Faculdade de Ciências Médicas, Universidade NOVA de Lisboa Tese de Doutoramento Medicina 2023

ABSTRACT Colorectal cancer (CRC) is a leading cause of morbidity and mortality in the world, mostly in western countries. Worldwide, CRC accounts for over 930 000 deaths/year. Colonoscopy has been shown to decrease both CRC incidence and mortality by detecting and allowing the removal of adenomas. Adenomas are part of the carcinogenesis pathway of colorectal adenocarcinoma and they are particularly amenable to screening because of their slow growth and ease of endoscopic resection. However, optical colonoscopy has been shown to miss some pre-malignant lesions in tandem studies, especially sessile serrated lesions (SSL). These lesions are different from adenomas, they are more frequent on the right colon, usually present with a flat morphology and are indistinct from the adjacent normal mucosa which makes them much harder to detect through optical colonoscopy. SSL also present a different, faster carcinogenesis pathway and as result of these characteristics, they are strongly associated with interval CRC, which is the occurrence of colorectal cancer after a screening colonoscopy and before the next scheduled screening/surveillance procedure. New technologies and strategies have emerged to increase the sensitivity of colonoscopy for pre-cancerous lesions, especially adenomas, since their detection rate is associated with the future risk of CRC. Nevertheless, in order to increase the preventive effect of colonoscopy it is also important to detect SSL more effectively. Herein, we present our contribution to the ongoing search for quality improvements in screening colonoscopy. We performed one national survey, three randomized trials and two observational studies to evaluate different aspects of colonoscopy safety and effectiveness. The role of sedation in gastrointestinal endoscopy First, we looked into the role of sedation as it is a fundamental aspect of colonoscopy safety and quality. We performed a national survey to evaluate the current sedation and monitoring practices in Portuguese endoscopy units (both in public and private practice). In this study we learned that sedation is a routine practice in colonoscopy. Propofol and midazolam are the most used drugs and the former is the agent of choice for most endoscopists but its’ use is almost exclusively performed by anesthesiologists. After this survey was performed and driven by different national practices in Europe we undertook a randomized study to compare non-anesthesiologist administered propofol sedation (NAAP) and anesthesiologist directed sedation safety and quality, in low-risk patients undergoing routine colonoscopy in Portugal. We performed a single center non-inferiority randomized controlled trial with 277 colonoscopies (150 in the NAAP group and 127 in the anesthesiologist sedation group) and there was no difference between the primary endpoints in the two groups. The incidence of AE was 39.3% in the NAAP group and 39% in the anesthesiologist sedation group (absolute difference -0.3%, 95% CI -12.0 to 11.4%; p=0.959). There was no significant difference in the main quality indicators. The adenoma detection rate (ADR) was 28.4% in group A and 23.2% in group B (p=0.331). We concluded that NAAP was non-inferior to anesthesiologist sedation in a low risk (ASA I-II) population submitted to colonoscopy. Adverse events are common but can be safely managed by a trained team and propofol provides a high-quality sedation by achieving high patient satisfaction scores and willingness to repeat the colonoscopy. Quality indicators in colonoscopy Following this study, we performed an observational cross-sectional study to evaluate the colonoscopy quality at our unit by measuring the currently accepted quality indicators and publish them as benchmarking indicators. In this study, the overall ADR was 36% (95% CI 32-39), the mean number of adenomas per colonoscopy was 0.66 (95% CI 0.56-0.77), the sessile serrated lesion detection rate was 1% (95% CI 0-2) and the adjusted cecal intubation rate (CIR) was 93.7% (95% CI 91.7-95.8). Most colonoscopies were performed under deep sedation (53%), and 35% were unsedated. The use of sedation (propofol or midazolam based) was associated with a higher CIR (OR 3.60, 95% CI 2.02-6.40, p < 0.001). The high frequency of poor bowel preparation and the low sessile serrated lesion detection rate were acknowledged, and actions were implemented to improve both indicators. Improving quality in colonoscopy The last studies were designed to evaluate whether the use of narrow band imaging and Endocuff could improve the detection of lesions, specifically sessile serrated lesions. In the Endocuff trial we randomized 257 patients who underwent elective colonoscopy. The patients were randomly allocated to one of two groups according to the use of Endocuff Vision (EV) - standard colonoscopy vs. colonoscopy with EV. We compared the rates of detection of serrated lesions and adenomas. The number of serrated lesions per colonoscopy was not significantly higher in the EV group (0.233 vs 0.156, mean difference 0.076, p=0.381). None of the secondary endpoints regarding the detection rate of adenomas (65.9% vs 66.4%; OR 0.977, 95% CI 0.583-1.638; p=0.931) or sessile serrated lesions (12.4% vs 7.8%; OR 1.671; 95% CI 0.728-3.836; p=0.226) were superior in the EV group. We concluded that EV did not increase the detection rate of SSL. In the NBI trial we performed a randomized clinical trial to compare the mean detection of serrated lesions and hyperplastic polyps ≥10 mm with NBI or high definition white light (HD-WL) withdrawal. We also compared all sessile serrated lesions (SSL), adenoma and polyp prevalence and rates. Overall, 782 patients were randomized and the average number of serrated lesions and hyperplastic polyps ≥10 mm detected per colonoscopy (primary endpoint) was similar between the HD-WL and NBI group (0.118 vs 0.156, p=0.44). The adenoma detection rate (55.2% vs 53.2%, p=0.58) and SSL detection rate (6.8% vs 7.5%, p=0.502) were not different between the two study groups. Withdrawal time was higher in the NBI group (10.88 vs 9.47 min, p=0.004), with a statistically non-significant higher total procedure time (20.97 vs 19.30 min, p=0.052). The results demonstrate that routine utilization of narrow band imaging does not improve the detection of serrated class lesions or any pre-malignant lesion and increases the withdrawal time. After these trials we decided to explore whether participating in research projects could have an impact in the quality indicators of routine colonoscopies. We performed a cross-sectional study comparing the detection of pre-malignant lesions in 147 randomly sampled non-research colonoscopies and 294 from the control groups of two prospective trials. The pre-malignant lesion detection rate was higher in the trial group with 65.6% vs 44.2% (OR 2.411; 95% CI 1.608-3.614; p<0.001), the polyp detection rate was 73.8% vs 59.9% (OR 1.889; 95% CI 1.242-2.876; p=0.003), the adenoma detection rate was 62.6% vs 44.2% (OR 2.110; 95% CI 1.411-3.155; p<0.001) and the sessile serrated lesion detection rate was 17% vs 4.1% (OR 4.816; 95% CI 2.014-11.515; p<0.001). The mean number of pre-malignant and sessile serrated lesions was 1.70 vs 1.06 (p=0.002) and 0.32 vs 0.06 (p=0.001) lesions per colonoscopy. In a multivariate analysis with each single potential confounder, there was no significant change in any of the study outcomes. Therefore, we concluded that patients involved in colonoscopy trials may benefit from higher quality examinations, as shown by the higher detection rates. Institutions should consider supporting clinical research in colonoscopy as a simple means to improve colonoscopy quality and colorectal cancer prevention.

RESUMO O cancro colorretal (CCR) é uma das principais causas de morbimortalidade no mundo, principalmente no Ocidente. Globalmente, o CCR é responsável por mais de 930.000 mortes por ano. A colonoscopia demonstrou diminuir a incidência e a mortalidade por CCR através da deteção e remoção de adenomas. Os adenomas inserem-se na via de carcinogénese do adenocarcinoma colorretal e o seu crescimento lento e a possibilidade de resseção endoscópica tornam a sua deteção fundamental no rastreio de CCR. Contudo, alguns estudos demonstram que determinadas lesões pré-malignas podem não ser detetadas facilmente por colonoscopia, nomeadamente as lesões serreadas sésseis (LSS). Estas diferem dos adenomas, apresentando geralmente uma morfologia plana e são mais frequentes no cólon direito, aspetos que tornam mais difícil a sua deteção por colonoscopia ótica. Além disso, as LSS apresentam uma via de carcinogénese mais acelerada, estando, por isso, associadas a CCR de intervalo (definido como a ocorrência de CCR após uma colonoscopia de rastreio e que de desenvolve antes da colonoscopia de vigilância programada). Novas tecnologias têm sido desenvolvidas no sentido de aumentar a sensibilidade da colonoscopia para lesões pré-malignas, nomeadamente adenomas, pois o aumento da sua taxa de deteção traduz-se na diminuição do risco de CCR. Porém, para aumentar o efeito preventivo da colonoscopia é também importante detetar mais eficazmente as LSS. Tendo estes aspetos em consideração, os trabalhos aqui apresentados foram desenvolvidos para a melhoria da investigação em qualidade em colonoscopia de rastreio. No total, foram realizados um inquérito nacional, dois estudos observacionais e três ensaios randomizados, que pretenderam avaliar diferentes aspetos da qualidade e segurança em colonoscopia. O papel da sedação em Gastrenterologia Em primeiro lugar, o papel da sedação como aspeto fundamental da segurança e qualidade em colonoscopia foi explorado através de um inquérito nacional. Este inquérito versou sobre as práticas comuns envolvendo a sedação e monitorização nas unidades de endoscopia Portuguesas (no sector público e privado). Verificámos que a sedação é prática habitual na realização de colonoscopias, sendo o propofol e o midazolam os fármacos mais frequentemente utilizados. Embora o propofol seja o fármaco de eleição para a maioria dos endoscopistas, este é quase exclusivamente utilizado por médicos Anestesiologistas. Posteriormente e, motivados pelo diferente manejo no que respeita a sedação entre países europeus, realizámos um ensaio clínico de não inferioridade, controlado e randomizado, comparando a segurança e qualidade da sedação com propofol, administrado por médico não Anestesiologista (grupo A) e por médico Anestesiologista (grupo B) em doentes de baixo risco submetidos a colonoscopia eletiva em Portugal. Foram incluídas 277 colonoscopias (150 no grupo A e 127 no grupo B), não se verificando diferenças nos endpoints primários entre os dois grupos. A incidência de eventos adversos foi de 39.3% no grupo da sedação com propofol administrado por não anestesiologista e 39% no grupo da sedação por anestesiologista (diferença absoluta -0.3%, IC 95% -12.0 to 11.4%; p=0.959). Não se verificaram diferenças estatisticamente significativas nos principais indicadores de qualidade. A taxa de deteção de adenomas (ADR) foi de 28.4% no grupo A e 23.2% no grupo B (p=0.331). Assim, concluímos que a sedação com propofol administrado por médico não Anestesiologista não foi inferior à sedação por Anestesiologista numa população de baixo risco (ASA I-II) submetida a colonoscopia. Os eventos adversos foram comuns, mas podem ser manejados com segurança por uma equipa treinada para o efeito. A elevada qualidade da sedação com propofol traduziu-se ainda em maiores níveis de satisfação dos doentes e de vontade em repetir colonoscopia. Indicadores de qualidade em colonoscopia No sentido de avaliar a qualidade da colonoscopia da nossa unidade de técnicas (Hospital Beatriz Ângelo), foram medidos os indicadores de qualidade atualmente aceites, através de estudo transversal observacional. A taxa de deteção de adenomas foi de 36% (IC 95% 32-39), o número médio de adenomas por colonoscopia foi 0.66 (IC 95% 0.56-0.77) e a taxa de deteção de LSS foi de 1% (IC 95% 0-2). A taxa de entubação cecal ajustada foi de 93.7% (IC 95% 91.7-95.8). A maioria das colonoscopias foi realizada sob sedação profunda (53%) e em 35% não foi utilizada qualquer sedação. A utilização de sedação (com propofol ou midazolam) associou-se a uma taxa de entubação cecal mais elevada (OR 3.60, IC 95% 2.02-6.40, p < 0.001). Por um lado, a taxa de deteção de adenomas na nossa unidade foi superior à recomendada. Por outro lado, verificámos com elevada frequência inadequada preparação intestinal e reduzida taxa de deteção de LSS, pelo que foram instituídas medidas para melhorar ambos os indicadores. Implementação de medidas para aumento da deteção de lesões pré-malignas Com o intuito de determinar estratégias que contribuíssem para o aumento da deteção de lesões, nomeadamente LSS, foram desenhados dois estudos randomizados. Primeiramente, a utilidade do uso do Endocuff no aumento da deteção destas lesões foi avaliada através de um ensaio randomizado que incluiu 257 doentes submetidos a colonoscopia eletiva. Os doentes foram alocados aleatoriamente a um de dois grupos, consoante a colonoscopia fosse realizada com recurso a visão com Endocuff (VE) ou sem a sua utilização. O número de LSS por colonoscopia não foi significativamente superior no grupo com VE (0.233 vs 0.156, diferença média 0.076, p=0.381). Nenhum dos endpoints secundários, nomeadamente a taxa de deteção de adenomas (65.9% vs 66.4%; OR 0.977, IC 95% 0.583-1.638; p=0.931) ou de LSS (12.4% vs 7.8%; OR 1.671; IC 95% 0.728-3.836; p=0.226) foi superior no grupo EV. No nosso estudo, a utilização de VE não aumentou a taxa de LSS. Em segundo lugar, realizámos um ensaio randomizado comparando o número médio de LSS e pólipos hiperplásicos com ≥10 mm detetados na retirada com NBI ou com luz branca. Foram também comparados a prevalência e as taxas de deteção de LSS, adenomas e pólipos. No total, 782 foram randomizados e o número médio de LSSs e pólipos hiperplásicos com ≥10 mm detetados por colonoscopia (endpoint primário) foi semelhante entre o grupo com NBI e com luz branca (0.118 vs 0.156, p=0.44). A taxa de deteção de adenomas (55.2% vs 53.2%, p=0.58) e LSS (6.8% vs 7.5%, p=0.502) não foi diferente entre os dois grupos. O tempo de retirada foi superior no grupo com NBI (10.88 vs 9.47 min, p=0.004), sendo o tempo de procedimento superior, no entanto, sem atingir significado estatístico (20.97 vs 19.30 min, p=0.052). Estes resultados demonstram que a utilização de NBI não aumenta a deteção de lesões serreadas ou de qualquer lesão pré-maligna, aumentando o tempo de retirada. Por fim, decidimos explorar se a participação em projetos de investigação poderia ter impacto nos indicadores de qualidade das colonoscopias de rotina. Para tal, através de um estudo transversal, foi comparada a deteção de lesões pré-malignas em 147 colonoscopias eletivas aleatoriamente selecionadas e 294 colonoscopias de grupos controlo de dois estudos prospetivos. No grupo de investigação, verificou-se uma maior deteção de lesões pré-malignas (65.6% vs 44.2%, OR 2.411; IC 95% 1.608-3.614; p<0.001) e taxa de deteção de pólipos (73.8% vs 59.9%; OR 1.889; IC 95% 1.242-2.876; p=0.003), de adenomas (62.6% vs 44.2%; OR 2.110; IC 95% 1.411-3.155; p<0.001) e de LSS (17% vs 4.1%; OR 4.816; IC 95% 2.014-11.515; p<0.001). O número médio de lesões pré- malignas (1.70 vs 1.06, p=0.002) e LSS (0.32 vs 0.06, p=0.001) por colonoscopia também superior no grupo de investigação. Numa análise multivariada ajustada para potenciais fatores confundidores, não houve diferença significativa em nenhum dos outcomes. Portanto, concluímos que os doentes envolvidos em ensaios clínicos podem beneficiar de exames com maior qualidade como demonstrado pelas taxas de deteção mais elevadas. Por conseguinte, o apoio das várias instituições no desenvolvimento da investigação clínica em colonoscopia pode resultar na melhoria qualidade em colonoscopia e da prevenção do CCR.