leur facilit6 d'ex6cution et de
leur rendement diagnostique. En effet, l'amd- lioration de la qualit6 des images obtenues reste anecdotique, saul d'un point de vue di- dactique.
Nous allons successivement consid6rer les colorants utilis6s, leurs modes d'application, et leurs indications selon les visc~res examin6s.
LES C O L O R A N T S
I1 importe de ne pas confondre les colorants vitaux et les colorants de muqueuses.
Les colorants vitaux sont n6cessairement fix6s par cellules d'un 6pith61ium, soit absor- b6s par certaines cellules 6pith61iales comme le bleu de mdthyl6ne au niveau duod6nal [5, 6, 21], soit captds sdlectivement par des orga- nites ou constituants de la cellule, le lugol au niveau des vacuoles glycog6niques des 6pith6- liums malpighiens [11, 24], le bleu de tolui- dine sur les acides nucl6iques des noyaux cel- lulaires [14, 25].
Ces colorants vitaux nous renseignent sur les fonctions des 6pith61iums 6tudi6s, absorp- Tirds fi part : Dr P. MAINGUET. Service de
Gastroent6rologie, Cliniques Universitaires Saint-Luc, UCL, avenue Hippocrate 10, 1200 Bruxelles (Belgi- que).
M o t s - c l d s : colorations de muqueuses, colorations vitales, endoscopie.
K e y - w o r d s : dye spraying methods, endoscopy, vital staining.
A c t a E n d o s c o p i c a T o m e V I I I - N ~ 3 - I 9 7 8 135
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tion du colorant [5, 6, 21], nombre de cellules en mitoses [12, 17] et la lecture d'une colora- tion n'est interpr&able qu'apr~s un court d61ai de fixation.
En cours d'endoscopie une coloration vitale effective peut ~tre contr616e par un test de
~ washout >>, le colorant absorb6 ou fix6 n'6tant pas 61imin6 apr6s lavage de la mu- queuse h l'aide d'une solution physiologi- que [2].
L e s colorants de m u q u e u s e ont une relation neutre avec l'6pith61ium colorS. Ils se fixent au mucus ou recouvrent les muqueuses en accentuant les reliefs.
L'indigo-carmin utilis6 aux niveaux duod6- nal [5, 18] et colique [22] est l'exemple typi- que d'un colorant de muqueuse.
E n pratique, cette distinction entre colo- rants de muqueuse et vitaux est relativement artificielle. Ainsi, en pathologic gastrique, le bleu de m6thyl6ne peut agir comme colorant de muqueuse accentuant les reliefs d'une mu- queuse normale, ou 6tre fix6 sur la fibrine des ulc6rations, diffuser de mani6re passive h tra- vers l'6pith61ium alt6r6 des cellules canc6reu- ses, ou enfin 6tre absorb6 comme colorant vital par les cellules des ilots de m6taplasie intes- tinale [21].
C O N D I T I O N S T E C H N I Q U E S
Elles d6pendent des colorants utilis6s, des dimensions des organes examin6s, du compor- tement fonctionnel de leurs muqueuses et du r61e 6ventuel des s6cr6tions digestives.
Ainsi, au niveau de l'estomac, la pr6sence du mucus impose une pr6paration ~t l'aide de prot6inases [4, 20] et certains colorants peu- vent virer en fonction des variations du pH [13, 23]. Dans le duod6num, un flux biliaire abondant risque de compromettre une colo- ration au bleu de m6thyl6ne [8].
Ces divers facteurs interviennent dans le ehoix du moment d'utilisation du colorant, soit extemporairement (m6thodes directes), soit dans un second temps, apr~s pr6paration pr6alable (m&hodes indirectes).
M E T H O D E S D I R E C T E S
Les m6thodes directes sont imm6diatement utilisables en endoscopic de routine sans en alourdir exag6r6ment l'ex6cution.
Au NIVEAU DE L'(ESOPHAGE, 3 types de co- lorants sont disponibles :
L e lugol en solution " / i 2 % [26] ou h 5 % [14] facilite la d61imitation exacte de la jonc- tion muqueuse 0eso-gastrique (ligne << Z ~>) et des h&6rotopies ou m6taplasies de type gas- trique ainsi que l'identification des 16sions n6oplasiques [24].
Akasada et al. [l] ont montr6 l'int6r6t de la coloration au lugol dans la surveillance th6- rapeutique des cesophagites aigu~s.
La technique n6cessite une pr6caution : exclure pr6alablement une pathologic thyroi'- dienne ou une intol6rance ~ l'iode.
L e bleu de mOthylkne en solution h 0,2 % est peu utilis6, sauf en vue de l'analyse des 16- sions de m6taplasie gastrique ou d'endobrachy-
~esophage.
L e bleu de toluidine en solution aqueuse "h 2 % est un colorant nucl6aire d'un grand in- t6r~t. Fix6 par les acides nucl6iques au niveau des 6pith61iums malpighiens en activit6 mito- tique intense [17] il a 6t6 utilis6 efficacement en oto-rhino-laryngologie dans le d6pistage des carcinomes <~ in situ >~ ou micro-invasifs [25].
It n'a pas encore 6t6 6valu6 syst6matique- ment dans le diagnostic du cancer de l'eeso- phage thoracique.
Au NIVEAU DE L'ESTOMAC, les deux prin- cipaux colorants utilis6s par m6thode directe sont le rouge-congo et le bleu de m6thyl~ne.
L e r o u g e - c o n g o en solution bicarbonat6e ~t 0,3 % instill6e au contact de la paroi gastri- que a permis ~t Tatsuda et al. [23] de d61imiter, apr~s stimulation s6cr6toire ?~ la pentagastrine, les zones de muqueuse fundique acido-s6cr6- tante (rouge-congo vir6 au bleu fonc6) et de type antral (coloration inchang6e). Ce test prolonge l'endoscopie d'environ 30 minutes et a 6t6 propos6 afin de d&erminer les zones aci- do-s6cr6tantes avant vagotomie super-s61ective
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ou comme contr61e d'efficacit6 de l'interven- tion, mais avec des r6sultats discutables [7, 13].
L e bleu de m d t h y l d n e en solution aqueuse ~t 0,5 % procure selon Suzuki et al. [21] des r6- sultats satisfaisants dans le rep6rage des ilots de m6taplasie intestinale au niveau desquels le colorant est rapidement absorb6 (t ( 1 min.).
Ces m6mes auteurs n'utilisent par m6thode directe ni dimdthylpolysiloxane, ni prot6ina- ses mais d6conseillent le procdd6 dans l'iden- tification des ldsions canc6reuses gastriques dont le d61ai de coloration est plus long [21].
M E T H O D E S 1 N D I R E C T E S
Les raisons de la moindre diffusion des md- thodes indirectes sont doubles:
i. elles ndcessitent une prdparation plus ou moins longue et contraignante avant l'exa- men.
ii. elles sont rarement applicables au cours d'une endoscopie de premiere intention.
Elles concernent l'estomac et utilisent deux colorants :
Au N1VEAU DUODENAL
L ' i n d i g o - c a r m i n en solution fi 0,2 % [5] ou 0,4 % [18], apr~s administration per-endos- copique de 20 ml d'une solution h 25 % de dim&hylpolysiloxane, procure instantan6ment un dessin du relief villositaire ou des microl6- sions avec selon Kohli et al. [5], une effica- cit6 sup6rieure au bleu de m6thyl~ne. N'&ant pas un colorant vital, l'indigo-carmin n'ap- porte pas d'informations relatives aux d6ficits fonctionnels de muqueuses voisines de 16sions 6volutives (ulc~res, ~rosions).
L e bleu de rndthyldne en solution ~t 0,2 % [5], colorant vital le plus employ6 en pathologie duod6nale, n6cessite un temps de latence de 3 g 4 minutes avant lecture des colorations. La comparaison entre zones co- lordes et non color6es montre au niveau de ces derni~res une proportion moindre de cel- lules de Paneth et g gobelets ainsi qu'une in- filtration inflammatoire accrue, ce qui facilite les contr61es de gu6rison des ulcbres et duod6- nites [5, 6].
Au NIVEAU DU C(~LON
Les colorants employ~s sont les m~mes qu'au niveau duod6nal, mais ~ des concen- trations sup6rieures : indigo-carmin 0,5 % et bleu de m6thyl~ne 1 % [22]. Dans les 16sions inflammatoires du c61on, les deux colorants fa- cilitent le rep6rage des petites 16sions et per- mettent de d61imiter plus ais6ment les mu- queuses saines et alt6r6es [9] mais en outre une absorption correcte du bleu de m6thyl~ne par une muqueuse de colite ulc6rieuse refl~te son degr6 de cicatrisation [22].
L ' i n d i g o - c a r m i n en solution aqueuse 1,5 % administr6 par voie orale (20 ml), apr6s ingestion 15 minutes auparavant d'une solu- tion de dim6thylpolyxylane, bicarbonates et prot6inases [4, 20].
La m6thode convient ~t la d61imitation des aires de distribution des muqueuses de type fundique et pylorique.
L e bleu de m d t h y l d n e est administr6 ~t la concentration de 0,7 % (20 ml) [20] ou en capsules de 100 mg [21] apr~s ingestion de la m6me solution prot6olytique que pour l'indigo- carmin.
La technique initiale comportait, apr~s ro- tation du malade, un tubage gastrique pour aspiration de la solution mucolytique [20]. La plupart des auteurs l'ont supprim6 au profit d'une technique simplifi6e [21] et appliquent la m&hode indirecte au d6pistage des 16sions color6es par le bleu de m6thyl~ne (cancers et m6taplasies intestinales).
E n c o n c l u s i o n , ~t tousles niveaux du tractus digestif, les m6thodes directes de coloration des muqueuses apportent un compl6ment diag- nostique important sans investissement nota- ble de temps ou de moyens, ni servitudes pour le patient.
Lors de la surveillance des 16sions trait6es, les colorants vitaux contribuent ~t 6valuer les processus de cicatrisation et les m6thodes in- directes, bien que plus lourdes pour les ma- lades, trouvent leur justification dans le d6pis- tage plus efficace des 16sions malignes ou l'&ude prospective des 16sions pr6canc6reuses.
Acta Endoscopica Tome VIII - N ~ 3 - 1978 137
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1 3 8 Tome VIII - N ~ 3 - 1978 Acta Endoscopica
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The dye spraying methods proposed by ja- panese authors as an aid for routine endoscopy [3, 5, 20, 23] remains poorly used in Europe.
Therefore this topic was chosen by the S.M.I.E.R. for his 14th Congress in Reims on June 1977, so outlining the interest of multi- disciplinary sessions.
Indeed, we must remember that first pionners of vital staining methods were two gynecolo- gists, respectively Schiller (1928) with lugol's technique [15, 16] and Richart (1963) with toluidine blue [12].
<~ Acta Endoscopica ~ proposes nowadays for publication the original records of the communications presented in this congress and results of newly acquired experiences in vital staining's field.
Stainers were applied for the first time du- ring upper G.I. endoscopy by Voegeli R.
(1966) [26] and Ida K. (1972) [3]. A complete historical review of staining's methods is beyond the scope of this editorial.
Usefulness of dye spraying methods de- pends on their diagnostic ability and their convenience during current endoscopy. Im- provement of endoscopical views and photo- graphies is only anecdotic, except for teaching.
Dyeing digestive mucosae have provided valuable results in experienced hands and we will consider successively different stains, practical procedures, and usefulness at seve- ral levels of the digestive tract.
S T A I N E R S
We must distinguish true vital staining and a spraying with a superficially spreading dye all over a mucosal surface.
Vital stainers have an affinity for mucosal epithelium; they are either absorbed by epi- thelial cells as methylen blue in the duode- num [5, 6, 21] or specifically fixed by some cell's componants as lugol by glycogenic va- cuolor content [11, 24] or toluidine blue by nucleic acids of the cells nuclei [14, 25].
This vital stainers provides functional in- formation about the epithelium studied : abi-
lity to absorb the stain [5, 6, 21], correlation.
between stain intensity and number of nuclei per unit area [1, 2, 17]. Consequently, vital staining in an active and somewhat time consu- ming process.
False positive results can be excluded by washing the mucosa with a saline solution in order to remove the excess of unfixed stain [2].
D y e s Jor spraying m e t h o d s provides close- up pictures of mucosal relief without functio- nal informations. Indigo-carmine used in duo- denal [5, 18] and colonic studies [22] is typi- caly such a spreading dye.
In current practice, this differences are so- mewhat artificial. Methylen blue sprayed on the gastric wall enhance the mucosal relief and moreover can be fixed by fibrin of ulcers o r penetrate between the cells of a cancerous damaged epithelium or finaly be absorbed by cells of an intestinal metaplasia [21].
T E C H N I C S
Procedures depends of the stainer used, size of the organ, relation with the mucosa and pos- sible influence of digestive secretion.
In the stomach a proteolytic enzyme solu- tion (pronase) is used to avoid presence of mucus [4, 20] ans some stain as Congo red can be discolored with variation of acidity [13, 23]. During duodenoscopy a marked bi- lous reflux may impede the absorption of the dye [8].
This features are taken into account for the moment of staining, either immediately (di- rect methods) or after a previous preparation (indirect methods).
D I R E C T M E T H O D S
They are easily available for routine en- doscopy and never tedious for the patients.
OESAPHAGUS : three dyes are commonly used :
L u g o l ' s solution at 2 % [26] or 5 % [14I
Acta Endoscopica Tome VIII . N ~ 3 . 1978 139
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facilitate the delineation of the esophago-gas- tric junction (<~Z>> line), localization of sharply demarcated cancerous lesions or patches of columnar epithelium [24].
Lugol's spraying was proposed with good results by Akasada and al. [1] for endoscopic follow-up of acute severe esophagitis. The pro- cedure will be avoided in patients with iodine intolerance or thyroid's diseases.
Methylen blue's solution (0,2 %) is some- limes used for study of esophageal gastric me- taplasia or ~ endo-brachy-oesophage >>.
Toluidine blue 0 in 2 % aqueous solution is a nucleic stainer of great interest.
Fixed by nucleic acids of squamous epithe- lium with mitotic activity [17] toluidine blue was effective in the localization and treatment of carcinoma << in situ >> or <~ micro-invasive >>
of the oral cavity [25].
Until now his use for diagnosis of thora- .cic esophageal cancer was not evaluated.
STOMACH " two dyes are usualy proposed for direct methods : Congo-red and methylen blue.
With spraying Congo-red in bicarbonate so- lution (0,3 %) directly on the gastric wall after maximal stimulation of gastric acid out- put with pentagastrin (6 ~tg/kg), Tatsuda and al. [23] have delineated the boundary between
~undic mucosa with acid secretion pattern (dis- colored areas) and antral mucosa or extent of gastritis (non discolored areas). The test need watching for 30 min. following admi- nistration of pentagastrin and was used with unreliable results to demonstrate still inner- vated areas during highly selective vagotomy 9 or in evaluating the completeness of vagotomy postoperatively [7, 13].
With methylen blue in 0,5 aqueous solu- tion Suzuki and al. [21] have obtained accu- rate results in diagnosis of stained patches of intestinal metaplasia where the dye is quickly absorbed (t ~ 1 min.).
For the direct method neither dimethylpo- lysiloxane nor proteinase are indispensable but the procedure is unsuitable for localization of gastric cancerous lesions whose dye's uptake is longer [21 ].
DUODENUM
Indigo-carmine in 0,2 % [5] or 0,4 % [18]
aqueous solution, after perendoscopic admi- nistration of a 25 % dimethylpolysiloxane so- lution (20 ml), provides immediately a suffi- cient picture of fine villous structures and mi- nute lesions of the duodenal mucosa. Kohli and al. [5] comparing the effet of indigo- carmine with that of methylen blue have found more doubtful cases with the latter than the former.
Functional deficiences of damaged mucosa or in areas surrounding active lesions (ulcers, erosions) escapes to this unabsorbed dye pig- ment.
Methylen blue in 0,2 % solution [5] is the more commonly employed stainer in duodenal studies. His use needs a delay (3 or 4 minutes) before observation.
Comparison between stained and unstained mucosa can be correlated with the number of goblet and Paneth cells and intramucosal in- flammatory cell infiltration [6]. This patterns are helpful as survey of healing in duodenal ulcers and duodenitis [5, 6].
COLON
Indigo-carmine and methylen blue are used as for the duodenum but with higher concen- trations, respectively 0,5 % and 1 % [22]. In colonic inflammatory diseases both stainers are helpful in localization of minute findings or delineation of limits between damaged and healed mucosa [9] but only a correct methylen blue absoprtive capacity reflect a complete healed stage [22].
I N D I R E C T M E T H O D S
Reasons of lesser diffusion of indirect me- thods are :
i. the need of a previous time consuming and tedious preparation before endoscopy.
it. they are seldom used for a first endos- copy.
In gastric pathology, two dyes are propo- sed :
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Indigo-carmine in 1,5 % aqueous solution given orally (20 ml) after previous oral admi- nistration (15 minutes before) of a mixed so- lution (dimethylpolyxilane, bicarbonates, pro- teinase) provides an accurate delineation between boundary of fundic and pyloric mu- cosae [4, 20].
Methylen blue is administrated oraly as a 0,7 % solution (20 ml) [20] or as a capsule containing 100 mg of the dye [21].
The initial procedure needed a vigorous ro- tation of the patient after swallowing of the dye with proteolytic enzyme solution and fur- ther aspiration of the gastric content through a nasogastric tube [20]. A more simple method
is actualy proposed [26] for identification of stained gastric lesions (cancer and intestinal metaplasia).
Conclusion, at different levels of the diges- tive tract direct dye spraying methods are easy, not tedious for the patients, takes little time and often provides more diagnostic accu- racy. Usefulness of stains for the follow-up of inflammatory lesions and survey of the hea- ling process will probably be emphasized in the future.
Indirect methods are rather heavy and must be reserved to repair of malignant or premali- gnant lesions.
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