內鏡與腫瘤標志物對早期胃癌診斷的研究進展

孫思遠，付敏，鄒晨

鎮江市第一人民醫院（江蘇大學附屬人民醫院）普外科，江蘇鎮江212002

胃癌是消化道系統最常見的惡性腫瘤之一，其發病率在全球惡性腫瘤發病率中位于第五位，死亡率居第三位，東亞地區胃癌發病率為東歐地區的近2倍［1］。早期胃癌的定義最早由日本內窺鏡協會于1962年提出，并于1965年完善，是指病變局限于胃黏膜層或黏膜下層，且不論有無淋巴結轉移。大部分早期胃癌經規范治療后可以達到根治的效果，有效改善患者的生存質量。日本研究顯示，早期胃癌患者的5、10年生存率超過90%；而在西方的研究中，5年生存率與日本的數據存在一定差異，為68%~92%［2］。早期胃癌起病較為隱匿，其診斷較進展期胃癌困難。因此，如何更加準確地診斷早期胃癌并進行有效治療尤為重要［3］。目前早期胃癌的診斷主要分為兩大方向，一是以東亞地區為代表的依賴于內鏡技術的病理活檢診斷，二是以歐美為代表的檢測腫瘤標志物的間接診斷。本研究對目前診斷早期胃癌的技術進展進行綜述。

1 內鏡診斷

由于內鏡下可直視病灶，且可以對病灶取材進行病理活檢，內鏡診斷已逐漸成為胃癌的主流診斷方式。近年來，由于內鏡技術的發展與普及，胃癌的早期診斷有了很大進步，病死率也有一定下降［4］。在早期胃癌的診斷方面，當前主要的內鏡診斷技術包括白光內鏡成像（WLI）、窄帶成像（NBI）、鏈接彩色成像（LCI）和藍激光成像（BLI）以及人工智能（AI）輔助下的內鏡技術等。

1.1 WLI 由于具有可操作性、短時效性和低成本性，傳統WLI診斷已經成為目前胃腸道黏膜病變的標準診斷方法。在WLI下，正常胃黏膜是光滑的，顏色呈絲絨狀的紅色，集合小靜脈規則排列在胃皺襞間［5］。根據WLI結果，日本內窺鏡學會在1962年提出了早期胃癌的分型，主要包括0型（表面型）、1型（腫塊型）、2型（潰瘍型）、3型（浸潤性潰瘍型）、4型（彌漫性浸潤型）和5型（無法分類）。2002年提出的巴黎分型規定了消化道淺表病變的內鏡下通用分型，目前已成為內鏡下和宏觀評估消化道病變的標準［6］。在日本分型的基礎上，巴黎分型將0型病變進一步分為息肉樣病變和非息肉樣病變，息肉樣病變又可分為有蒂的（0-Ⅰp）、無蒂的（0-Ⅰs）或半有蒂的（0-Ⅰsp）。非息肉樣病變又可分為扁平性病變（0-Ⅱ）、潰瘍性病變（0-Ⅲ），扁平性病變可以是輕微隆起（0-Ⅱa）、黏膜水平（0-Ⅱb）、輕微凹陷（0-Ⅱc），其中0-Ⅱb型病變最難發現，且易被誤診為萎縮性胃炎［6］。研究發現，70%~80%的早期胃癌為0-Ⅱc型病變，且0-Ⅱc和0-Ⅲ型可能與黏膜下浸潤有關［7］。由于巴黎分型可更加詳細地評估病變的浸潤深度及出現多種混合性病變時的分型，越來越多的臨床醫師選擇使用巴黎分型診斷并評價早期胃癌［6］。

1.2 NBI 雖然目前內鏡診斷早期胃癌的標準是使用WLI，但WLI診斷早期胃癌的靈敏度并不令人滿意［8］。NBI創新性地使用了光學圖像增強技術，與WLI相比能更好地顯示組織表面的結構和血管。NBI使用的是峰值為415、540 mm的窄帶光，波長較可見光短，對組織的通透性低，與血管中的氧化血紅蛋白的峰值吸收區域重合。因此與周圍組織相比，黏膜毛細血管呈低信號，更易觀察黏膜表面的結構［9］。而將NBI與放大內鏡（ME-NBI）相結合，可準確評估胃腸道病變，并且可通過新生血管的形成與否早期發現并區分組織的腫瘤區與非腫瘤區［10］。Meta分析提示，ME-NBI對早期胃癌的診斷準確率達92.4%，且在確定早期胃癌的腫瘤組織邊緣方面表現出色。同時，還可用ME-NBI來評價內鏡下黏膜剝離術后切緣的陰性和陽性切除率，分別為97.4%、2.6%［11］。與WLI相比，第一代NBI提高了淺表腫瘤的檢出率，但是在胃內進行檢查與診斷時往往會出現視野較暗的情況，導致腫瘤表面的黏膜微結構可視性較差，不適合作為早期胃癌的篩查手段。在此基礎上誕生了第二代NBI，具備更高的圖像分辨率及更亮的視野［12］，更加適用于早期胃癌的篩查。

1.3 LCI和BLI LCI和BLI的短波發射強度遠高于WLI。LCI和BLI在410 nm（藍紫色）和450 nm（藍色）的短波波長下具有更高的強度，能夠更加清晰地描繪包括微觀結構在內的黏膜表面的圖像。因此，相比于WLI具有更好的可視化效果，特別是410 nm波長，能夠反映黏膜表層的微結構和微血管。發射強度的差異在很大程度上影響了黏膜表面圖像的顏色和結構，LCI顯示的黏膜顏色與WLI相似，但由于不同波長的發射強度不同，LCI可以產生更多的黏膜顏色圖案。在這幾種技術中，BLI具有最高的發射強度，能夠將黏膜表面的細節進行最大化的成像，因此BLI能夠將病變與其周圍黏膜形成高顏色對比，在檢測胃惡性病變、識別病變與正常組織分界線方面具有優勢［13］。相比于WLI和NBI，LCI亮度更高，因此在篩查胃腸道病變時最為有用，即使是應用于像胃這樣的寬腔器官的遠處病變篩查，也有較好的顯示效果［13］。LCI能夠更好地顯示病變與周圍黏膜的顏色差異，大多數早期胃癌LCI下的表現為橙紅色或橙色，與周圍紫色黏膜具有強烈的顏色對比，無需放大視野即可快速識別早期胃癌病灶。除此之外，LCI還能夠檢測到多種易被WLI遺漏的扁平樣腫瘤，在高對比度的情況下，這些腫瘤的周圍可以見到暗紫色的黏膜［14］。關于早期胃腸化生的診斷，在WLI內鏡下胃腸化生呈灰白色結節樣改變，診斷的靈敏度低于組織病理檢查診斷，因此不利于腸化生的早期篩查；而在LCI和BLI內鏡下，這些病變呈現綠色或紫色的改變，這種高色差可有效幫助臨床醫師識別腸化生區域，并進行取材診斷。前瞻性研究發現，在識別病變與正常組織方面，LCI與WLI相比有更大的顏色差異（包括扁平型癌）和更高的對比度；在42例WLI下病變與周圍黏膜顏色相似的病例中，有38例（90%）被LCI明確識別為橙紅色或橙色病變；除此之外，48個紫色黏膜病灶中的40個經活檢診斷為腸化生（準確率83%），且紫色黏膜的絕對顏色分量值與非紫色黏膜有顯著差異［15］。

1.4 AI輔助技術 盡管現在的內鏡技術已經愈發成熟多樣，內鏡檢查的質量和診斷準確性仍依賴于醫師的操作和主觀判斷，即使經驗豐富的醫師依然避免不了誤判的發生。因此，在內鏡診斷中逐漸引入AI［16-17］。目前AI在內鏡診斷中的應用主要是通過深度學習，讓系統分析大量的內鏡圖像，使用特定的算法提取圖像中的臨床特征，再根據這些積累的臨床特征對新獲取的臨床圖像直接進行診斷［18］，這一診斷模式已經被證明具有巨大的臨床應用潛力。卷積神經網絡（CNN）是目前應用最廣泛的AI網絡模型之一。IKENOYAMA等［16］使用2 639例胃癌患者的13 584張內鏡照片作為數據集（其中包括10 474張早期胃癌的照片）對CNN進行了訓練，訓練完成后使用另外一個獨立的數據集（140例患者的2 940張內鏡照片）進行測試，將CNN與內鏡醫師的診斷結果進行對比，發現CNN的診斷靈敏度高于經驗豐富的內鏡醫師，且診斷時間非常短；但CNN的陽性預測率和特異度低于內鏡醫師。如果未來能夠將內鏡醫師的診斷與高靈敏度的CNN有效結合，會提升整體的診斷能力。除此之外，AI系統的另一個重要功能是能夠快速識別胃的解剖位置，可幫助內鏡醫師節省大量學習時間，快速定位解剖位置，識別異常的病變組織并進行正確診斷。

2 腫瘤標志物

由于內鏡檢查屬于侵入性檢查，因此，在歐美國家，醫師和患者更傾向于采用非侵入性的腫瘤標志物來診斷胃癌。然而，傳統的腫瘤標志物如CEA、CA19-9、CA72-4、CA12-5等主要用于診斷中晚期腫瘤及監測腫瘤的治療與預后，對于診斷早期胃癌無明顯特異性［19］。因此，新型的腫瘤標志物如胃蛋白酶原（Pg）、胃泌素17（G-17）、自身免疫性胃炎抗體、液體活檢等逐漸興起。

2.1 胃黏膜萎縮標志物 Pg是胃蛋白酶的前體，最早由Michael Samloff在1982年提出可作為血清標志物用來監測胃黏膜變化［20］，但是由于Pg是胃黏膜萎縮的標志，因此僅能作為診斷胃癌的間接標志物。Pg主要包括兩種同工酶原，分別是Pg I、PgⅡ。Pg I主要由胃底和胃體的酸性腺體分泌，而PgⅡ除了由廣泛存在于整個胃的各類腺體（胃底腺、賁門腺和幽門腺等）分泌以外，也能由十二指腸上段的布倫納氏腺分泌［21］。由于血清Pg I濃度因胃黏膜分泌能力受損而降低，而PgⅡ的分泌受影響較小。因此，Pg I/PgⅡ降低被認為是胃黏膜萎縮的標志，可用來反映早期胃癌的病變嚴重程度。對照研究發現，胃癌組血清Pg I/PgⅡ低于對照組、萎縮性胃炎組，萎縮性胃炎組血清Pg I/PgⅡ低于對照組。因此，血清Pg I和Pg I/PgⅡ降低可能是胃癌發生的重要危險因素，且早期胃癌患者Pg I/PgⅡ高于晚期胃癌患者，這意味著血清Pg I/PgⅡ水平還可應用于胃癌的臨床分期［22］。此外，因血清G-17的水平在胃竇部萎縮時也會下降，有專家建議將Pg、G-17和幽門螺桿菌抗體聯合檢測應用于人群早期胃癌的篩查［23］。然而血液循環中的G-17水平對一些生理刺激包括食物和藥物攝入（如質子泵抑制劑等）很敏感，可能會影響此聯合診斷的準確性。抗胃壁細胞抗體（APCA）是自身免疫性胃炎的標志物，而自身免疫性胃炎的患者患胃癌的風險會增加，血清APCA水平可間接判斷胃癌患病風險，在臨床上，APCA陽性的患者還可能表現為先于胃癌出現的惡性貧血［24］。此外，反映胃黏膜萎縮的標志物還有胃饑餓素和三葉因子3（TFF3），但相關研究較少。雖然在胃癌組織中幾乎無胃饑餓素的表達，但研究發現，胃賁門癌中血清胃饑餓素處于低水平［25］。因此，可以認為血清中胃饑餓素與胃癌的發生有一定相關性。TFF3被認為是一種有前途的胃黏膜萎縮和胃癌的非侵入性生物標志物，研究發現，胃癌患者中TFF3水平明顯高于對照組，研究建議將Pg和FFF3聯合檢測用于胃癌的早期篩查［26］。

2.2 液體活檢 近年來出現了多種新興的基于血液的生物標志物檢測，通常被稱為液體活檢，這些技術可用來分析腫瘤細胞或腫瘤細胞衍生物［27］，常見的有細胞游離RNA（cfDNA）、循環腫瘤DNA（ctDNA）和細胞外囊泡（EV）等。

2.2.1 cfDNA 2008年，MITCHELL等［28］發現，miRNA可從癌細胞釋放到血液中，在血液中保持穩定，并能被PCR法檢測到，其表達水平與腫瘤的分期、侵襲性及預后相關。近年來，miRNA、lncRNA等與胃癌的相關研究不少，但只有少數研究證實其發現有臨床意義，而大部分研究卻產生了相互矛盾的結論。這些研究的不一致性和重復性較差，并且缺乏相應的前瞻性研究證據［29］，因此并未廣泛應用于臨床。在真正將其應用于臨床前還需進行大規模的前瞻性臨床研究，并與現有的生物標志物進行對比，才能最終選擇出適用的檢測對象。

2.2.2 ctDNA DNA片段從體內各種類型的細胞釋放到循環系統中，在癌癥患者中，有一部分cfDNA來源于腫瘤細胞，被稱為ctDNA。ctDNA可用于檢測腫瘤細胞中的體細胞點突變、重排、拷貝數變化和甲基化標記，且在各期腫瘤患者中均可檢測到ctDNA，不過在早期腫瘤患者的cfDNA總庫中，ctDNA的比例通常較低。目前的檢測方法有液滴數字PCR（ddPCR）、新一代測序技術（NGS）、CancerSEEK、PanSeer等新技術，這些檢測方法有較高的靈敏度和特異度，在臨床上有廣闊的應用前景［29］。

2.2.3 EV EV是指各種膜結合的囊泡，包括外泌體、微囊泡和凋亡小體等，從細胞中自然釋放到細胞外。包括胃癌在內的多種癌癥患者體液中均發現EV水平升高［30］，但其與腫瘤相關的診斷特異度目前還未得到充分證實，研究發現，EV中含有腫瘤細胞來源的分子，提示可將EV用作腫瘤的衍生標志物來進行檢測。目前關于早期胃癌患者循環中EV的研究較少，有研究顯示其具有很高的診斷價值［31］，但尚不夠深入，期待未來有更多的研究進一步證實其作用。

總之，早期胃癌診斷的相關研究仍在進行，每年有大量的診斷技術被報道。無論是已經成為內鏡診斷標準的WLI，可以進行圖像增強的NBI，還是顯示內容更為豐富的LCI和BLI，以及結合各種內鏡診斷技術并且能夠快速診斷的AI技術，還有各種新興的腫瘤標志物的出現，都已經或正在被更多的醫師和患者接受。以上研究為胃癌的早期診斷及早期治療提供了充足的保障。但由于缺乏臨床研究來進一步驗證新興技術的應用效果，因此，距離新興技術真正應用于臨床還有很長一段路要走。雖然，診斷技術越來越豐富多樣，但如何通過有效的診斷技術實現早期胃癌的早發現與早診斷，還需要臨床醫師根據實際情況選擇適用的診斷方法。