結直腸癌篩查的研究進展

結直腸癌(colorectal cancer,CRC)是全球癌癥死亡的第四大常見原因,早期發現可有效降低死亡率,進行有效的篩查可以降低CRC的發病率和死亡率。在過去的幾十年中,已經出現多種CRC篩查方法,如糞便檢查、結腸鏡和乙狀結腸鏡檢查、計算機斷層掃描結腸造影等,都有各自的優勢和局限性。本文旨在回顧既往發表的文獻,評估不同篩查方法早期篩查CRC的效果和優缺點,為臨床早期診斷、治療提供科學依據。

1 流行病學

每年約有140萬新診斷CRC病例以及70萬死亡病例。CRC發病率在我國呈逐年上升趨勢,在大城市或經濟發達地區尤為明顯。根據國際癌癥研究機構的數據和當地的衛生統計資料,中國CRC的發病率為每10萬人中有48.1名男性,30.7名女性[1]。

在歐洲,結腸癌或直腸癌病人的5年生存率分別為92%和87%[2]。早期CRC的病人5年生存率可達90%。從腺瘤性息肉到浸潤癌的發展非常緩慢,這為CRC的早期篩查發現和治療提供了機會。

2 篩查方法

多種方法可用于篩查CRC,包括糞便隱血試驗(使用愈創木脂或免疫化學試驗)或單獨使用糞便DNA檢查,內窺鏡檢查(乙狀結腸鏡檢查或結腸鏡檢查),影像學檢查(CT結腸造影)和血液分子標志物檢測,如循環甲基化septin 9基因(SEPT9)DNA。每種方法在準確性、侵入性、時間間隔、成本以及支持其使用的證據質量方面都有不同的特征。生物標志物可以提高預測效果,近年來得到了廣泛的研究和驗證。

2.1 結腸鏡檢查 目前,內鏡技術是CRC篩查的主要手段。許多研究已經證實，結腸鏡檢查作為一種有價值的篩選工具,可降低76%的CRC發病率,降低65%的死亡率[3]。結腸鏡檢查對結直腸腺瘤檢查的敏感性為75%～93%,特異性接近100%[4]。有研究顯示,接受結腸鏡篩查的病人的癌癥死亡率比不接受篩查的病人低68%～88%[5]。結腸鏡檢查是最具侵入性的CRC篩查方法,具有相關的風險,主要包括腸穿孔和消化道出血,其發生率分別為0.4%、0.8%。

結腸鏡檢查質量指標包括盲腸插管率、腺瘤檢出率(ADR)和清潔水平。Corley等[6]報道，ADR不僅與CRC的發病率呈負相關,而且與晚期CRC和CRC死亡風險呈負相關，ADR每增加1%,CRC發病率下降3%,死亡率下降5%。美國消化內鏡協會建議篩查結腸鏡檢查的ADR基準閾值男性為30%,女性為20%。研究表明,2%～12%的結腸鏡檢查可能漏診≥10 mm的腺瘤[7]。

2.2 乙狀結腸鏡檢查 與結腸鏡檢查相比,乙狀結腸鏡檢查具有成本低、準備時間短、無需鎮靜等優點,其主要的缺點是僅能檢測到遠端結腸的病變。接受乙狀結腸鏡篩查的病人的CRC死亡率比未接受篩查者低26%～31%。然而,乙狀結腸鏡檢查的收益僅限于遠端結腸癌(直腸、乙狀結腸和降結腸的癌癥),其死亡率可降低46%,而對右側結腸癌沒有預防作用[8]。

2.3 窄帶成像技術(narrow band imaging,NBI)、放大內鏡(magnifying endoscopy, ME)、靛胭脂染色 在普通腸鏡的基礎上運用NBI、ME及靛胭脂染色等可明顯提高結腸癌前病變及癌的檢出率。

2.4 結腸膠囊內鏡(CCE)和磁控膠囊(MCC) CCE是在2006年引入的一種無創和無線的結腸成像技術,對于有腸鏡檢查禁忌證、拒絕行結腸鏡檢查的病人可作為補充選擇,且對直徑≥6 mm和≥10 mm息肉的敏感度和特異度分別為89%和76%、88%和89%[9]。為了提高CCE的準確性,第二代CCE于2009年開發并運用。有人提出CCE檢查有希望作為結腸鏡檢查的替代方案,因為它是無創檢查,不會引起相關的不適,并增加了篩查的依從性。但有研究表明,與結腸鏡檢查相比,CCE性能較低,靈敏度為56%～76%,特異度為64%～69%[10]。因此,膠囊內鏡在CRC篩查中仍然起著一個邊緣作用。美國MSTF有關CRC的指南建議僅將其作為最終選擇,而歐洲指南建議不要將其用于CRC的篩查[11]。

最近開發了一種由外部磁場操縱的膠囊,即MCC,幾項主要用于胃部病變試驗的報告取得了不錯的結果[12]。在結腸中,MCC的可操作性和安全性也得到了證明,在不久的將來,預計MCC篩查結腸直腸病變的準確性也會提高。

2.5 CT結腸成像 CT結腸成像也被稱為虛擬結腸鏡檢查。研究表明,CT結腸成像對于≥10mm腺瘤的敏感度和特異度分別為67%～94%和86%～98%。對于≥6 mm的腺瘤,敏感度和特異度分別為73%～98%和80%～93%[13]。CT結腸成像提供了整個腹部和骨盆的圖像,而不僅僅是結腸。這種篩查方法的另外一個問題是其額外的診斷結果發生率為5%～37%[4]。

2.6 鋇灌腸 一項對614例接受鋇劑灌腸和結腸鏡檢查的前瞻性研究顯示,鋇劑灌腸對于≥10 mm的病灶敏感度為48%,對于6 ～9 mm病灶的敏感度較低(35%)[14]。由于與其他方式相比,鋇灌腸的靈敏度較差,在發達國家新的指南中已不再推薦使用。然而,在低收入國家仍有應用[14]。

2.7 生物標志物 與結腸鏡檢查相比,非侵入性檢查(包括基于血液、糞便的檢測)有可能改善病人的總體依從性,這將利于CRC的早期檢測和對CRC病人預后的監測[15]。這些生物標志物包括循環腫瘤細胞(CTC)、DNA、RNA和蛋白質等。近年來出現了“液體活檢”的概念,研究最多的是CTC,循環腫瘤DNA(ctDNA)和微小RNA(miRNA)。

2.7.1 癌胚抗原(CEA):CEA是臨床上用于篩查CRC使用最廣泛的生物標志物,它也是監測CRC復發的生物標志物,CEA水平升高是與癌癥進展相關的預后不良因素。血液中CEA升高對CRC沒有特異性,在炎癥性腸病、胰腺炎、肝臟疾病或其他惡性腫瘤中也可升高[16]。

2.7.2 CTC:CTC可在外周血中發現,是與原發性腫瘤或轉移相關的腫瘤細胞。幾乎所有的癌癥都有CTC。最近的一項研究表明,一小部分CTC可表達上皮細胞黏附分子(EpCAM)、CD44、CD47和MET,誘導腫瘤轉移[17]。

2.7.3 循環腫瘤DNA/RNA:在轉移性CRC病人中,cTCs、cfDNA、cfDNA中的某些高甲基化基因啟動子或miRNA是CRC獨立的預后因子。研究顯示,測量miRNA組(miR-15a,miR-103,miR-148a,miR-320a,miR-451和miR-596)能夠預測早期結腸癌的復發[18]。最近的研究證實,與原發性CRC相比,轉移性CRC中cfDNA碎片明顯減少。循環長鏈非編碼RNA(lncRNAs)在CRC中作為潛在的非侵襲性診斷生物標志物的報道很少。有研究顯示,與正常對照相比,在CRC病人的血漿中發現lncRNA顯著上調,結果證明其具有較高的診斷價值,其靈敏度為84.3%,特異度為80.2%,更重要的是其對早期CRC的檢測是有效的(85%)[19]。

2.7.4 異常DNA甲基化:用于CRC商業化檢測的是SEPT9啟動子區域的甲基化。SEPT9基因的產物產生與細胞分裂相關的septin蛋白,并且與正常的結腸黏膜組織相比,其在CRC組織中的啟動子區域存在異常甲基化。已有報道其檢測CRC和高級別腺瘤的敏感度為分別48%～72%和11%～22%,特異度的范圍為80%～95%[20]。目前,有三種基于SEPT9甲基化進行CRC篩選的商業化測試可用:Epi proColon 2.0(Epigenomics),ColoVantage TM(Quest Diagnostic)和RealTime ms9(Abbott)。有研究表明,TIMP3、ID4、CXCL12和IRF8基因的甲基化與CRC進展和腫瘤轉移高度相關[21]。

2.7.5 糞便檢查:大便隱血試驗(FOBT和FIT)經濟、無創、耐受性好,在全球范圍內有廣泛的應用。FOBT是用于CRC篩查的首批檢測方法之一,FOBT的使用始于20世紀60年代。FOBT和FIT基于不同的分析原理,FOBT通過非特異性過氧化物介導的可能受飲食和(或)化學物質影響的愈創木脂氧化間接檢測血液[22]。相反,FIT使用特異性檢測人血紅蛋白的抗球蛋白抗體。因此,由于使用了不受藥物或藥物影響的人類特異性珠蛋白抗體,FIT篩選與FOBT相比具有更高的靈敏度和特異度。

CRC病人大便中的miRNA表達量通常比正常人要高[23],miRNA-135b[24]、miR-34b/c、miR-342[25]、miR-144[26]可以作為CRC檢測的無創標記。

糞便DNA測試是最新的篩查方式之一。它們是FIT和其他DNA生物標志物(包括KRAS突變)的組合。雖然存在許多不同的糞便DNA檢測方法,但FDA批準的唯一檢測方法是Cologuard(Exact Sciences,Madison,WI)。Imperiale等[27]報道,2014年Cologuard ?(Exact Science,美國威斯康星州麥迪遜)被美國食品和藥物管理局(FDA)批準為CRC的篩查工具。Cologuard(Exact Sciences)能夠檢測遺傳改變,例如DNA突變、微衛星不穩定性、DNA錯配修復和異常的甲基化,這些特征使得DNA測試在檢測CRC的靈敏度方面優于FIT。在大樣本量的人群研究中(n≈10 000),糞便檢測CRC的敏感度為92%,檢測癌前病變的敏感度為42%,特異度為87%。與單獨使用FIT相比,Cologuard對癌前病變的敏感性更高。

3 篩查時機

盡管癌癥的發病率隨著年齡的增長而增加,特別是80歲以上人群中檢測到結直腸息肉的頻率更高,但這并不意味著對老年人進行常規的癌癥篩查是合理的。在老年人中進行結腸鏡檢查的風險較高,因而對老年人進行癌癥篩查目前仍然存在爭議。國際指南建議在50歲開始篩查,對76～85歲的人群應根據是否存在其他疾病進行個體化篩查,超過85歲的病人停止篩查[28]。

有研究支持在結腸鏡檢查陰性的一般風險人群中10年的篩查間隔是安全的。最新的指南建議,對一般風險的人群每10年進行結腸鏡檢查或每年進行一次FIT檢查是CRC篩查的最佳選擇[29]。對于風險較高的病人,建議早期篩查以及更頻繁地篩查,低于60歲發生CRC的病人的一級親屬應當在40歲或比癌癥發病年齡小10歲的年齡進行結腸鏡檢查,并且篩查間隔時間應為5年[30]。

遺傳易感性可能在CRC發病風險中起重要作用,遺傳綜合征(如Lynch綜合征和息肉病綜合征,家族性腺瘤性息肉病等)患癌的終生風險高達100%[31]。USMSTF和NCCN均指出,盡管遺傳因素在危險分層中發揮重要作用,但發生CRC的風險主要受后天因素的影響,其中年齡、種族、男性、飲食習慣和吸煙等已被許多研究證實。對于大多數人來說,年齡是發生CRC的最重要的風險因素,CRC平均診斷年齡為68歲。在2009～2013年間,新增CRC病例中有94.3%年齡≥45歲,CRC在65～74歲的病人中診斷率最高,為24%[32]。

從經濟學角度來看,除非FIT篩查、乙狀結腸鏡檢查或結腸鏡檢查不能進行,否則不應推薦FIT-DNA或CT結腸成像。在拒絕結腸鏡檢查和FIT的病人中,推薦每5年進行一次CT檢查或每5～10年進行一次乙狀結腸鏡檢查作為二線方案[29]。最近美國CRCMSTF指南推薦FIT-DNA和CTC作為拒絕結腸鏡檢查或FIT的病人的第二選擇,并建議膠囊內鏡作為拒絕所有其他檢查的病人的第三選擇。對于陰性結果的人群,應在3年后重復進行FIT-DNA檢測,5年后重復進行CTC和膠囊內鏡檢查。在陽性結果的情況下,病人應該進行結腸鏡檢查[11]。

4 結論

盡管有各種技術可以預防和檢測CRC,但迄今為止CRC仍是最致命的惡性腫瘤之一。盡管這些篩查方法具有較高的靈敏度和特異度,但人群篩查率仍然較低。與此同時,分子生物學快速發展打開了新的研究領域,血液或糞便中的DNA、RNA或蛋白質的片段檢測個體基因組的敏感度和特異度將不斷提高。綜合利用各種篩查方法可以提高人群早期CRC的診斷率并提高總體生存質量。