宁波大学附属第一医院 | 早期胃癌筛查方法汇总

文摘   2024-10-30 19:06   湖北  
宁波大学附属第一医院叶国良教授团队曾在《Journal of cancer》上发表了一篇综述,题为“Global progress and future prospects of early gastric cancer screening”。在本篇文章中,作者综述了世界范围内早期胃癌筛查方法的研究进展及未来发展,以期为胃癌的早期诊断和治疗提供新的视角和途径。

据悉,本篇综述中所提及的共聚焦显微内镜是一种全新的显微内窥成像技术,可进行实时在体的可视化活检,为临床医生提供细胞级病理组织学图像信息,可在临床诊断、治疗、随访中发挥重要价值。


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作者寄语


PROFILE

叶国良教授

二级主任医师 教授 博士生导师

宁波大学附属第一医院 消化病中心主任


胃癌是一种常见的恶性肿瘤,对全球健康构成严重威胁。尽管在医疗技术、筛查方法和公众意识方面取得了不错的进展,但胃癌发病率和死亡率仍居世界前列。早期胃癌无明显症状、早期病变难以识别,大多数发现时已是晚期,预后较差。因此,胃癌的早期筛查非常重要。
近年来,在世界范围内,早期胃癌筛查的临床和基础研究方面都取得了进展。目前早期胃癌的主要筛查方法有影像学筛查、内镜筛查和血清生物标志物筛查每种筛选方法都有其优点和局限性。本文客观、简明地总结了早期胃癌筛查的现状和潜在进展,以期为世界范围内胃癌的早期诊疗提供新的视角和途径。


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内容概要


本文将从影像学、内镜和血清生物标志物三个方面分别介绍每种筛查方法在早期胃癌筛查中的优缺点,以便更好的用于胃癌的早期诊疗,提高临床诊疗效率。

一.早期胃癌的影像学筛查
医学影像学以其无创、低成本、易获取的特点在胃癌筛查中发挥着重要作用。从经典的上消化道钡餐检查到现代多层螺旋CT、MRI和超声检查,设备和技术的进步为胃癌原发肿瘤的检测、远处转移和术前评估做出了巨大贡献。

1.上消化道备餐(UGI)
介绍:UGI是一种常规的胃癌筛查方法。该技术利用硫酸钡来区分X射线曝光下胃肠道病变。
性能:敏感性为82.4%,特异性为77.2%,阳性预测值为1.78%。
优点:操作简单、价格低廉、无痛。
局限性:检出率受胃腔充盈、钡浓度、操作者水平、胃癌形态等多种因素影响;不能反映病变的浸润深度;不能用于诊断病变邻近器官和周围淋巴结的受累情况。

2.多层螺旋计算机断层扫描(MDCT)
介绍:MDCT通常用于确定胃癌的局部侵袭程度和是否存在远处转移。有两种主要的技术可以提高成像清晰度,使用气体或水作为介质。前者被证明是检测肿瘤及其与胃壁周围血管结构关系的最佳选择。后者被发现有利于评估胃癌的浸润深度和显示肿瘤组织学改变。
性能:据报道,胃癌的检出率为65%(晚期胃癌为96.2%,早期胃癌为41.2%)。
优点:无创、快速成像、高分辨率、三维重建技术;可评估胃癌的局部侵袭程度和是否存在远处转移。
局限性:MDCT在胃癌诊断中的应用是基于胃壁厚度大于1mm时可表现为白色带或白色线,而早期胃癌通常不表现明显的胃壁增厚;CT图像的软组织对比度相对较低;放射辐射损伤。

3.磁共振成像(MRI)
介绍:在临床环境中,上腹部的MRI通常用于评估实体器官,包括肝脏、胆囊和胰腺。

性能:胃癌的检出率为77.8-78.3%。

优点:MRI提供了比CT更好的软组织分辨率,并且能够提供多个序列和对比。

局限性:胃位于胃上腔,受宏观运动和低信噪比的影响,导致检查准确性降低;操作耗时且昂贵。


4.胃部超声
介绍:在禁食状态下,患者口服一定剂量的超声造影剂填充胃腔,消除了胃腔内气体和内容物的干扰,可进行全层可视化、三维化、实时动态观察胃壁结构及其病变。

性能:检测晚期胃癌的准确率和敏感性分别为79.7%和98.6%,早期胃癌的准确率和敏感性仅为38.7%和61.2%。

优点:无创、准确、方便、重复性好。

局限性:检测结果受身体大小、腹部内容物、肿瘤大小和操作者技术的影响,因此,在胃癌筛查中应用并不广泛。

医学影像是一个经过多年发展的领域,已经达到了一定的成熟度。然而,它往往不能提供足够的早期病变的可视化。与传统成像方法不同,分子成像技术可以识别疾病期间细胞和分子水平的异常,并在任何解剖改变发生之前检测到这些变化。这一特征有利于早期发现胃癌。


二.早期胃癌的内镜筛查

诊断胃癌的金标准是“内镜+病理活检”。学者们一直在推进科学技术,以创造更方便、快速和准确的内窥镜检查方法。


1.白光内镜(WLE)
WLE应用最为广泛,随着技术的进步,发展出高清白光内窥镜(HD-WLE),可大大提高图像质量,对胃癌及肠上皮增生、不典型增生等癌前病变敏感性胃74.6%,特异性为94%,准确率为88%。在白光内镜下,可以有效地观察到明显的粘膜病变,但对一些早期显微病变无法识别。


2.色素内镜
色素内镜是用色素或试剂对胃肠道粘膜进行染色,这些色素可以穿透胃肠道粘膜的缝隙,以增强对病变细节的直接肉眼观察和诊断。

主要的染色方法有喷撒和口服。常用的颜料包含复合碘溶液、亚甲蓝和靛胭脂红,最常用的方法是内镜下喷涂醋酸和靛胭脂红。

可识别肿瘤边界,对已分化癌症识别率可高达89.9%。

局限性:然局部染色过度或染色不足、肠道准备不足、需要较长的检查时间等问题,这些都在一定程度上降低了其有效性。对于未分化的癌症的检查结果不太理想。


3.计算机虚拟色素内镜

3.1窄带成像
原理:NBI是一种广泛应用的计算机虚拟色素内镜技术,它使用蓝绿两种波长的光进行过滤以供观察。当表面毛细血管吸收蓝光时,它们呈现蓝绿色,而较深的血管吸收绿光,则呈现蓝色。这种使用高对比度可视化难以看到的血管模式有助于病变检测。


性能:NBI对低级别腺瘤的检出率为90.9%,NBI融合放大内镜(M-NBI)的性能更优,检查癌变的准确性和特异性分别为90.4% 和94.3%。


局限性:只能实现表面粘膜层的可视化。

3.2 蓝色激光成像(BLI)
原理:蓝色激光成像(BLI)是一种利用血红蛋白吸收短波长和粘膜反射光线的特性,对表面微血管和深部血管进行观察和诊断的内镜成像技术


性能:对胃癌检出率为93.1%,结合放大内镜后对胃癌的检出率更高。


3.3 链接彩色成像(LCI)
LCI包括更大的窄波长光成分,可以被血红蛋白特异性吸收,有助于突出粘膜表面的微结构和血管,并提供清晰的距离成像而无需放大,可用于用于胃炎、幽门螺杆菌感染、胃肠道上皮增生和早期胃癌的诊断。


3.4柔性光谱成像色彩增强(FICE)
与NBI、BLI和其他改变光成分的技术相反,FICE采用软件驱动的图像后处理。FICE结合放大内窥镜检查(FICE-ME)能实现“光学切片”,通过产生放大的微血管图,有助于确定胃癌的分化程度、病变范围,以便ESD完全切除早期胃癌。


3.5 纹理和颜色增强成像(TXI)
TXI通过使用白光内镜来提高可视性,从而增强三个关键成像因素:纹理、亮度和颜色。TXI有效地提高早期胃癌的可见性。


3.6 I-Scan
I-Scan是一种基于软件的数字技术,该技术可对白光图像进行处理,使图片表面增强(SE)、对比度增强(CE)和色调增强(TE)。SE和CE多用于检测胃粘膜病变,发现病变后仔细检查时,可根据需要选择TE。


4.其他内镜技术


4.1 细胞内镜(EC)
EC是一种具有超高分辨率和放大能力的内窥镜,能够检测细胞和核异常,从而有可能取代传统的组织病理活检。EC已广泛用于胃黏膜良、恶性的诊断,其诊断胃癌的敏感性为86%,特异性为100%,阳性预测值100%,阴性预测值为94%。


4.2 超声内镜(EUS)
EUS可检测病变浸润深度,在区分黏膜和黏膜下病变方面被认为优于MDCT等检查。但其准确率范围较广,在65.0% ~ 92.1%之间,且受溃疡程度、病变部位、疾病分期、肿瘤大小等因素影响较大。


4.3 共聚焦显微内镜(CLE)
CLE是一种将共聚焦显微内镜与传统电子内镜相结合的技术。研究显示CLE和NBI对胃癌癌前病变表现出良好的诊断性能,CLE的总敏感性(90% vs 87%)和特异性(87% vs 85%)略高于NBI。


4.4 光学相干断层扫描(OCT)
OCT是一种三维成像技术,可提供微米级分辨率的活体组织形态的横截面图像。其目的是通过区分息肉组织、正常组织和恶性组织来筛选胃癌和癌前病变。


4.5 磁控胶囊胃镜(MCCG
MCCG是使胶囊内镜能够在外部磁场的调节下精确地移动到胃内的任何区域。该技术具有无创、无痛、不增加交叉感染等优点。既往研究表明,MCCG可有效筛查胃癌及癌前病变,诊断敏感性和准确率有时超过90%。


此外,各种新方法逐渐被用于胃癌及其癌前病变的诊断。这些方法包括双红光成像RDI),自体荧光成像(AFI)等。尽管如此,它们在检测早期胃癌方面的功效还有待进一步研究。近年来,人工智能(AI)技术已成为胃癌筛查和消化内窥镜检查领域的一个重点研究领域。先前的研究表明,AI系统可以提高病变的检测精度,区分癌性和非癌性病变,描述病变边界,检测其分化状态,预测入侵深度。提高内镜医师对胃癌的识别能力,及时应用合适的光学技术,在发现不确定的病变后进行病理活检,是提高胃癌及癌前病变诊断率的重要方面。

内镜检查和病理活检仍然是诊断胃癌的基本和标准方法。然而,它们的侵入性和对设备、技术的依赖造成了一定的局限性。目前,胃癌的诊断遵循一个固定的程序。首先,高危患者接受白光内窥镜的初步筛查。在此基础上,综合考虑病变的大小、位置和深度,选择合适的内镜技术,进一步确认诊断。



三.早期胃癌的血清学筛查


生物标志物筛查因其无创、廉价和易于管理而受到胃癌筛查患者的青睐。目前,除CEA、CA199、CA724等常规生物标志物外,我们还纳入了其他诊断性能可靠的标记物,将这些标记物分为四大类:多肽、DNA、RNA和其他类别。


1.传统生物标志物


癌胚抗原(CEA)是胃肠道中最常用的肿瘤标志物,据报道诊断阳性率为4.3% ~ 25.5%。由于单独使用CEA的阳性率和敏感性较低,因此CEA常与CA19-9、CA72-4、AFP以及circRNA等新型肿瘤标志物联合使用以提高其诊断效能。此外,CEA水平与胃癌患者的预后密切相关。


糖类抗原19-9(CA19-9)是一种常用的检测结直肠癌的标志物,在胃癌患者的诊断和预后预测中具有潜在的应用价值。荟萃分析显示,胃癌中CA19-9的检出率为27.8%,略高于CEA的21.1%。此外,发现CA19-9检查胃癌复发的特异性为74%,敏感性为56%。CA19-9与CEA联合使用时,敏感性可提高至87%。


糖类抗原72-4(CA72-4)是一种高分子量的黏液样糖蛋白,其对胃癌的诊断性能略优于其他常规血清学肿瘤标志物。CA72-4对胃癌的诊断敏感性和特异性分别为49%和91%。当CA72-4、CA19-9和CEA联合使用时,诊断敏感性增加至67%,特异性为89%。


甲胎蛋白(AFP)和糖类抗原125 (CA125)是诊断胃癌常用的传统标志物,阳性率分别为1.5%和1.9%。此外,CA125被认为是不可切除、进展或复发胃癌患者的预后生物标志物。


糖类抗原242(CA242)在消化道肿瘤中的敏感性排序为肝癌、胃癌、大肠癌和胰腺癌,其中胃癌的敏感性为11.4%。


传统的生物标志物在筛查胃癌方面不够敏感和特异,特别是在早期阶段。两者联合使用时,其筛选效率并没有显著提高。因此,传统的生物标志物并不是早期发现和胃癌筛查的最有效工具。


2.新型生物标志物


2.1 多肽

胃蛋白酶原(PG)是无活性的胃蛋白酶前体,根据其结构和免疫学特性可分为PG 和PG Ⅱ,被称为胃黏膜“血清学活检”。目前公认PG Ⅰ <70 ng/ml和PGR < 3为无症状个体筛查胃癌的阈值。然而,由于PG在检测肠胃癌中的相关性有限,以及根除幽门螺杆菌和质子泵抑制剂对PG水平的影响,PG在大规模筛查中的应用可能导致结果偏倚。


胃泌素-17(G-17)由胃窦G细胞分泌,其血清水平受胃窦功能和胃壁细胞分泌胃酸的影响。胃癌患者血清G-17水平明显升高,其对胃癌的敏感性、特异性和诊断准确率分别达到59.31%、70.59%和88.65%。G-17不能作为早期胃癌与进展型胃癌的鉴别指标。因此,它不能单独作为预测胃癌的血清学指标。

MG7-Ag是胃癌细胞特异性抗原,在正常胃黏膜、肠化、瘤变及胃癌组织中表达呈进行性增加。有研究显示胃癌患者中MG7-Ag的阳性率为77.5%。


CagA蛋白是由幽门螺杆菌CagA基因编码,促进细菌附着后进入胃上皮细胞的细胞质。CagA基因在幽门螺杆菌中的存在具有显著的致癌作用,并允许细菌通过免疫逃逸逃避宿主的免疫系统。一项研究证实幽门螺杆菌感染和抗CagA抗体血清阳性的个体比幽门螺杆菌阴性的个体发生胃癌的风险更高。


抗壁细胞抗体(APCAs)最初在恶性贫血患者的血清中发现,具有器官特异性,不与胃以外的任何器官发生反应。这些抗体通常被认为是自身免疫性胃炎(AIG)的生物标志物和萎缩性胃炎相关的危险因素。


肝细胞生长因子(HGFs)在胃癌患者血清中的水平明显高于正常人群,且早期胃癌患者血清中HGF的表达率高于CEA和CA19-9。此外,早期胃癌患者血清HGFs水平升高与淋巴结转移之间存在相关性,有可能成为胃癌筛查的生物标志物。


肿瘤相关抗原(TAAs)是在肿瘤发生早期出现的蛋白质。据报道,他们的自身抗体可以在肿瘤临床表现前大约5年在血液中检测到。这表明TAAs对预测早期肿瘤至关重要。TAAs是定性生物标志物,包括p53、p62、c-Myc、PTEN和热休克蛋白70等。


SNCG是一种可溶性神经蛋白,长度为127个氨基酸,属于突触核蛋白基因家族。它在胃腺癌中表达增高,并与肿瘤浸润深度和淋巴结转移有关。人们发现血清衍生SNCG在鉴别胃癌患者和健康人方面具有突出的诊断价值。它的敏感性、特异性、PPV和NPV分别为95.40%、86.36%、93.26%和90.48%。


2.2 DNA

循环游离DNA(cfDNA)是源自正常细胞和癌细胞的遗传物质,可通过血液测试检测到。ctDNA可以追溯到原发肿瘤、转移瘤或循环肿瘤细胞(CTCs)。有证据表明,ctDNA可以在恶性肿瘤早期患者的血浆中检测到,并表现出与组织肿瘤相同的生物学特性。多项研究表明,癌症患者的循环ctDNA水平普遍高于健康个体,具有潜在的诊断意义。


DNA甲基化是初始的表观遗传标记,在肿瘤发生中起着至关重要的作用。表观遗传改变通常被认为是胃癌发生的早期事件,可能早于肿瘤前期或早期肿瘤阶段,如DNA低甲基化和CpG岛高甲基化。研究表明,血清DNA甲基化可早期发现和预测胃癌,如p16基因的启动子甲基化,RASSF1A甲基化、RUNX3甲基化和Reprimo甲基化。有研究评估了DNA甲基化在检测胃肠道癌和区分结直肠癌CRC和肝细胞癌HCC中的性能,确定了153个cfDNA甲基化生物标志物,这些生物标志物诊断I期、II期、III期和IV期胃癌的敏感性分别为44%,、59%、78%和100%,特异性为92%。


2.3 非编码RNA

miRNA是一种长度约为20-24个核苷酸的非编码RNA,可以通过干扰或抑制转录来控制靶基因的表达,并参与大多数生物事件,如肿瘤发生。近几十年来,大量研究表明miRNA在胃癌的发生发展中发挥作用,他们可以在患者的血液、胃液和其他体液中发现。此外,外周血中存在的miRNA被认为是有前景的胃癌筛查新生物标志物。Abe等人提出了四种miRNA(miR-4257、miR-6785-5p、miR-187-5p和miR-5739)诊断胃癌的AUC为0.996。


lncRNA是一类转录物长度超过200个核苷酸且不具有蛋白质编码功能的RNA。国内外大量研究已经发现了许多与胃癌密切相关的lncRNA,如RMRP、GClnc1和HCP5等。它们参与肿瘤的发生和发展,还与肿瘤的侵袭、转移和患者预后密切相关。lncRNAs具有及时发现胃癌的潜力,但这些分子作为新型生物标志物的性能需要进一步的研究和改进,才能最佳地整合到临床环境中。


circRNAs在组织和体液中都很丰富,如血液、胃液和唾液。目前,许多circRNA正在进行基于组织的发现,以确定它们作为血液(血清或血浆)生物标志物的潜力。此外,一些circRNA在大型临床样本的独立队列中仍未得到验证。circRNA具有易于检测、良好的诊断性能和可用于胃癌早期筛查等优点。


2.4 其他血清学生物标志物

外泌体是由细胞分泌的膜包裹的双层脂质囊泡。它们含有一系列物质,如核酸、蛋白质和酶。外泌体能够在细胞之间运输RNA、蛋白质等各种分子信号。外泌体RNA包括lncRNAs、circRNAs和miRNAs等。血清外泌体miR-1246表达可用于区分TNM  I期胃癌患者与健康对照和良性疾病患者,AUC分别为0.843和0.811。


循环肿瘤细胞(CTCs)起源于实体瘤,从原发肿瘤中分离出来,并通过血管系统进入体液。以往的研究表明,它们是癌症复发和转移的重要因素。最近几年发现它们可通过对自身抗体的分析作为胃癌早期检测的生物标志物。


尽管生物标志物为大规模筛查提供了一种无创、简单和负担得起的选择,但现有生物标志物的诊断能力并不令人满意。缺乏高灵敏度和特异性的生物标志物,各种潜在的新的胃癌血清学生物标志物仍处于初级的基础研究阶段。为了建立其在胃癌筛查中的敏感性、特异性和准确性,未来还需要进行更多大样本的临床队列研究,深入研究这些标志物在胃癌发生发展中的具体分子机制和途径。



03

总结


综上所述,目前早期胃癌的主要筛查方法既有优势也有局限性,没有一种方法达到理想的完善程度。然而,随着技术和生物多组学研究的不断进步,以及新方法和现有方法的合并和重组,希望全球胃癌早期检出率将大大提高,并使全球死亡率降低。




作者简介

叶国良教授

二级主任医师 教授 博士生导师

宁波大学附属第一医院  消化病中心主任

担任宁波大学附属第一医院消化内科首席专家,宁波大学消化疾病研究所所长,宁波市消化内镜质量控制中心主任,宁波市胃肠与肝病转化医学研究重点实验室主任,宁波省市共建医学重点学科(胃肠病学)学科带头人,中华医学会消化内镜分会食管疾病协作组委员,浙江省医学会消化内镜分会副主任委员,浙江省医师协会消化医师分会副会长,浙江省康复医学会胃肠营养专业委员会副主任委员,获“全国五一劳动奖章”、“第十届中国医师奖”、“宁波市卫生名医”等荣誉。


参考文献

Huang Y, Shao Y, Yu X, Chen C, Guo J, Ye G. Global progress and future prospects of early gastric cancer screening. J Cancer. 2024 Apr 8;15(10):3045-3064.

编辑:二  木

设计:杨天仲 





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