202410论著|食管海绵细胞学在食管癌高发县食管癌筛查中的应用研究

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2020年我国食管癌新发病例为32.4万例，位居恶性肿瘤发布谱第6位；死亡病例为30.1万例，位居恶性肿瘤死亡谱第4位。食管癌系由食管鳞状上皮或腺上皮的异常增生所形成的恶性肿瘤，主要包括鳞状细胞癌（squamous cell carcinoma，SCC）和腺癌（adenocarcinoma，AC）两种病理类型。食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma，ESCC）主要发生于食管中上段，食管腺癌（esophageal adenocarcinoma，EAC）主要发生于食管下端，与贲门癌和近端胃癌合称为胃食管结合部腺癌（adenocarcinoma of esophagogastric junction，AEG）。ESCC 和AEG在我国均呈现严峻的高发态势，其中以ESCC为主要病理类型。早期食管癌患者，经过及时有效的治疗，五年生存率可达90%；中晚期食管癌患者，尽管治疗方面取得了较大进展，但是五年生存率仍低于30%，并且生存质量较差。近年来，我国食管癌的人均医疗费用逐年增加，而早期食管癌的治疗费用明显低于进展期。因此，开展食管癌的筛查及早诊早治是目前提高食管癌治疗效果、减轻社会和家庭经济负担的最有效途径。

江苏省淮安市涟水县是食管癌高发县，多年来该县食管癌的发病率和死亡率超过全国水平的2倍。因此，自2016年开始，涟水县作为新增项目点参与国家癌症中心组织的淮河流域癌症早诊早治项目。在过去七年的食管癌筛查工作中，我们发现因侵入性所致的患者依从性较低，以及所需设备和技术要求较高、成本较高等因素，削弱了胃镜检查在大规模社区筛查中应用的可行性。

近年来，我国自主研发的新型食管细胞收集器（工作原理基于食管海绵细胞学检查），具有简单、方便、价格便宜等优点，在早期食管癌及癌前病变的初筛中具有一定应用前景。因此，我们以涟水县机会性筛查人群为对象进行前瞻性研究，通过对食管海绵细胞学检查与传统胃镜检查结果进行对比观察，探讨食管海绵细胞学在食管癌筛查中应用的可行性和准确性。

一、研究对象

本研究经涟水县人民医院伦理委员会审批通过（编号：2021226‑01），并于海军军医大学长海医院进行临床试验注册（NCT04609813），对2021年5月至2022年6月在涟水县人民医院就诊的患者进行食管癌机会性筛查。纳入标准：（1）年龄40~75岁；（2）有上消化道症状并有上消化道内镜检查意向。排除标准：（1）有吞咽困难、进食不畅、呕血、黑便等食管癌报警症状者；（2）近一年内接受过胃镜检查者；（3）既往明确食管上皮内瘤变（异型增生）或食管癌病史者；（4）存在食管胃底静脉曲张、食管狭窄者；（5）既往有食管外科手术史者；（6）存在凝血功能障碍或需持续服用抗凝药、抗血小板药物者；（7）存在胃镜检查和黏膜活检禁忌证者；（8）患有其他严重疾病、预期寿命<5年者；（9）本人拒绝配合研究方案或拒绝签署知情同意书者。

1.样本量评估：采用根据敏感度、特异度进行诊断试验样本量估算的方法计算本研究所需最少样本量。根据文献，设定“食康1号”胶囊系统的灵敏度为0.85，特异度为0.80；根据我院5年来门诊行胃镜检查的40~75岁人群食管高级别上皮内瘤变和食管癌的年检出率均在3.5%以上，设定患病率为0.035；制定容许误差为0.1，α取0.05。依据公式得出至少需要1 399名受试者。

2.信息采集：受试者签署知情同意书后，在门诊医师指导下，由接受过统一培训的调查员进行个人基本信息采集及食管癌危险因素调查，采用编制的标准化问卷，通过手机或电脑软件完成信息采集，采集信息包括身份证号、性别、身高、体重、居住地、原籍贯、亲属食管癌等相关肿瘤患病情况、吸烟情况、饮酒情况、饮食习惯、口腔健康等。

二、筛查方法

1.食管海绵细胞学检查：检查前禁食6 h、禁水4 h，术前30 min常规口服祛泡剂和祛黏液药品。使用食管新型细胞收集器——“食康1号”胶囊系统（湖南港湾公司）收集食管和食管胃交界处的细胞。食管细胞取样程序由训练有素的研究护士在内镜检查中心进行。细胞取样和处理过程参照文献。简要过程如下：受试者用少量水吞咽“食康1号”胶囊，在口腔外留下大约20 cm长的绳子，绳子上的蓝色标记刚好位于嘴唇处；慢慢饮用150~200 mL的50 ℃水，让胶囊溶解，使被包裹的海绵膨胀成伞状，位置略低于贲门；2 min后通过拉动细绳，将该装置缓慢经口取出，同时沿着其路径捕获细胞；将回收的细胞收集海绵放入保存液（南京福怡公司）中，并在室温下转移到细胞学实验室；在实验室，细胞标本被重新悬浮，并且每份准备30张液基细胞学玻片，所有载玻片采用费尔根‑曙红法染色，数字病理系统（南京福怡公司）扫描分析，并根据贝塞斯达系统作出诊断，包括未见上皮内病变及恶性细胞（negative for intraepithelial lesion and malignancy，NILM）、鳞状细胞增生（squamous cell hyperplasia，SCH）、非典型鳞状细胞（atypical squamous cell，ASC）、低度鳞状上皮内病变（low‑grade intraepithelial lesion，LSIL）、高度鳞状上皮内病变（high‑grade squamous intraepithelial lesion，HSIL）、SCC、AC，其中ASC、LSIL、HSIL、SCC、AC定义为食管海绵细胞学阳性。

2.胃镜检查及活检：受试者在完成食管海绵细胞学采集后进行胃镜检查。在胃镜检查的过程中，进镜时以窄带光成像（narrow band imaging，NBI）模式观察食管全程，退镜时以1.2%卢戈液进行食管碘染。对内镜下所有可疑区域取活检行组织病理学检查，直径5~<20 mm的取1块活检，直径20~<40 mm的取2块活检，直径≥40 mm的取3块活检。从食管入口至贲门每隔5 cm留图一张，且至少留图10张，活检前后各留一张图。食管活检标本的组织病理学诊断包括正常鳞状上皮、食管炎、SCH、低级别上皮内瘤变（low‑grade intraepithelial neoplasia，LGIN）、高级别上皮内瘤变（high‑grade squamous intraepithelial lesion，HGIN）、SCC、AEG。胃镜检查、活检组织病理学、食管海绵细胞学两两互盲。

三、观察指标

1.采样质量和不良反应：在食管海绵细胞学检查采样过程中，研究护士使用结构化表格记录采样质量和不良反应发生情况。如果胶囊内的材料完全膨胀，则取样质量定义为良好；如果材料部分膨胀或未膨胀，则取样质量分别定义为中等或较差。不良反应包括恶心、呕吐、喉咙痛、食管撕裂等。

2.受试者采样耐受性：使用可视化模拟评分（visual analogue scale，VAS）评估受试者对采样过程的主观感受，评分范围为1~10分，8~10分定义为耐受性良好，6~7分定义为耐受性一般，1~5定义为耐受性较差，其中≥6分定义为可接受。

3.样本满意度：在细胞学判读过程中，如果采样细胞数多于3.0×10⁶个，样本满意度定义为满意；如果采样细胞数在（0.5~3.0）×10⁶个，样本满意度定义为基本满意；如果采样细胞数少于0.5×10⁶个，样本满意度定义为不满意，需重新采样。

4.食管海绵细胞学诊断效能：以内镜+活检病理诊断作为金标准，计算食管海绵细胞学诊断的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确率。

四、统计学分析

使用SPSS 26.0统计学软件、R语言进行统计学处理。计量资料满足正态分布者用±s表示，2组间比较行t检验；计数资料组间比较使用卡方检验。P<0.05为差异有统计学意义。

一、基线资料

研究期间共有1 618例在涟水县人民医院就诊的患者符合纳入标准并同意进行食管癌机会性筛查，其中28例在完成食管细胞学采集后拒绝行胃镜检查被排除，最终共有1 590名受试者完成了本项目，满足本项目的样本量需求。通过内镜检查及活检组织病理学，在1 590名受试者中发现70例食管癌（HGIN、SCC、AEG）患者，进一步根据食管癌危险因素调查结果分析发现，食管癌人群与非食管癌（正常鳞状上皮、食管炎、SCH、LGIN）人群在性别、年龄、吸烟、经常食用腌制食物与热食、癌症家族史、文化程度方面的差异均有统计学意义（P<0.05），男性、高龄、吸烟、经常食用腌制食物与热食、具有癌症家族史、小学及以下教育水平人群更易患食管癌，见表1。

表1 食管癌机会性筛查受试者的基线资料

注：^a食管癌包括食管高级别上皮内瘤变、食管鳞状细胞癌、胃食管结合部腺癌；^b非食管癌包括食管正常鳞状上皮、食管炎、食管鳞状细胞增生和食管低级别上皮内瘤变

二、食管海绵细胞学检查的安全性、耐受性和采样质量情况

1 590名受试者均为第1次参与食管癌机会性筛查，且为第1次接受食管海绵细胞学检查，均顺利完成。在食管海绵细胞学检查采样过程中，未见严重不良反应，不良反应主要表现为采集期间呕吐［0.31%（5/1 590）］和采集后喉咙不适［2.45%（39/1 590）］，均能自行缓解，无需进一步医疗干预；对于采样过程，大部分受试者耐受性良好，表示可以接受［98.62%（1 568/1 590）］；取样后观察，1 526名（95.97%）受试者的海绵材料完全膨胀，表明采样质量良好（表2）。数字病理系统扫描分析显示，1 590名受试者的采样细胞数在（2.01~4.00）×10⁶个，中位采样细胞数3.48×10⁶个，能够满足细胞学结果的判读要求。

表2 1 590名受试者食管海绵细胞学检查的安全性、耐受性和采样质量结果[例（%）]

注：VAS指可视化模拟评分

三、食管海绵细胞学检查的诊断效能

1 590名受试者的食管海绵细胞学诊断及内镜+活检病理诊断结果见表3。以食管海绵细胞学阳性（ASC、LSIL、HSIL、SCC、AC）诊断食管癌及癌前病变（LGIN、HGIN、SCC、AGE）的敏感度为84.25%（107/127）、特异度为93.78%（1 372/1 463）、阳性预测值为54.04%（107/198）、阴性预测值为98.56%（1 372/1 392）、准确率为93.02%（1 479/1 590）；以食管海绵细胞学阳性诊断食管癌（HGIN、SCC、AEG）的敏感度为98.57%（69/70）、特异度为91.51%（1 391/1 520）、阳性预测值为34.85%（69/198）、阴性预测值为99.93%（1 391/1 392）、准确率为91.82%（1 460/1 590）。

表3 食管海绵细胞学结果与内镜+活检病理结果对照（例）

注：NILM指未见上皮内病变及恶性细胞；SCH指鳞状细胞增生；ASC指非典型鳞状细胞；LSIL指低度鳞状上皮内病变；HSIL指高度鳞状上皮内病变；SCC指鳞状细胞癌；AC指腺癌；LGIN指低级别上皮内瘤变；HGIN指高级别上皮内瘤变；AEG指胃食管结合部腺癌

早期食管癌目前筛查主要依靠消化内镜检查。胃镜下卢戈液碘喷洒染色或光学增强技术是最常用的早期食管癌筛查方法。然而，侵入性、成本和可及性限制了高质量内镜检查在大规模社区筛查中的可行性。此外，即使在高风险地区，也需要100多例内镜筛查才能发现1例符合可治愈条件的早期食管癌，这削弱了内镜筛查的成本-效益。因此，需要开发一种非侵入性、成本较低且易于操作的方法，用于内镜检查前的初步筛查。

20世纪70年代以来，已有不同的方法从食管中提取细胞学样本用于诊断食管癌，包括刷子、球囊和海绵采样器。这些方法因为敏感度低而未得到广泛的临床应用以及基于人群的筛查。《中国早期食管癌及癌前病变筛查专家共识意见（2019年，新乡）》中指出，食管新型细胞收集器是新型食管细胞学采样装置，比原有拉网细胞学采样成功率更高。食管新型细胞收集器细胞学联合生物标志物已被证实可有效鉴定巴雷特食管上皮内瘤变和食管腺癌，并已有初步结果显示在食管鳞癌筛查中的应用价值。Gao等利用我国自主研发的新型食管细胞收集器——“食康1号”海绵胶囊系统进行食管细胞富集，进一步使用人工智能辅助海绵细胞学诊断，发现在食管鳞癌和胃食管交界部腺癌的筛查中安全、可行，准确率较高。“食康1号”胶囊系统的海绵网材料扩展为伞形，可以更好地适应食管衬里，有助于在取出过程中细胞的富集和收获。因此，在本研究中我们亦采用该胶囊系统进行食管细胞富集，收集的食管细胞中位数为3.48×10⁶个，样本的细胞数均在2.00×10⁶个以上，能够满足细胞学结果的判读要求。在食管海绵细胞学检查的安全性、耐受性方面，本研究显示，在新型食管细胞收集器采样过程中未见严重不良反应，不良反应主要表现为采样过程中呕吐和采样后喉咙痛，均能自行缓解，且大部分受试者的耐受性良好。

共识意见中指出，我国食管癌发病率地区差异性显著，建议以县级行政区为单位界定食管癌高发地区。江苏省淮安市涟水县，2010—2021年以来食管癌发病率为（47.32~78.92）/10万，属于高发地区。因此，本研究选择以本县人群为筛查对象进行单中心研究。共识意见中还指出，以群体普查与机会性筛查相结合的方式进行食管癌筛查。为提高发现率，我们采用机会性筛查的方案，对在涟水县人民医院门诊就诊有上消化道症状、年龄40~75岁的患者进行机会性筛查，排除有吞咽困难、进食不畅、呕血、黑便等食管癌报警症状者。本研究提示在高危地区食管癌的一级预防中仍然要重视吸烟、食用腌制食物与热食等不良习惯的改变，重视对男性、老年人群、具有癌症家族史群体的筛查。

以内镜诊断结合活检病理诊断作为金标准，在本项食管癌高发县的机会性筛查中，食管海绵细胞学阳性（ASC、LSIL、HSIL、SCC、AC）对食管癌（HGIN、SCC、AEG）的诊断效果较好，敏感度为98.57%，特异度为91.51%，阴性预测能力最佳，达到99.93%，提示对于食管海绵细胞学阴性者可以暂缓胃镜检查，而食管海绵细胞学阳性者强烈建议行胃镜检查。此外，在本研究中，需22.71例（1 590/70）内镜检查才能发现1例食管癌，而如果只对食管海绵细胞学阳性的受试者进行胃镜检查，发现1例食管癌仅需内镜检查2.87例（198/69），可以避免98.57%（69/70）的患者行胃镜检查，这一结果比Gao等报道的以社区为基础的筛查研究结果（92.5%）稍高，考虑原因在于研究人群的差异。本研究是在食管癌高发县针对有消化道症状（除外食管癌报警症状）、年龄40~75岁的人群进行的机会性筛查，食管癌的检出率要明显高于以社区为基础的筛查。在本研究中，如果仅对食管海绵细胞学阳性的受试者进行胃镜检查，存在1例（1.43%）漏诊，回顾分析此病例，发现虽然患者的食管海绵胶囊膨胀良好，采样细胞数也在2.00×10⁶个以上，满足细胞学检查的要求，但是在将海绵胶囊经口取出过程中患者出现明显的恶心、呕吐，可能导致海绵胶囊与食管壁接触不完全，导致部分细胞没有采集到从而漏诊，提示在细胞学采样时要尽量避免患者的恶心、呕吐反应，可在采样前充分沟通，采样过程中缓慢拉动细绳将海绵胶囊取出，让海绵胶囊尽可能地与贲门、食管壁相接触，以捕获食管及食管胃结合部全路径细胞。

综上所述，食管海绵细胞学可应用于食管癌高发县的食管癌筛查，是一种简单方便、安全有效且人群接受度较高的食管癌筛查方法。针对我国庞大的人口基数，在首先识别高危人群的基础上，采用食管海绵细胞学用于内镜检查前的初步筛查，可以有效减少内镜检查，从而有希望建立符合我国国情的、基于“高危因素量表-食管细胞学检查-内镜精查”的食管癌筛查新策略。

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