食管癌非创伤性检查的现状与进展
2015-03-20林金欢李兆申
林金欢 马 丹 李兆申
食管癌(EC)是常见的消化系统恶性肿瘤。2008年全球约有482 000例新发EC病例(占总恶性肿瘤病例数的3.8%),相关死亡人数为406 000例(占总恶性肿瘤死亡人数的5.4%)。在消化系统肿瘤中,EC的发病率与死亡率居第4位,仅次于结直肠癌、胃癌和肝细胞癌[1]。
内镜检查发现病变并进行活检仍是目前诊断EC的金标准[2]。但是作为一种创伤性检查,其需要先进的设备和专业的操作人员,且会引起被检者的不适,并且有发生并发症的风险,故不能作为大规模普查的方法,尤其对于无特殊临床症状的早期食管癌(EEC)患者,内镜检查尚未作为常规体检手段。因此,采用非创伤性检查方法筛选出EC高危人群,继而进行内镜下的进一步确诊,是目前较为可行的诊断策略。本文拟对EC的非创伤性检查作一综述。
1 血清肿瘤标志物
血清肿瘤标志物(TM)是指在肿瘤发生、发展和增殖过程中由肿瘤细胞合成、释放,或由机体对肿瘤细胞作出免疫应答反应而产生或升高的一类物质。血清中的TM可以用来筛查、辅助诊断、判断预后、监测疗效及检测复发[3]。
1.1 癌胚抗原
癌胚抗原(CEA)作为检测消化道恶性肿瘤中应用较广泛的血清TM,虽然常被用于结肠癌的初步筛查[4],但对于EC的检测作用也不容忽视。
Gion等[5]通过检测96例食管鳞状细胞癌(ESCC)患者血清中CEA、CA19-9、CA50水平后发现,CEA对EC的检出率在三者中最高,且与疾病的分期和病变部位相关,具体表现为Ⅳ期患者的CEA明显高于其他各期,病变位于下段者的CEA明显比上、中段者低。Munck-Wikland等[6]对53例EC患者的CEA水平和预后情况进行分析后发现,CEA水平与远处转移关系密切。另外,Sanders等[7]研究发现,对于尚未发生转移的EC细胞,CEA的水平可反映其转移潜能。
1.2 鳞状上皮细胞癌相关抗原
中国EC患者中以ESCC发病率最高,故检测鳞状上皮细胞癌相关抗原(SCC-Ag)有较大意义。
毛友生等[8]检测了206例EC患者血清中的SCC-Ag浓度后发现,其与肿瘤体积、TNM分期和浸润深度密切相关。Kosugi等[9]通过比较食管切除术前血清SCC-Ag浓度正常与异常的EC患者术后生存期的差异,发现SCC-Ag浓度升高者不良结局发生率较高。尽管SCC-Ag浓度不能作为判断预后的独立因素,但对于可切除的、局限化的EC(如EEC),肿瘤侵犯深度、转移淋巴结数目、胸壁内转移情况等独立因素的检出率不高[10],故SCC-Ag可以作为一项重要的参考指标用于临床实践。
1.3 细胞角蛋白-19片段抗原21-1
细胞角蛋白-19(CK-19)广泛分布于正常组织(如层状或鳞状上皮)表面。在恶性上皮细胞中,激活的蛋白酶加速了细胞的降解,使得大量CK片段释放入血,其可溶性片段与两株单克隆抗体KS19.1和BM19.21特异性结合,称为细胞角蛋白-19片段抗原21-1(CYFRA21-1)[11]。
Yamamoto等[12]首次发现在EC细胞系的胞质中表达CK-19并产生CYFRA21-1。48例患者血清中有23例的CYFRA21-1水平>3.5 ng/mL,而对照组中无1例阳性。CYFRA21-1诊断EC的敏感度、特异度、准确度分别为47.9%、100%和66.7%。血清CYFRA21-1水平与疾病的进展(包括肿瘤大小、侵犯深度和TNM分期)、能否切除及治愈等相关。
Kawaguchi等[13]报 道,CYFRA21-1 对 EC 的术前诊断敏感度为43.9%,远远高于SCC-Ag(26.8%)和 CEA(17.0%);CYFRA21-1的阳性率从0~ⅡA期的22.2%提升至ⅡB/Ⅲ期的77.8%,而SCC-Ag和CEA的含量差异无统计学意义;41例中有13例术后存在肿瘤复发,10例呈现CYFRA21-1升高,其中9例CYFRA21-1的升高早于临床表现与影像学检查。由此可见,CYFRA21-1不仅可以用于诊断,还可以用于密切监测ESCC的进展和复发。
此外,Zhang等[14]在研究 ESCC放射、化学治疗后生存期的预测因素时发现,CYFRA21-1和血红蛋白对于ESCC的长期结局有更好的预测效应。
1.4 p53抗体
p53基因的突变或失活将导致p53蛋白的过表达,引发机体产生p53抗体的同时,诱发恶性肿瘤。据统计,50%以上人类恶性肿瘤细胞中存在此基因突变[15]。
Cawley等[16]发现,Barrett食管(BE)和 EC患者血清中p53抗体的出现可早于临床确诊,将p53抗体作为预测疾病进展的指标有一定意义。
Shimada等[17]抽取35例浅表性食管癌(SEC)患者治疗前后的血清并测定其中的p53抗体、SCC-Ag、CYFRA21-1和 CEA 浓度。结果显示,治疗前有14例(40%)的p53抗体为阳性,而另外3种TM 的阳性率分别只有14.3%、5.7%及11.4%;14例中有2例存在复发,其余12例在行切除治疗后p53抗体含量转阴。此研究表明,监测血清中p53抗体对于发现SEC的效果优于其他TM,在一定程度上还能反映术后残留肿瘤细胞的活性。
需要指出的是,单一运用某种血清TM对于筛查无症状的EC患者准确性较低[3],联合应用多种血清TM可以显著增加EC的诊断效力,这种非创伤且准确的方法为检测EEC提供了新的思路[18]。目前国内外对血清TM的研究焦点在于联合检测,选择优势互补的最佳组合来发现早期恶性肿瘤,是这一领域的发展趋势。
2 影像学检查
2.1 食管造影
X线钡餐造影是临床上较常用于发现食管病变的影像学检查方法,是可疑EC患者影像学诊断的首选方法。造影不仅能较好地呈现黏膜中断、管壁破坏、管腔狭窄和病变形态,还能动态观察管壁运动状态,显示食管与周围组织的关系。气钡双重造影对发现早期微小病变较单纯钡餐造影更为敏感。但Adachi等[19]对46例内镜确诊为EEC的患者行造影检查,发现造影的准确率仅为42.0%,从而认为诊断EEC不能单独依赖造影,需结合内镜与脱落细胞学。
2.2 计算机断层扫描
计算机断层扫描(CT)是目前中国在进行EC临床分期时应用较为普遍的影像学手段,除了能显示食管病变部位、大小及与周围脏器的关系外,还有助于评价有无淋巴结转移和远处转移[20]。
CT一般以淋巴结短径作为转移的诊断指标:纵隔淋巴结>1 cm、膈下淋巴结>8 mm可考虑为转移[21]。CT的不足之处主要在于:(1)肿瘤有时与周围肿大淋巴结融合,难以判定肿大淋巴结的大小和数目;(2)CT一般通过测量淋巴结大小判断是否转移,而淋巴结肿大有时可由良性反应性病变或者炎性病变等非肿瘤性因素引起,且未肿大的淋巴结也可能已发生转移,造成了假阳性和假阴性结果。基于以上两点,Rice等[20]认为CT对于淋巴结转移的N分期作用有限。
此外,Hulshoff等[22]对97例ESCC患者在新辅助放射治疗、化学治疗前后行CT检查,并通过手术评价CT诊断远处转移的能力,发现其敏感度与特异度分别为56%及100%,从而认为CT在新辅助放射治疗、化学治疗后可以有效地监测疾病的进展。
2.3 正电子发射型计算机断层显像
正电子发射型计算机断层显像(PET-CT)是PET和CT的同机融合,可以同时评价病变的解剖结构异常和代谢功能异常。
Luketich等[23]对可进行手术治疗的35例EC患者行PET-CT后发现,PET-CT检出远处转移的敏感度为88%、特异度93%、准确度91%,并能检测出CT不能发现的远处转移。Blencowe等[24]对238例经多学科协作(MDT)建议行根治疗法的EC患者行PET-CT后,91例(38.2%)的分期得到了修正,从而改变了MDT的治疗方案。可见,PET-CT在治疗决策方面可起到重要的作用。
CT可以较好地显示病变的解剖结构,但不能评价肿瘤的代谢功能,PET-CT则弥补了这一缺陷,但其较低的空间分辨率对病变的解剖结构显示不佳,在一定程度上降低了对原发肿瘤、淋巴结转移和肺部转移的检出率[25]。因此,PET-CT能从解剖学和功能学两个角度反映EC的病情,有助于指导EC的诊断和分期、制定治疗计划、评估治疗效果、探测疾病复发可能,比单独应用超声内镜引导下细针穿刺活检术(EUS-FNA)能更好地评估新辅助放射治疗、化学治疗后淋巴结的状况和疗效,预测无病生存期和总生存期,最大限度地发现潜在的远处转移[25]。
2.4 磁共振成像
Wang等[26]对77例EC患者在放射治疗、化学治疗前后分别行磁共振弥散加权成像(DWI)检查,发现其可以作为预测疗效和生存率的重要手段。Alper等[27]通过短时间反转恢复(STIR)快速自旋回波(TSE)序列分析35例EC患者体内482个淋巴结的良恶性,与病理结果对照后发现,此法的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值分别为81.3%、98.3%、92.9%和95.2%,对区分良恶性淋巴结有较大价值。Lee等[28]对19例EC患者术前行超声内镜(EUS)、CT、PET-CT 及磁共振成像(MRI)检查。通过对比发现,PET-CT联合MRI检查对于肿瘤T分期的准确性与EUS相似,而在N分期方面高于EUS与PET-CT,PET-CT联合MRI检查有望成为术前评价ESCC分期的重要方法。但MRI扫描时间长,易受心脏、大血管搏动及呼吸运动影响产生伪影,且与CT相同,以淋巴结直径作为评价转移的标准,故一般不作为食管病变的首选或常规检查。
2.5 食管胶囊内镜
食管胶囊内镜(ECE)以14~18帧/s的图像存储速度通过安置在其前后的2个摄像头获取图像。目前尚未有ECE造成严重并发症的报道,可疑食管狭窄、梗阻、瘘管形成等是ECE的禁忌证[29]。对于伴随胃食管反流的BE和门静脉高压所致的食管静脉曲张,ECE有较好的应用价值。但是,Heresbach等[30]对68例可能继发于头颈部肿瘤的ESCC高危人群分别行ECE和传统内镜后发现,ECE的敏感度不高,故认为其不能被应用于诊断肿瘤造成的食管损伤。在ECE的基础上,系线的食管胶囊内镜(SECE)使得ECE的运动可人为调控,从而获得操作者需要的图像。Chen等[31]发现,SECE对于远处食管的显像优于ECE。开展SECE或将成为未来的研究方向。
各种影像学检查都有其优缺点,具体如下:X线钡餐造影是可疑EC患者影像学诊断的首选,但对于早期恶性肿瘤的诊断率较低;CT是目前中国在进行EC临床分期时应用最为普遍的影像学手段,但对于淋巴结转移的N分期作用有限;PET-CT可以评价肿瘤的代谢功能,但对解剖结构显示不佳;MRI对于检测骨转移可发挥较大作用[32],但易产生伪影且不能很好地评价T分期;ECE可直接获取食管图像,但禁忌证相对较多,应用范围有限。针对不同个体,选择最优化的检查方法,从而有针对性地制定治疗方案,达到较好的临床结局[33],是目前研究的重点。
3 生物标志物
生物标志物检查与内镜相比较,有无创伤、费用少、风险小的优势,是未来筛查EC的重要方法[34]。目前对于生物标志物的检测方法主要有蛋白质组学、代谢组学和分子技术。
作为基因组翻译后的产物,蛋白质组是基因机制下触发肿瘤发生的直接表现。肿瘤蛋白质组学揭示了肿瘤发生和进展的分子机制,不仅可用于EC的早期诊断,还为个体化治疗提供了靶点[34]。Zhang等[35]通过比较17例ESCC患者术前和术后血清中蛋白含量的差异,认为血清中丛生蛋白(clusterin)含量下调可提示ESCC。Liu等[36]研究发现,36.29%的ESCC早期和晚期患者血清中存在抗CDC25B抗体,认为抗CDC25B抗体可用于ESCC的筛查和早期诊断。Vona-Davis等[37]发现,钥孔血蓝蛋白(KLH)可下调有关糖酵解的蛋白,同时上调氧化应激相关蛋白,达到抗肿瘤的效应,KLH或可用于BE的辅助治疗和外用治疗。
代谢组学是对存在于组织、尿液、血浆中内源性低相对分子质量物质的定量描述,通过测定其中生物标志物含量,实现对EC的诊断[38]。Zhang等[39]发现乳酸、肉碱、十七烷酸含量在食管腺癌(EAC)患者血清中上调,而缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、酪氨酸、色氨酸、十四烷酸、亚麻酸、亚油酸则下调。Hasim等[40]发现EC患者尿液中甘露醇、谷氨酸、γ-氨基丁酸、苯丙氨酸、醋酸、尿囊素、丙酮酸、酪氨酸、β-葡萄糖含量较健康人群高,而N-乙酰半胱氨酸、缬氨酸、二氢胸腺嘧啶、马尿酸、甲基胍、1-甲基尼古丁-酰胺、柠檬酸相对较少。可见,利用代谢组学检测尿液中的代谢物含量,有助于探索EC的发病机制,并协助早期诊断。
分子变化常发生于肿瘤进程早期,除了存在于肿瘤组织外,有时能在血清或粪便标本中发现。Hibi等[41]研究了38例ESCC患者的标本,31例的肿瘤组织有p16过甲基化,另有7例的血清DNA存在与组织中同样的改变。Kawakami等[42]研究发现,32例ESCC患者中肿瘤组织存在APC过甲基化的有16例,血清改变与组织相一致的有2例,且血清APC过甲基化与EAC的肿瘤分期密切相关,Ⅰ~Ⅱ期的阳性率为4%,Ⅲ~Ⅳ的阳性率为46%。Ahlquist等[43]检测到3例EC患者粪便中含有高相对分子质量的DNA,为诊断EC提供了新的思路。
4 其他
中国发明的可充气球囊和日本首创的细胞海绵胶囊是收集食管脱落细胞的无创方法。可充气球囊的操作如下:将抽气后的球囊插入胃内,向与球囊相通的导管内注入气体使其扩张后回拉,食管脱落细胞因球囊壁与食管黏膜接触而吸附于球囊表面,抽出气体后拔出球囊,收集表面的细胞[44]。细胞海绵胶囊的操作如下:细胞海绵胶囊吞入胃内后,此种胶囊展开成筛网状球面,通过系线将胶囊牵拉至食管,吸附黏膜脱落细胞[45]。由以上两种方法获得的细胞经涂片后,进行细胞学检测、液基细胞学处理或免疫组织化学生物标记[46],从而发现潜在的病变。相对于内镜下获取细胞,利用可充气球囊和细胞海绵胶囊收集无创脱落细胞的创伤小、操作简单,但目前对于其是否可用于临床筛查尚未有统一观点[47]。
5 总结和展望
近年来,虽然对EC的治疗取得了一定进展,但病死率仍居高不下,很大一部分原因在于未能早期、及时地发现病变。虽然内镜等创伤性检查是诊断EC的金标准,但对无明显症状的早期肿瘤患者,尚未作为普查及常规体检项目。因此,采用非创伤性检查方法进行初筛,继而用内镜进一步确诊,是目前较为可行的诊断策略,非创伤性检查将成为未来EC诊治研究的热点之一。
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