結直腸癌篩查方法的研究進展*

陳 湘 趙士宇 吳相柏

三峽大學第二人民醫院結直腸肛門外科(湖北省老年胃腸癌精準防治臨床醫學研究中心)，湖北省宜昌市 443000

據估計，2020年全球惡性腫瘤新發病例1 930萬人，死亡病例990萬人， 結直腸癌發病率(10.0%)、病死率(9.4%)，分別居惡性腫瘤發病率第三位，死亡率第二位[1]。2016年我國結直腸癌發病人數40.8萬人，總死亡人數為19.6萬人,分別居惡性腫瘤發病率的第二位、死亡率的第四位，且2000—2016年以來，結直腸癌的發病率和死亡率呈逐年上升趨勢[2]。正常腸黏膜增生形成腺瘤性息肉，其逐漸增大并惡性變，最終導致結直腸癌浸潤和轉移需花費數十年時間[3]。結直腸癌進展的時間窗為結直腸癌篩查，為實現早期發現、早期診斷、早期治療提供了可能，能有效降低其發病率及死亡率。無數醫療工作者致力于探尋高效的結直腸癌篩查方法而造福于癌防事業，成果層出不窮。

1 問卷評分

結直腸癌的發病有其特定的高危因素如結直腸癌家族史、腸道息肉史、生活習慣等，現有的依據結直腸癌高危因素制定的、臨床工作中運用較多的有高危因素問卷(HRFQ)調查及亞太結直腸腫瘤篩查評分系統(APCS)，通過回答問卷可以發現高風險人群，有利于提高人群的疾病防控意識，早期干預腸癌進程。

2 糞便潛血實驗

糞便潛血實驗是結直腸癌篩查運用最廣泛的初篩方法之一，通過檢測糞便中攜帶的微量血紅蛋白，得以區分健康人和存在腸道出血患者，再針對性地對這部分腸道出血患者進行相關診療活動，確定患者是否存在腸道癌前病變或已然癌變。其包括化學法(FOBT)、免疫法(FIT)兩類。FOBT現在正被FIT所取代，其敏感性更高。Niedermaier等[4]研究了定量FIT在不同階段檢測CRC的敏感性，FIT檢測T1～4期CRC的敏感性分別為52%、79%、93%、84%，表明FIT檢測中晚期CRC的敏感性較高,但檢測早期CRC敏感性偏低。在最近的一項關于FIT綜述中，Gies等[5]討論了大量不同規模的研究，當分析的CRC病例和對照組數量超過50例時，報告的敏感性在66%～74%之間，特異性水平在84%～95%之間。有一種觀點認為[6]每一年重復進行FIT測試可以彌補敏感性的缺乏。

3 腫瘤相關標志物檢測

3.1 血液標志物 在腫瘤發生、發展過程中，腫瘤組織會釋放腫瘤相關生物分子入血液，臨床研究發現眾多血液腫瘤標志物可用于腫瘤的檢測。目前結直腸癌的血液標志物主要包括四類：核酸(RNA/DNA/信使RNA/mircoRNA)、細胞因子、抗體、蛋白質。血液標志物在結直腸癌篩查與防治中具有不可替代的價值。因其快捷、小風險性，在癌癥篩查中可獲得較高的人群篩查率和依從性。在核酸中最有希望的血液標志物是NEAT-v2非編碼RNA、SDC2甲基化和Septin9甲基化。Wu等[7]發現富含lncRNA轉錄變體2(NEAT-v2)在診斷結直腸癌中敏感性70%，特異性可達96%。由于其在結直腸癌早期和晚期表達中沒有顯著的差異性，就結直腸癌篩查上價值不高。黏結蛋白聚糖2(syndecan-2，SDC2)是重要的膜蛋白，相關前瞻性研究發現SDC2甲基化診斷早期結直腸癌靈敏度可達92%[7]。Septin9甲基化近年來頗受關注，多項研究表明其存在于結直腸癌患者的外周血中，對結直腸癌的診斷敏感性可達47.1%～95.6%，特異性可達81%～96.7%[8]。也是于2016年成為美國食品藥品監督管理局首個批準運用于結直腸癌篩查的試劑盒。譚琪等[9]通過回顧性分析發現結腸癌患者不同性別、年齡和癌變部位與Septin9、SDC2、BCAT1基因甲基化聯合檢測陽性率差異均無統計學意義(P均>0.05)，聯合檢測外周血血漿游離Septin9、SDC2、BCAT1基因啟動子甲基化有助于結直腸癌早期診斷, 對結直腸癌Ⅰ～Ⅲ期陽性率高于CEA, 3個基因聯合檢測提高了診斷效能。由于其操作的復雜性及成本昂貴限制了其在臨床工作中的廣泛使用。許多研究小組在血液中檢測結直腸癌相關蛋白，但多數標志物價值并不突出。在血清中檢測到的較有前途的有CA11-19標記蛋白，敏感性達98%，特異性達84%[10]；CCN家族富含半胱氨酸的61蛋白(Cyr61)，敏感性達83%，特異性達97%[11]；b6-整合素，敏感性達69.80%，特異性達100%[12]；三葉因子3(TFF3)，敏感性達74.20%，特異性達94.80%[10]。雖然血液采集很簡單，但是血液標志物的檢測需排除身體其他部位的腫瘤，且糞便或結直腸黏液中存在的結直腸癌生物標志物目前在診斷上比血液中檢測到的生物標志物更可靠。

3.2 糞便標志物 目前結直腸癌的糞便標志物主要包括四類：核酸(DNA/mircoRNA)、蛋白質、揮發性有機物(VOCs)、微生物組標志物。腸道病變過程中脫落的帶有生物學信息的DNA等遺傳物質，可以通過測定特定的遺傳學或表觀遺傳學分子標志物來區別腫瘤病變與非腫瘤病變[12]。(1)在DNA中最有價值的糞便標志物：SDC2甲基化，敏感性達81.10%，特異性達93.30%[13]；NDRG4甲基化，敏感性達53.0%～92.0%，特異性達89.1%～100.0%[14]；SPG20甲基化，敏感性達80.2%～89.0%，特異性達99.0%～100.0%[14]；SFRP2甲基化，敏感性達32.1%～94.2% ，特異性54.0%～100.0%[14]。2018年國家食品藥品監督管理總局醫療器械技術評審中心批準SDC2甲基化試劑盒用于結直腸癌檢測。值得一提的是多種標志物聯合可以提升結直腸癌的診斷敏感性及特異性，像BMP3和NDRG4聯合，敏感性達98%，特異性達90%[14]；波形蛋白(VIM)聯合SFRP2，敏感性達92.50%，特異性達91.20%[15]；由K-ras突變，BMP3和NDRG4啟動子甲基化，通過β-肌動蛋白和血紅蛋白(FIT)檢測組合而成的多靶點糞便DNA檢測(Cologuard)，敏感性92.3%，特異性86.60%[15]，是第一個被美國食品藥品管理局批準并在全國推廣的結直腸癌篩查實驗。(2)mircoRNA是基因表達的重要調控因子，眾多mircoRNA分子被證實在結直腸癌患者糞便中有差異性表達，其中價值突出的有miR-223，敏感性達77%，特異性達96%；miR-451，敏感性達88%，特異性達100%[16]。(3)在蛋白質中最有價值的糞便標志物有：血紅蛋白、腫瘤型M2丙酮酸激酶(M2-PK)等。Uppara等[17]得出M2-PK診斷結直腸癌的敏感性達68%～93%，特異性達70%～97.5%。(4)VOCs作為一種氣態的碳基化合物，存在于人的糞便、尿液、呼氣中，已有研究[18]證實其與人體健康狀況有一定的相關性。值得注意的是，Sonoda等[19]利用狗嗅覺對糞便和呼出呼吸樣本進行氣味區分CRC患者和對照組時，獲得了非常令人印象深刻的結果(CRC檢測靈敏度達到97%，特異性達到99%)。研究表明特定的癌癥氣味確實存在，不幸的是，期望這種自然現象可以構成一種可靠的診斷工具是不現實的。因此，先進的電子鼻技術、氣相色譜(GC)和質譜(MS)正在開發和測試用于CRC檢測。(5)Zhang等[20]通過對CRC患者病例對照研究結直腸腫瘤發生良性息肉至晚期腺瘤的不同階段糞便菌群和血液炎癥因子特征，鑒定出24種CRC相關細菌，發現菌群在逐漸惡性轉化過程中促進CRC微環境的形成。其中具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum,Fn)、大腸埃希菌(Escherichia coli)、脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis)和空腸彎曲桿菌(Campylobacter jejuni)的一些特定菌株在結直腸黏膜癌變中扮演重要的角色[21]，具核梭桿菌診斷結直腸癌的敏感性可達54.0%～92.8%，特異性可達79.8%～91.0%[22],啟示微生物群的變化可作為CRC早期檢測的生物標志物。另一方面,腸道菌群可能是未來防治CRC的有力武器[23]。

4 CT結腸成像

CT結腸成像(CT Colonography)或虛擬結腸鏡檢查(VC)是一種非侵入性檢查，其利用薄層CT數據和專用軟件產生結腸的二維和三維圖像，以供評估大腸疾病。之所以用虛擬結腸鏡檢查這一術語來描述此程序，是因為CT結腸成像檢查類似于用光學內窺鏡，相較于結腸鏡，CTC 呈現的是影像學表現，發現結直腸癌的靈敏度略低或相近[24]，在臨床使用中，由于CTC檢查的非侵入性，低并發癥發生率，且可以一并檢測腸外病變的特性，因此人群接受度較結腸鏡檢高。美國預防服務工作隊更新指導意見,建議將CT結腸成像作為篩查策略之一進行結直腸癌篩查，以降低美國CRC發病率和死亡率[25]。但考慮 CTC檢查操作復雜、價格昂貴、存在射線危害，我國目前并未將其作為結直腸癌篩查的I級推薦,對于結腸鏡檢查存在禁忌的個體，可采用CT結腸成像檢查[26]。

5 電子結腸鏡檢測

結腸鏡檢查+鏡下活檢目前已成為CRC篩查、診斷和隨訪的金標準，有研究表明[27]結腸鏡檢查及病變切除可使CRC的發病率降低76%～90%，死亡率降低53%。腸鏡進入腸腔后，能清晰地觀察整個腸道內壁，及時發現息肉、腺瘤等腸道病變，并能即時行鏡下治療及送病理檢查。結合腸癌息肉—腺瘤—癌的十余年疾病發展時間窗，在此階段行腸鏡檢查可有效干預腸癌的發展進程。設想一下，若是能全國范圍內對適齡人群行結腸鏡普查，必定能有效降低國家的腸癌發病率及死亡率。現實問題在于：一方面對適齡人群直接采用結腸鏡檢查進行CRC篩查的策略，對結腸鏡及內鏡醫師資源的配置要求較高。有研究顯示，將美國現有的腸鏡資源全部用來完成其當年所有適齡人群的CRC篩查需要花費2年的時間[28]。就我國人口基數大、貧富發展不均的國情來看，結腸鏡資源匱乏且分布不均，對適齡人群直接采用結腸鏡檢查的篩查策略在我國實施尚需時日，目前亦僅少數國家對無癥狀適齡人群直接推薦結腸鏡檢查。另一方面，結腸鏡檢查具有侵入性，操作前需行腸道準備，相對其他檢查煩瑣，患者體驗感較差，對低危患者而言，篩查的必要性尚不明確。因此我國采用分層篩查策略，利用高危問卷評估、糞便潛血實驗等前期工作可將結腸鏡資源傾斜于高危人群，避免腸鏡資源的浪費。我國于2012年開始城市癌癥早診早治項目，到2021年已涉及29個省份75個城市。項目高危問卷調查+FIT行初篩，確定CRC高危人群，再動員這部分高危人群行結腸鏡檢查及后續診療、隨訪工作。結腸鏡檢查是篩查結直腸癌和腺瘤的有效方法,腺瘤檢出率是結腸鏡檢查最可靠的質量指標，但腺瘤檢出率取決于腸道準備質量。國外一項前瞻性觀察研究[29]發現：結腸鏡檢查前行走步數是影響腸道準備質量的獨立因素，結腸鏡檢查前步行步數最少需5 270步,保證高質量的腸道準備，在臨床工作中可鼓勵患者結腸鏡檢查前主動增加步數。Fendrick等[30]在45～75歲的平均風險個體的模擬人群中，使用CRC-aim估計了篩查和隨訪結腸鏡檢查與未篩查的CRC結果。發現每1 000人的LYG/結腸鏡檢查結果為0.09，隨訪結腸鏡檢查結果為0.29。每次篩查和隨訪結腸鏡檢查分別避免了0.01和0.04例CRC病例和0.01和0.02例CRC死亡。由此可見提高篩查人群覆蓋面，鼓勵個人完成推薦的篩選及隨訪過程在癌防事業的經濟效益層面及降低人群患病率、死亡率方面意義重大。

6 現狀及展望

2022年，國家就癌防工作有了新部署。為擴大篩查與早診早治覆蓋面，提出機會性篩查與組織性篩查并舉新路徑。將紙質高危評估問卷改為了線上自助風險評估App，居民評估后高風險人群能就近預約進一步檢查，App上亦有健康專欄知識宣教；并將人群篩查年齡改為≥18歲的居民，形成癌癥四級預防聯動新模式(通過政府干預行0級預防削弱危險因素；通過健康宣教等行一級預防降低發病率；通過篩查、早診早治行二級預防降低死亡率；通過規范化診療行三級預防提高患者生存質量)。就我國現階段的國情來看，雖然篩查方法較多，其中不乏敏感性及特異性喜人的檢查方法，如多靶點糞便DNA檢測、聯合外周血多種標志物檢測、虛擬結腸鏡檢查等。但是由于其操作復雜性、價格受眾較少不符合國家擴大篩查與早診早治覆蓋面的現實訴求。我國腸癌篩查仍是通過高危因素問卷+FIT作為初篩確定高危人群，以電子結腸鏡行更深一步的鏡下治療及行病理檢查的方式。篩查參與率與人群的社會經濟地位、受教育程度、家族史、篩查策略、篩查意識以及個人心理因素等有相關性。為能有效提高篩查率、早診率等，應該加大宣傳力度，讓大眾知道腸癌的發病高風險因素，知道能通過腸鏡篩查有效干預腸癌進程；了解高危人群行腸鏡篩查的必要性；了解腸鏡操作流程以降低人群的畏懼心理等。我們一方面期待新的高效、低廉的腸癌篩查新方法；另一方面也相信新的篩查方案能取得癌防事業新收獲。