基于多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术的结直肠癌早期筛查结果分析

马志刚 朱晓麟 马丽红 韩鹏 陈一友 王立国 李强 张晶泽 张艳桥

结直肠癌（colorectal cancer，CRC）也被称为大肠癌，是常见的恶性消化道肿瘤。GLOBOCAN 2018［1］显示，2018 年全球结直肠癌新发病例约185 万，死亡约88 万，在所有恶性肿瘤中发病率排第3 位，死亡排第2 位。近年来，我国结直肠癌发病率呈明显上升趋势。根据中国国家癌症中心最新的统计数据显示，2015 年，我国结直肠癌发病例数约为38.8 万，死亡例数约为18.7 万［2］。目前结直肠癌已经被世界卫生组织列为最适合进行早期筛查和预防的癌症之一，加强结直肠癌早期防治已成为各界共识。北美、欧洲等发达国家都已将大肠癌筛查列入公众健康方案［3-4］。得益于早期筛查的推广，美国结直肠癌发病率和死亡率都呈持续下降趋势，我国在《城市癌症早诊早治项目》《健康中国2030 纲要》《中国慢病防控中长期规划纲要2017-2025》等项目中，都将结直肠癌列为重点筛查防治癌种。

在既往结直肠癌筛查项目中，便隐血检测、直肠指检和肠镜检查常被用于人群筛查。然而，这些传统方法在实际应用中仍存在一定局限性。便隐血检测方法成本低廉，但是敏感性和特异性不足；直肠指检的检测体验不佳，弃检率较高；肠镜检查是筛查诊断的可靠手段，并且可以对癌前病变进行镜下切除，但是需要做清肠准备，具有一定侵入性，存在一定风险，人群依从率较低［5-7］。随着分子生物学的发展，肿瘤的发生发展机制也不断得到深层次的研究。基因变异已成为肿瘤发生发展的一个重要驱动因素。以往关于结直肠癌的分子机制研究中，KRAS 基因突变以及一些基因甲基化是结直肠癌早期发生阶段的重要信号。国外研究［8］报道KRAS突变、NDRG4 和BMP3 甲基化等多靶点联合免疫法便隐血FIT 可作为结直肠癌及癌前病变早期筛查的重要标志物，提升了对结直肠癌和癌前病变的灵敏度。近年来国内新型技术多靶点粪便FIT-DNA联合检测技术，在基因靶点的设计上采用中国结直肠癌患者特有的位点，符合中国结直肠癌的分子遗传特征，为结直肠癌早发现、早诊断、早治疗提供一个简便可行的解决方案，同时也为探索出更便捷、有效的大肠癌筛查流程和模式，提供一个新思路和新方法［9，10］。

为进一步探索结直肠癌筛查的实施模式，扩大筛查效益，哈尔滨医科大学附属肿瘤医院启动利用新型生物检测技术提高群众结直肠癌筛查依从性和检出率的项目。本项目面向医院体检人群，利用多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术进行结直肠癌筛查，进一步确定阳性人群后建议其进行肠镜检查，以探索利用创新的肠癌筛查手段提高体检人群对于肠癌筛查项目的参与程度、渗透率和顺应性，为今后在其他省市开展结直肠癌早筛项目提供参考。

资料与方法

一、研究对象

纳入2016 年12 月～2017 年12 月在哈尔滨医科 大学附属肿瘤医院体检人群中，接受多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术的人群，共计594 例。同时纳入已确诊的26 例结直肠癌及28 例腺瘤回顾性样本，验证该技术的准确性。

二、筛查方法

多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术试剂盒由杭州诺辉健康科技有限公司提供。研究对象需在本项目人员指导下，严格按照多靶点粪便FIT-DNA联合检测技术试剂盒内附带的采样说明书进行采集粪便样本，然后寄送至杭州诺辉健康科技有限公司旗下医学检验实验室进行检测，并出具检测报告，阳性人群建议行全结肠镜检查以确诊。统计分析不同地区、性别、年龄组的多靶点粪便FIT-DNA 联合检测阳性率、肠镜检查依从性以及肠镜检查异常情况。

多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术通过检测人粪便样本中的 KRAS 基因突变、BMP3 和 NDRG4基因甲基化及血红蛋白，利用专业分析软件进行计算综合评分，判断结直肠进展期新生物*的患病风险。检测评分的分值大于等于165 分是阳性结果，分数小于165 分是阴性结果。分数高低和癌变进程没有定量线性关系，即1～164 分均判断为阴性，165 分及以上均判断为阳性。若结果为阳性，提示受检者患结直肠癌或癌前病变的风险较高，需做进一步的临床诊断；若结果为阴性，提示受检者患 结直肠癌的风险较低，可定期筛查，注意临床随访。

*注：结直肠进展期新生物包含结直肠癌和进展期腺瘤（腺瘤具备直径≥10 mm、含有25%以上的绒毛成分、有高级别瘤变或重度异型增生中的任一条即可归为进展期腺瘤）。

三、统计学分析

本文所有数据采用例（%）来表示。

结 果

一、多靶点粪便FIT-DNA 联合检测阳性情况

共有594 名体检人群进行多靶点粪便FIT-DNA联合检测，其中61 名检测为阳性，总体阳性率为10.27%（61/594）；男性和女性的检测阳性率分别为11.72%（51/435）和6.29%（10/159）。不同年龄组＜40、40～49、50～59、60～69、70～74、＞ 74岁的阳性率分别为8.87%（11/124）、8.15%（11/135）、 8.76%（17/194）、8.89%（8/90）、27.78%（5/18）、27.27%（9/33）。（见表1）。

表1 多靶点粪便FIT-DNA 联合检测性别 和年龄差异统计表

二、肠镜检查依从情况

在61 例多靶点粪便FIT-DNA 联合检测阳性者中，32 人进行了肠镜检查，肠镜总依从率为52.46%（32/61）；男性和女性的肠镜依从率分别为56.86%（29/51）和30.00%（3/10）；不同年龄组＜40、40～49、50～59、60～69、70～74、＞74 岁 的肠镜检查依从率分别为63.64%（7/11）、72.73% （8/11）、58.82%（10/17）、37.50%（3/8）、40.00%（2/5）、22.22%（2/9）。（见表2）。

表2 多靶点粪便FIT-DNA 联合检测阳性人群的 肠镜依从情况统计表

三、肠镜检查结果情况

在32 名进行肠镜检查的人群中，肠镜结果异常21 人，肠镜异常率67.74%（21/31），肠镜未见异常10 人，肠镜结果未知1 人；在21 名肠镜检查的异常者中，肠炎/溃疡3 人，息肉13 人，腺瘤5 人，其中进展期腺瘤3 人。男性和女性的肠镜异常率分别为64.29%（18/28）和100%（3/3）；从各年龄组肠道病变检出率来看，＜40、40～49、50～59、60～69、70～74、＞74 岁的肠镜异常率分别为28.57%（2/7）、75.00%（6/8）、100.00%（8/8）、50.00%（2/4）、50.00%（1/2）、100.00%（2/2）。（见表3）。

四、多靶点粪便FIT-DNA 联合检测的性能验证分析

本研究纳入了26 例结直肠癌及28 例腺瘤（包括进展期腺瘤和非进展期腺瘤）的回顾性样本，验证多靶点粪便FIT-DNA 联合检测的敏感性。结果显示该检测技术对结直肠癌和腺瘤的敏感性分别为92.31%（24/26）和42.86%（12/28）。（见表4、表5）。

表3 多靶点粪便FIT-DNA 联合检测阳性人群的 肠镜检查结果统计表

表4 26 例结直肠癌患者的基本特征及多靶点粪便 FIT-DNA 联合检测阳性符合情况分析

讨 论

随着我国社会经济发展、居民生活方式转变以及人口老龄化的加剧，我国结直肠癌发病和死亡呈现明显上升趋势。结直肠癌具有缓慢的自然病程和明确的癌前病变，目前已经被世界卫生组织列为最适合进行早期筛查和预防的癌症之一。加强结直肠癌早期防治已成为各界共识。在早期防治措施中，早诊筛查的作用尤其重要，是遏制结直肠癌高发的有力措施。世界主要发达国家均已实施针对全国人口的结直肠肿瘤早诊筛查，并将其作为基本公共卫生服务，并已取得明显的效果［11-13］。我国也已开始关注癌症筛查问题。在我国的2006 年在农村开展癌症早诊早治项目中，也已将结直肠癌筛查纳入其中。2012 年我国城市癌症早诊早治项目启动，现已在21省38城市开展了结直肠癌筛查项目［14-18］。

表5 28 例腺瘤患者的基本特征及多靶点粪便FIT-DNA 联合检测阳性符合情况分析

筛查模式主要分为自然人群筛查和伺机筛查两种。自然人群筛查通常以地域为单位，对满足一定年龄条件的所有人群进行大规模筛查，通常都是由政府部门发起并组织实施，其目的不仅是检出早期癌症，提高结直肠癌的治疗效果，更主要的是通过检出癌前病变，并进行适当的干预，从而达到降低结直肠癌发病率，提高人群健康水平的作用。自然人群筛查的主要问题在于其所需要消耗的人力物力巨大，以及目标人群依从性差，尤其在目前社会环境和医疗环境条件下，建立与受试者良好的信任关系尤其困难。而伺机筛查，通常是基于医院等医疗机构的个体性筛查，例如医院针对体检人群开展的筛查，无需额外的人员资金支持，受试者的依从性也较好，更符合现阶段我国的国情［18-19］。其缺点在于筛查人群数量通常较少，是否能降低人群大肠癌发病率尚无法评估。

健康体检可作为结直肠癌伺机筛查的重要形式，但是传统的筛查技术，如肿瘤标志物和便潜血试验（FOBT）的敏感性与特异性均不能让人满意，因此健康体检迫切需要与结直肠癌创新筛查技术的结合。粪便DNA 检测技术作为一种新兴、非侵入性的CRC 早期辅助诊断方法，近年来得到广泛关注，现已成为筛查结直肠肿瘤的有效手段之一。结直肠癌发生发展进程相对漫长，而且是一个多因素、多步骤、多阶段的病变进程。携带肿瘤突变信号的异常细胞会脱落到肠道的粪便中，通过检测粪便里的脱落细胞可以有效捕获肿瘤的突变基因，为早期大肠癌的分子检测提供了理论基础。大肠癌的早期DNA 标志物众多。其中早有研究证实KRAS 突变是大肠癌发生的早期事件，大肠癌患者的KRAS突变率在20%-50%［20-21］。另外，基因甲基化也是肿瘤发生的另一个重要机制。已有研究证实肿瘤抑制因子BMP3、NDRG4 的高度甲基化是结直肠癌早期的重要生物学特征［22-23］。大肠癌涉及多个基因的改变，因此，联合检测多个相关基因要比单个突变更加敏感。前期多个实验结果显示粪便DNA标记物联合检测大肠癌敏感性为68% ～ 91%，进展期腺瘤为40% ～82%［24-26］。2014 年美国一项大样本量的前瞻性实验［8］采用多靶点DNA 标志物（KRAS 突变、BMP3 甲基化、NDRG4 甲基化）与便隐血（FIT）的联合检测，相比单独的FIT，对肠癌的敏感性更高，肠癌敏感性达92.3%，腺瘤敏感性达42.4%，特异性达86.6%。基于此项结果，多靶点FIT-DNA 联合检测的技术方法获得FDA 批准，进入美国医保，得到美国USPSTF、ACS、NCCN 等权威指南的推荐。近年来国内新型多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术被应用于临床，初步临床验证数据也显示具有良好的性能［9-10］。2018年，多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术被中国抗癌协会大肠癌专业委员会纳入《中国结直肠癌肿瘤早诊策略筛查共识》［27］中；同年，被北京健康管理协会纳入《防癌体检规范专家共识》［28］中。

黑龙江省从2012 年启动了城市癌症早诊早治项目，为结直肠癌筛查工作奠定了初步的基础。本项目是基于以往黑龙江省大肠癌筛查项目基础上，将新型无创的检测技术—多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术与门诊体检项目相结合，以提高人群参与率和依从性的试点探索性项目。早前在上海、广州、浙江以及全国等开展的筛查项目［13-17］中，肠镜的依从性多在25%～30%，肠镜异常检出率也仅在30%左右。本研究中肠镜总依从率为52.46%，肠镜异常检出率67.74%（21/31）。当然这与面向人群不同也有关，上海、浙江等多为人群筛查项目，面向广大自然人群，而本研究主要是院内体检中心的伺机筛查，主要面向体检人群。不过，从客观上来看，通过我们这样的筛查方式的探索，可能为后续肠癌的筛查模式提供一些启示。本研究主要的创新应用体现在以下三个方面：首先，本研究采用的多靶点粪便FIT-DNA 联合检测技术，受检者留便后统一寄送到实验室进行检测，无痛、无创，使用方便，提高取便检测的依从性。其次，依托于医院的体检项目，筛查工作与体检工作同时进行，节约时间成本，提高了筛查效率。最后，充分利用网络、智能手机等现代化的信息技术手段，使筛查过程更简单智能，信息更透明，既有利于增加受检者的信任度和配合度，也利用肠癌筛查科普宣传教育。但是，本研究纳入样本数量较少，所得结论存在一定局限性。未来我们期待更大样本量的筛查项目做进一步验证描述。