多靶點糞便基因檢測在社區結直腸癌篩查中的應用價值研究

彭 晨，蔣小華，姜景蔚，鄭 萍

·論著·

多靶點糞便基因檢測在社區結直腸癌篩查中的應用價值研究

彭 晨1，蔣小華2*，姜景蔚1，鄭 萍2

目的探討多靶點糞便基因檢測在社區結直腸癌(CRC)篩查中的應用價值。方法于2014年8月—2016年7月對浦東新區陸家嘴社區、三林社區、迎博社區居民進行篩查，包括采用《上海市社區居民大腸癌篩查危險度評估表》進行的危險度評估以及2次糞便隱血試驗(FOBT)。以危險度評估陽性且2次FOBT中任1次陽性為初篩陽性，納入試驗組(n=294)；以危險度評估陰性且2次FOBT均陰性為初篩陰性，納入對照組(n=102)。入組居民在完成社區篩查后2周內至同濟大學附屬東方醫院行腸鏡檢查并取病理活檢，行腸鏡檢查前提取糞便DNA，檢測異常甲基化BMP3、NDRG4啟動子區域、KRAS突變。以腸鏡和病理檢查結果為“金標準”，評價多靶點糞便基因檢測在試驗組和對照組中的診斷價值。結果在試驗組居民中，多靶點糞便基因檢測對CRC、癌前病變的靈敏度分別為85.7%〔95%CI(59.8%，100.0%)〕、75.0%〔95%CI(32.6%，100.0%)〕，對普通息肉和完全陰性人群的特異度為84.0%〔95%CI(79.7%，88.3%)〕。在對照組患者中，多靶點糞便基因檢測對普通息肉和完全陰性人群的特異度為83.8%〔95%CI(76.7%，89.2%)〕。結論多靶點糞便基因檢測與FOBT聯合應用于社區CRC篩查，可以提高社區CRC篩查的準確性。

結直腸腫瘤；糞便；基因檢測；結腸鏡檢查；潛血試驗；篩查

彭晨，蔣小華，姜景蔚，等.多靶點糞便基因檢測在社區結直腸癌篩查中的應用價值研究[J].中國全科醫學，2017，20(25)：3132-3135.[www.chinagp.net]

PENG C,JIANG X H,JIANG J W,et al.Values of multi-target stool DNA test for community-based colorectal cancer screening[J].Chinese General Practice，2017，20(25)：3132-3135.

當前我國結直腸癌(colorectal cancer，CRC)的發病率和死亡率逐年升高，在腫瘤發病率中居第4位，死亡率居第5位[1]。早期CRC經治療后的5年生存率可達90%以上[2]，通過篩查進行干預是降低CRC發病率和死亡率的有效措施[3]。糞便隱血試驗(fecal occult blood test，FOBT)是目前應用最為廣泛的CRC篩查方法之一，但存在假陽性率高、需多次檢測等缺陷[4]。目前，國內外已經有應用糞便DNA檢測進行CRC篩查的相關研究，但使用的基因靶點各不相同[5-6]。2014年IMPERIALE等[7]報道了應用異常甲基化BMP3、NDRG4啟動子區域、KRAS突變等基因檢測(Cologuard檢測)進行腸癌篩查的結果，發現其對CRC、癌前病變的檢測靈敏度(分別為92.3%、42.4%)明顯高于免疫法糞便檢測的結果(分別為73.8%、23.8%)，但其對良性病變和完全陰性人群的特異度無明顯優勢。基于此，美國食品藥品管理局(FDA)已批準將Cologuard檢測應用于普通人群的CRC篩查，但我國尚缺乏將其應用于社區CRC篩查的相關報道。“社區居民大腸癌篩查項目”是上海市自2012年起開展的重大公共衛生服務項目[8]，陸家嘴社區衛生服務中心在2013—2015年共篩查居民11 824人次，檢出CRC及癌前病變15例，篩查存在腸鏡受檢率低、腸癌檢出率低的問題[9]。因此，本研究依托該項目，以腸鏡和病理檢查結果為“金標準”，探討將糞便多靶點基因檢測技術與目前應用廣泛的FOBT相結合是否能改善社區CRC篩查的流程、提高篩查準確性，以明確糞便多靶點基因檢測在社區CRC篩查中的應用價值，進一步增強社區居民的篩查依從性、降低相關醫療費用。

1 對象與方法

1.1 研究對象 于2014年8月—2016年7月對浦東新區陸家嘴社區、三林社區、迎博社區居民進行篩查。納入標準：(1)年齡50～75歲[8，10]；(2)完成《上海市社區居民大腸癌篩查危險度評估表》和FOBT。排除標準：(1)伴嚴重肝腎功能不全或心功能不全，無法完成腸鏡檢查；(2)不愿意參與本研究或不能耐受腸鏡檢查；(3)已確診為CRC患者。本研究經同濟大學附屬東方醫院倫理委員會審查批準，納入居民均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 預試驗 于2014年8月—2015年7月選取在同濟大學附屬東方醫院消化中心就診的CRC患者46例進行預試驗，年齡均為50～75歲且經腸鏡和病理檢查確診[11]。分別于腸癌手術前7～10 d、術后3個月留取患者糞便，送至同濟大學附屬東方醫院醫學轉化平臺進行FOBT，同時經專用試劑盒提取糞便DNA并檢測異常甲基化BMP3、NDRG4啟動子區域、KRAS突變等腫瘤基因。

1.2.2 社區篩查及分組方法 篩查方法：(1)由社區衛生服務中心專職醫護人員，采用《上海市社區居民大腸癌篩查危險度評估表》對納入居民進行危險度評估。共9項評價指標，包括：慢性腹瀉史、慢性便秘史、黏液和/或血便史、慢性闌尾炎/闌尾切除史、慢性膽囊炎/膽囊切除史、近10年精神創傷/痛苦史、惡性腫瘤史、腸息肉史、一級親屬腸癌史，以第1～6項中≥2項陽性或第7～9項中≥1項陽性為危險度評估陽性。(2)完成危險度評估的居民，發放2支采便器，2次采便的時間間隔為1周，采便后于當天(夏季不超過4 h)送至相應社區衛生服務中心檢測，檢測方法為膠體金免疫色譜法。分組方法：以危險度評估陽性且2次FOBT中任1次陽性為初篩陽性，納入試驗組(n=294)；以危險度評估陰性且2次FOBT均陰性為初篩陰性，納入對照組(n=102)。

1.2.3 腸鏡及病理檢查 入組居民在完成社區篩查后2周內，至同濟大學附屬東方醫院內鏡中心行腸鏡檢查，并取病理活檢。病理檢查結果由病理室醫師判讀，類型包括CRC、癌前病變(重度不典型增生、直徑≥1 cm的無蒂鋸齒狀息肉)、普通息肉(炎性息肉、增生性息肉、腺瘤等)、完全陰性及其他病變。

1.2.4 多靶點糞便基因檢測 入組居民在行腸鏡檢查前，采用專用標本盒留取新鮮糞便并保存于-80 ℃冰箱內，送至同濟大學附屬東方醫院醫學轉化平臺，采用專用試劑盒(QIAamp?Fast DNA Stool Mini)提取糞便DNA。具體方法為：采用分光光度法檢測DNA純度，根據設計好的引物PCR法分別檢測異常甲基化BMP3、NDRG4啟動子區域、KRAS突變，以β-肌動蛋白作為內參。以BMP3、NDRG4甲基化指數>25%為高風險，結合KRAS是否突變，判斷標本風險[7，12]。

2 結果

2.1 預試驗結果 確診為CRC的46例患者中，男21例(45.7%)，女25例(54.3%)，平均年齡(63.3±5.2)歲。術前7～10d，FOBT、多靶點糞便基因檢測的診斷陽性患者數分別為38例(82.6%)、42例(91.3%)，靈敏度分別為82.6%〔95%CI(71.7%，93.6%)〕、91.3%〔95%CI(83.2%，99.4%)〕；術后3個月，FOBT、多靶點糞便基因檢測的診斷陽性患者數分別為5例(10.9%)、6例(13.0%)，特異度分別為89.1%〔95%CI(80.1%，98.1%)〕、87.0%〔95%CI(77.2%，96.7%)〕。

2.2 多靶點基因檢測在試驗組中的診斷價值 294例試驗組居民中，男126例(42.9%)，女168例(57.1%)，平均年齡(63.6±6.1)歲。腸鏡和病理檢查示：CRC7例(早期腸癌5例)，癌前病變4例(重度不典型增生1例、直徑≥1cm的無蒂鋸齒狀息肉3例)，普通息肉82例，完全陰性193例，其他病變8例(慢性炎癥4例、黑變病1例、單發潰瘍1例、多發憩室1例、黏膜下囊腫1例)。多靶點糞便基因檢測診斷CRC、癌前病變的靈敏度分別為85.7%〔95%CI(59.8%，100.0%)〕、75.0%〔95%CI(32.6%，100.0%)〕，診斷CRC和癌前病變的陽性預測值為16.7%〔95%CI(6.7%，26.6%)〕、假陰性率為18.2%〔95%CI(0，41.0%)〕，對普通息肉和完全陰性人群的特異度為84.0%〔95%CI(79.7%，88.3%)〕、陰性預測值為99.1%〔95%CI(32.6%，100.0%)〕、假陽性率為7.5%〔95%CI(2.3%，18.5%)〕(見表1)。

2.3 多靶點基因檢測在對照組中的診斷價值 102例對照組中，男58例(56.9%)，女44例(43.1%)，平均年齡(59.7±5.3)歲。腸鏡和病理檢查示：無CRC病例，癌前病變1例(直徑≥1cm的無蒂鋸齒狀息肉)，普通息肉12例，完全陰性87例，其他病變2例(慢性炎癥2例)。多靶點糞便基因檢測對普通息肉和完全陰性人群的特異度為83.8%〔95%CI(76.7%，89.2%)〕(見表2)。

3 討論

對于大腸癌篩查，檢測項目的靈敏度至關重要。盡早發現癌前病變和早期腸癌，可以極大地減少腸癌后期的治療費用，提高腸癌患者的生存率和生活質量。而應用更有效的非創傷性手段、提高篩查效能，是提高大腸癌篩查準確性的關鍵。

目前國內尚無應用異常甲基化BMP3、NDRG4啟動子區域、KRAS突變等糞便腫瘤基因作為標志物進行社區CRC篩查的報道，因此本研究首先篩選了46例50～75歲經腸鏡和病理檢查確診的CRC患者進行多靶點糞便基因檢測作為預試驗。結果顯示，多靶點糞便基因檢測與FOBT相比，在特異度無明顯下降的情況下，其診斷靈敏度明顯升高，與IMPERIALE等[7]的報道相似，表明糞便多靶點基因檢測可以應用于我國社區居民的CRC篩查。

表1 294例試驗組居民的多靶點糞便基因檢測結果〔n(%)〕

Table1Resultsofmulti-targetstoolDNAtestingfor294casesintheexperimentalgroup

檢測結果例數陽性陰性CRC76(85.7)1(14.3)癌前病變43(75.0)1(25.0)普通息肉8230(36.6)52(63.4)完全陰性19314(7.3)179(92.7)其他病變81(12.5)7(87.5)

注：CRC=結直腸癌

表2 102例對照組居民的多靶點糞便基因檢測結果〔n(%)〕

Table2 Results of multi-target stool DNA testing for 102 cases in the control group

檢測結果例數陽性陰性癌前病變11(100.0)0普通息肉127(58.3)5(41.7)完全陰性879(10.3)78(89.7)其他病變202(100.0)

本研究依托上海市“社區居民大腸癌篩查項目”，對浦東新區3個社區的居民進行CRC篩查。結果顯示，對于危險度評估和FOBT陽性的人群，多靶點糞便基因檢測診斷CRC和癌前病變的靈敏度高，同時其對普通息肉和完全陰性人群亦有著較高的特異度。因此，FOBT與多靶點糞便基因檢測在CRC篩查上的聯合應用可能會提高篩查的準確性。在“社區居民大腸癌篩查”(自然人群篩查)方案中，危險度評估、FOBT中任一項陽性的居民即被判斷為高危人群，建議其行腸鏡檢查，但由于FOBT具有較高的假陽性率，使得篩查效能降低。目前的社區大腸癌篩查往往存在居民參與率低、依從性差的問題，對篩查效能的質疑和對腸鏡的排斥是影響人群參與度、依從性的重要因素[13-14]。因此，在篩查策略的應用上，建議調整為對FOBT陽性的居民加測多靶點糞便基因檢測，對于FOBT、多靶點糞便基因檢測均呈陽性的人群，積極鼓勵其進行腸鏡檢查并重點監測。

綜上所述，多靶點糞便基因檢測與傳統FOBT相比，可以提高CRC篩查的效率與準確性，是一種更為有效的篩查手段。此種方法可以考慮與FOBT聯合運用，作為社區CRC篩查的常規手段，以提高篩查的準確性。但本研究樣本量較少、涉及地區范圍也較小，在一定程度上影響了本研究的統計可信度與代表性。另外，檢測技術與檢測費用是最重要的兩個限制因素。隨著技術的不斷改進、成熟以及試劑盒的商業化推廣，多靶點糞便基因檢測將越來越多地被應用于CRC篩查的實踐中。國內現行指南和美國國立綜合癌癥網絡指南均不推薦將糞便基因檢測作為CRC篩查的常規監測手段，其主要原因在于該技術應用時間過短、缺乏相關臨床數據支持[10，15]。如能在社區CRC篩查中推廣試行，其臨床數據的累積也將為多靶點糞便基因檢測的應用提供更多證據。

作者貢獻：彭晨參與文章的構思與設計，負責統計學處理、結果的分析與解釋，撰寫論文并負責論文的中英文修訂；蔣小華參與文章的構思與設計，負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責，監督管理；姜景蔚負責數據收集與整理；鄭萍進行研究的實施與可行性分析。

本文無利益沖突。

[1]CHEN W,ZHENG R,BAADE P D,et al.Cancer Statistics in China,2015[J].CA Cancer J Clin,2016,66(2):115-132.DOI:10.3322/caac.21338.

[2]DE SANTIS C E,LIN C C,MARIOTTO A B,et al.Cancer treatment and survivorship statistics,2014[J].CA Cancer J Clin,2014,64(4):252-271.DOI:10.3322/caac.21149.

[3]鄭瑩，龔楊明.上海地區人群大腸癌篩查的研究和實踐[J].中國腫瘤，2013，22(2)：86-89. ZHENG Y,GONG Y M.Research and practice of screening for colorectal cancer in population of Shanghai[J].China Cancer,2013,22(2):86-89.

[4]FRASER C G.Faecal occult blood tests?Eliminate,enhance or update?[J].Ann Clin Biochem,2008,45(Pt 2):117-121.DOI:10.1258/acb.2008.007223.

[5]ABOLA M V,FENNIMORE T F,CHEN M M,et al.Stool DNA versus colonoscopy based colorectal cancer screening:patient perceptions and preferences[J].Fam Med Community Health,2015,3(3):2-8.

[6]鐘選芳，甘愛華，張曉慧，等.聯合檢測糞隱血試驗與糞便DNA在大腸癌機會性篩查中的探討[J].腫瘤基礎與臨床，2015，28(6)：508-511.DOI：10.3969/j.issn.1673-5412.2015.06.016. ZHONG X F,GAN A H,ZHANG X H,et al.Investigation of combined detection of fecal occult blood test and fecal DNA test in the opportunity screening for colorectal cancer[J].Journal of Basic and Clinical Oncology,2015,28(6):508-511.DOI:10.3969/j.issn.1673-5412.2015.06.016.

[7]IMPERIALE T F,RANSOHOFF D F,ITZKOWITZ S H,et al.Multitarget stool DNA testing for colorectal-cancer screening[J].N Eng J Med,2014,370(14):1287-1297.DOI:10.1056/NEJMc1405215.

[8]鄭瑩，龔楊明，吳春曉，等.上海市社區居民大腸癌篩查項目[J].上海預防醫學，2016，28(10)：739-742. ZHENG Y,GONG Y M,WU C X,et al.Community colorectal cancer screening program in Shanghai[J].Shanghai Journal of Preventive Medicine,2016,28(10):739-742.

[9]彭晨，蔣小華，楊麗萍，等.上海陸家嘴社區2013—2015年大腸癌篩查結果分析[J].中國公共衛生，2017，33(Suppl)：S120-122. PENG C,JIANG X H,YANG L P,et al.Colorectal cancer screening results in Lujiazui Community,Shanghai from 2013 to 2015[J].Chinese Journal of Public Health,2017,33(Suppl):S120-122.

[10]中華醫學會消化內鏡學分會消化系早癌內鏡診斷與治療協作組，中華醫學會消化病學分會消化道腫瘤協作組，中華醫學會消化內鏡學分會腸道學組，等.中國早期結直腸癌及癌前病變篩查與診治共識[J].中國實用內科雜志，2015，35(3)：211-227.DOI：10.3760/cma.j.issn.1000-8039.2016.17.011.

[11]國家衛生計生委醫政醫管局，中華醫學會腫瘤學分會.中國結直腸癌診療規范(2015版)[J].中華消化外科雜志，2015，14(10)：783-799.DOI：10.3760/cma.j.issn.1673-9752.2015.10.001. Bureau of Medical Administration,National Health Oncology Branch of Chinese Medical Association.Standardization of diagnosis and treatment for colorectal cancer in China(2015 edition)[J].Chinese Journal of Digestive Surgery,2015,14(10):783-799.DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-9752.2015.10.001.

[12]KADIYSKA T,NOSSIKOFF A.Stool DNA methylation assays in colorectal cancer screening[J].World J Gastroenterol,2015,21(35):10057-10061.DOI:10.3748/wjg.v21.i35.10057.

[13]潘霞，王冠中，方德寧，等.上海市徐匯區2012—2013年大腸癌篩查實踐[J].中華臨床醫師雜志：電子版，2015，9(18)：3365-3368.DOI：10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2015.18.013. PAN X,WANG G Z,FANG D N,et al.Colorectal screening in Xuhui District of Shanghai from 2012 to 2013[J].Chinese Journal of Clinicians:Electronic Edition,2015,9(18):3365-3368.DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-0785.2015.18.013.

[14]鄧尚新，蔡全才，安薇，等.結直腸癌篩查依從性影響因素定性研究的系統評價[J].中華醫學雜志，2010，90(38)：2679-2683.DOI：10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2010.38.005. DENG S X,CAI Q C,AN W,et al.Factors influencing patient compliance in colorectal cancer screening:qualitative research synthesis[J].National Medical Journal of China,2010,90(38):2679-2683.DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2010.38.005.

[15]PROVENZALE D,JASPERSON K,AHNEN D J,et al.The NCCN clinical practice guidelines in oncology for colorectal cancer screening[J].Journal of the National Comprehensive Cancer Network,2015,13(8):959-968.

(本文編輯：王鳳微)

ValuesofMulti-targetStoolDNATestforCommunity-basedColorectalCancerScreening

PENGChen1,JIANGXiao-hua2*,JIANGJing-wei1,ZHENGPing2

1.LujiazuiCommunityHealthServiceCenter,Shanghai200120,China2.GastroenterologyCenter,DongfangHospitalAffiliatedtoTongjiUniversity,Shanghai200123,China

*Correspondingauthor:JIANGXiao-hua,Associatedchiefphysician,Mastersupervisor;E-mail:jxh@medmail.com.cn

ObjectiveTo explore the values of multi-target stool DNA test for community-based colorectal cancer(CRC) screening.MethodsWe conducted a CRC screening in Lujiazui Community,Sanlin Community,and Yingbo Community located in Pudong New Area,Shanghai between August 2014 and July 2016 by a survey with Colorectal Cancer Risk Assessment Scale for Community-dwelling Residents in Shanghai(CCRASCRS) and two rounds of fecal occult blood testing(FOBT).The assessment results of CCRASCRS,and one or two rounds of FOBT results were positive in 294 cases(experimental group),and those of CCRASCRS and the two rounds of FOBT results were negative in 102 cases(control group).Two weeks later,all of them successively underwent multi-target stool DNA test for detecting aberrantly methylated BMP3 and NDRG4 promoter regions and mutant KRAS,colonoscopy and colorectal biopsy in Dongfang Hospital Affiliated to Tongji University.The diagnostic value of multi-target stool DNA test was assessed by the gold standard for diagnosis,the results of colonoscopy and pathological examination of colorectal biopsy specimens.ResultsFor diagnosing CRC,colorectal precancerous lesion in the experimental group,the sensitivity of multi-target stool DNA test were respectively 85.7%〔95%CI(59.8%,100.0%)〕,75.0%〔95%CI(32.6%,100.0%)〕.For diagnosing the common colorectal polyps and identifying the residents without any colorectal lesions,the specificity of multi-target stool DNA test was 84.0%〔95%CI(79.7%,88.3%)〕 for the experimental group,and 83.8%〔95%CI(76.7%,89.2%)〕 for the control group.ConclusionCombined use of multi-target stool DNA test and FOBT can improve the accuracy of community-based CRC screening.

Colorectal neoplasms;Feces;Genetic testing;Colonoscopy;Occult blood testing;Screening

浦東新區科技發展基金創新資金(醫療衛生)項目(PKJ2014-Y39)

R 735.34

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.25.014

2017-04-22；

2017-08-12)

1.200120 上海市浦東新區陸家嘴社區衛生服務中心

2.200123 上海市，同濟大學附屬東方醫院消化中心

*通信作者：蔣小華，副主任醫師，碩士生導師；E-mail：jxh@medmail.com.cn