大肠癌早期筛查的研究进展*

叶晓宇，葛淑敏，薛小慧，孔梦玉，崔 霞，王长娟，武金宝

(1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014060；2.内蒙古科技大学包头医学院第二附属医院内蒙古消化病研究所)

大肠癌(colorectal canccer,CRC)是常见的消化系统疾病，是指大肠黏膜上皮的恶性病变，是结肠癌和直肠癌的总称，也称为结直肠癌。CRC从良性腺瘤到恶性腺癌是一个漫长的逐步发展过程，如果及早发现，90 %的死亡是可以预防的。然而，CRC早期无症状，不易发现。因此，CRC筛查是一项公共卫生优先事项[1]。在全球范围内，结肠癌是第四大最常见的恶性肿瘤，而直肠癌是第八大最常见的恶性肿瘤[2]。总的来说，CRC是世界上第三种最常见的癌症，占所有确诊的癌症病例的11 %。此外，CRC是全球第二大致命性癌症[3]。在各种恶性肿瘤中，CRC几乎都是腺癌。腺癌由腺瘤发展而来，腺瘤有不同程度的不典型增生(可能发展为侵袭性恶性肿瘤)。正常的结直肠黏膜，腺瘤，腺癌的进展已经被很好地定义[4]。随着人们生活水平以及饮食习惯的改变，CRC的发病率和死亡率呈逐年上升趋势，并且大肠癌早期症状不典型，当出现典型症状时已经达到中晚期，因此对于大肠癌的早期筛查尤为重要。大肠癌的早期筛查包括有创检查及无创检查，近几年来对于大肠癌的诊断、筛查以及治疗方案有了一些新的进展，本文对大肠癌早期筛查的研究进展做一个综述。

1 内镜检查

1.1结肠镜 结肠镜被认为是结直肠癌筛查的金标准，可以提供诊断和治疗。具有较高的敏感性和特异性，是其他检查筛查阳性时的最终检查[5]。多项前瞻性队列研究估计，接受结肠镜筛查的患者癌症死亡率比未接受结肠镜筛查的患者低68 %～88 %。尽管总体死亡率减低68 %，但是结肠镜检查对近端结肠癌的益处有限。有研究得出结论，结肠镜可显著降低大肠癌的死亡率，但是结肠不同部位的益处并不一致[6]。这种差异可能是由几个因素造成的，例如，结肠镜检查不全面，内镜医生的培训水平和经验不足，肠道准备不足，或者近端结肠息肉切除的技术要求高，或者近端和远端结直肠癌生物学特征可能存在差异。为了彻底解决这些问题，目前正在进行大型随机对照试验[7]。结肠镜在大肠癌诊断中具有较大应用优势及较高的使用价值，通过结肠镜对患者的早期筛查，能尽早发现及了解患者病变情况，有利于患者病情的判断。结肠镜及病理活检仍然是大肠癌诊断的金标准。结肠镜检查具有肠道准备要求高和肠穿孔风险的缺点，这种方法不适用于肛门直肠狭窄、腹膜刺激、严重心肺功能障碍和其他严重疾病的患者，并且费用较高，加上人们对于结肠镜检查的恐惧心理，结肠镜检查的现状不是特别乐观[8]。

1.2结肠胶囊内镜(CCE) 在使用内窥镜胶囊进行的大肠检查中，如果发现有重要的病变，医生需要为后续的治疗性结肠镜检查确定这些病变的位置。为了满足这一需求，有研究者提出了一种基于连续帧图像特征点跟踪的模型。通过将结肠局部近似为圆柱体，利用几何假设，通过设置肠道物理特性和内镜胶囊图像采样频率的先验值，获得了胶囊的位移和方向。该模型的性能是基于多个重构胶囊穿越大肠路径的平均差值来评估的。所有视频的平均路径差仅为3.3～4.7 cm，最小误差和最大误差分别为1.2 cm和6.0 cm。对直肠、降结肠、乙状结肠、脾曲、横结肠、肝和升结肠的框架分类进行了相互比较，平均准确率为86 %[9]。在一项关于结肠胶囊内镜在有CRC体征或症状或疾病高风险人群中检测结肠息肉的诊断准确性和安全性的系统综述中，报告的胶囊内镜对于大于6 mm的结肠息肉敏感性和特异性分别为87 %和76 %。结果显示，对较大的息肉(至少10 mm)的检测性能得到了改善，敏感性为89 % (95 % CI：77 %～95 %)，特异性为91 % (95 % CI：86 %～95 %)[10]。结肠胶囊内镜具有零辐射暴露的优点。由于小肠肠腔狭窄，普通胃镜难以到达，胶囊内镜效果最好，不明原因的消化道出血、消化道肿瘤等是其最佳检查适应证[11]。缺点是肠道准备的要求远远高于结肠镜，并且胶囊滞留小肠的话则需要行结肠镜或外科手术取出，不能对可疑病变进行活检诊断。欧洲消化内镜学会建议用于对平均风险人群的大肠癌筛查，其开展困难的原因是价格高昂，故实施起来有些困难[12]。

1.3内镜窄带成像技术(NBI) NBI是新型的消化道内镜检查技术，此技术在应用中通常将重点放在消化道黏膜表面的观察上，可以实现对患者消化道微小血管、腺管的检查[13]。NBI的作用原理是滤掉内镜光源所发出的红蓝绿光波中的宽带广谱，仅仅留下窄带广谱，通过对三色光的透光深度进行限定，将光线集中在患者独立的黏膜表面，提高了微血管、毛细血管的对比水平，进而掌握患者黏膜腺管开口及微小血管的形态情况，可有效提高早期大肠癌及癌前病变的诊断率，临床应用价值显著[14]。徐建狄等[15]研究显示，NBI的图像清晰度明显优于常规内镜，NBI对病变轮廓的观察更为清晰，应用NBI进行检测的早癌及癌前病变患者检出率高于常规内镜，早癌与癌前病变的漏诊率低于常规内镜，筛查的准确度优于常规内镜。何咖鲒等[13]研究结果显示，在消化道早癌的检查方面，内镜窄带成像技术对早癌的检出率更高。袁燕文等[16]通过对60例怀疑早期结直肠癌和癌前病变患者进行NBI加染色放大内镜来诊断，诊断的准确率为84.0 %，认为NBI对CRC早期筛查值得推广。

1.4高分辨率显微内窥镜(HRME) 高分辨率显微内窥镜(HRME)是一项新技术，虽然在胃肠道肿瘤的应用仍处于早期研究阶段，但在区分肿瘤性和非肿瘤性结肠息肉方面已经显示出了显著的诊断准确性和潜在的疗效。HRME对于肿瘤性息肉具有的高准确性、特异性和阴性预测值[17]。在Parikh等人的一项研究中，对94例经常规结肠镜前瞻性鉴定的171个息肉进行HRME成像，并实时分类为肿瘤(腺瘤、癌症)或非肿瘤(正常、增殖性、炎症性)，其检测肿瘤性结直肠息肉的准确率为94 %、特异性为95 %、阳性预测值为87 %；此外，阴性预测值高达91.3 %[18]。总之，HRME可以有效地在一系列胃肠道组织中区分肿瘤组织和非肿瘤组织。高准确性和特异性，使其成为评估可疑组织的一个有吸引力的补充工具，有潜力帮助内窥镜医生确定哪些病变需要活检，哪些病变可以手术切除，哪些病变需要内镜切除。尽管它不可能完全取代病理学，但这种新方法有潜力减少手术相关的成本，而且还可以减少手术时间、活检次数和回访[19]，对于CRC的早期筛查有一定的优势。

2 实验室检查

2.1粪便隐血试验(FOBT) 粪便隐血试验(FOBT)是一种简便易行、经济、无痛苦的筛查大肠癌的方法，其检查方法大致包括化学法粪便隐血试验(gFOBT)和免疫法粪便隐血实验(iFOBT)[20]。

2.1.1化学法粪便隐血试验(gFOBT) gFOBT是目前可用的FOBT的早期形式，它是一个简单的测试，具有被证明的好处。gFOBT是首个纳入CRC筛查的粪便试验。以往的研究证明每年进行一次gFOBT可以降低CRC的发生率[21]。然而，该检测的准确性和可接受性并不令人满意，因为该检测依赖于粪便中血红素的检测，血红素与过氧化氢为基础的显影剂发生化学反应，氧化愈创木酚变蓝。然而，为了获得明显的颜色变化差异，需要中等浓度的血红素。因此，gFOBT的灵敏度相对较低。此外，gFOBT依赖于纯氧化反应，无法避免食品中过氧化物酶对检测结果的影响。例如，含有肌红蛋白的红肉和含有过氧化物酶的植物会导致假阳性结果。而服用维生素C等抗氧化剂会导致假阴性。

2.1.2免疫法粪便隐血实验(IFOBT) IFOBT是以抗人血红蛋白抗体与粪便中的血红蛋白抗原结合后而产生特异的反应，不会与动物的血红蛋白或含有过氧化物酶活性的水果和蔬菜反应，避免了食物及药物的影响。下消化道出血时IFOBT灵敏度更高。在Akram等人的研究中，与gFOBT相比，接受IFOBT检查的患者中检测到晚期肿瘤的比例明显更高(0.79 % vs 0.28 %， P = 0.003)，同时具有更高的敏感性和特异性[22]。孙远杰等研究显示，通过IFOBT筛查，辅以结肠镜和病理检查，是提高大肠癌早期诊断率，降低发病率的有效方法[23]。于培霞等应用免疫法试验研究800例便隐血标本，结果发现该方法的假阴性率为3.4 %[24]。粪便隐血试验可发现早期大肠癌及癌前病变，操作简单、成本低廉、有效、结果回报快、节省人力物力，适合大规模人群筛查，是国内外指南推荐的大肠癌筛查的首选方法[25]。但是粪便隐血试验存在的不足就是对于不伴有出血的肿瘤人群，检查结果可能存在假阴性，对于免疫法阳性的患者还要进行结肠镜检查等[26]。

2.2粪便微生物群检测和肠道黏膜屏障的破坏及肠道膜菌群检测 肠道微生物在CRC中的作用研究是一个新兴的研究领域。肠道微生物区系调节是预防和治疗结直肠癌的新策略，其目的是逆转已有的微生物失调[27]。越来越多的证据表明，肠道微生物群是肿瘤微环境中固有的、必不可少的组成部分，在结直肠癌的发生、发展过程中发挥着重要作用。肠道菌群与机体的诸多疾病有关，其菌群谱呈明显的个体化特征。在CRC患者中，传统的有益菌如乳酸菌、双歧杆菌等明显减少，致癌菌如肠杆菌科、核梭杆菌等明显增加[28]。我们还发现大肠癌患者肠黏膜屏障功能障碍，内毒素(LPS)、D -乳酸和二胺氧化酶(DAO)水平升高。经学者们相关分析表明，D -乳酸、LPS、DAO与乳酸杆菌和双歧杆菌呈负相关，与肠杆菌科呈正相关。我们目前的研究发现早期大肠癌患者粪便微生物群失调，肠道黏膜屏障功能紊乱，提示粪便中丰富的细菌和肠道黏膜屏障指标可作为无创动态监测大肠癌发生发展的靶点[28]。欧胜峰等研究结果显示，肠道膜菌群检测在观察组大肠癌患者早期初筛效果较好，初筛率达88 %，包括一部分客观因素比如样本量少及取样前的肠道清洁状况也会影响结果，肠道膜菌群检测大肠癌的初筛率较高，方法简便，易于普及，为大肠癌的早期筛查提供了一种有效的检测手段[29]。

2.3血液标志物检查

2.3.1循环肿瘤DNA(ctDNA)甲基化标志物 杜奕奇[30]等介绍了我国科研人员发现以循环肿瘤DNA甲基化标志物建立的结肠癌诊断模型准确度达到96 %，显著高于临床常用的结肠癌血清学标志物癌胚抗原(CEA);对1 493例结肠癌高危人群的检查结果显示，ctDNA诊断早期结肠癌的灵敏度高达89.7 %，对进展期腺瘤的检出灵敏度高达33.3 %，并且患者具有较好的依从性。ctDNA是一种很有前途的生物标志物，能够以微创的方式获得定量和定性的全面肿瘤DNA[31]。血浆中的ctDNA含有肿瘤发生过的体细胞突变，能迅速准确地反映肿瘤的进展和治疗效果。一项多中心队列研究表明，在多变量分析中，在校正了Ⅰ期至Ⅲ期CRC已知的临床病理危险因素后，ctDNA状态与复发独立相关[31]。由于该技术使用的是从个别病人身上获得的组织DNA，与传统的结直肠癌基因组相比，它可能有助于进一步的个体化治疗[32]。因此，在不久的将来，利用ctDNA根据实时遗传信息选择最合适的治疗方法将成为可能[31]。

2.3.2Septin9基因的甲基化 Septin基因组是一种广泛存在真核生物体内的基因，并且被证实与结直肠癌、膀胱癌、乳腺癌等多种恶性肿瘤疾病的发生发展有关系[33]。已经有多项研究结果表明结直肠癌患者外周血中可检测到异常甲基化的Septin9基因(Septin9基因属于Septins家族中的一种，Septins是一组支架蛋白，在细胞分裂过程中提供结构支持)。SEPT9在复合物中处于末端位置，在亚基聚合和整个八聚体的稳定过程中起着关键作用，它对胞质分裂过程中子细胞的最终分离也是至关重要的。SEPT9基因异常表达或不表达可能会严重影响细胞分裂，当SEPT9基因启动子区高度甲基化、转录受损时，这可能是大肠癌发生的关键因素[34]。周广鹏等研究招募了7 941名受试者，并在1 544名受试者中评估了SEPT9检测的临床性能,44例CRC患者中有30例被检测到，具有68 %的筛查敏感性，而1 500例非CRC患者(包括晚期腺瘤、小息肉和无疾病证据(NEDs)中有1 182例被证实为阴性，其调整后的特异性为80 %。这项前瞻性研究显示了在真实筛选背景下SEPT9检测的性能[35]。血液甲基化SEPT9 (mSEPT9)检测方法对结直肠癌有较高的灵敏度和特异度。单独使用mSEPT9检测CRC敏感性为76.6 %，特异性为94.6 %；mSEPT9检测还具有区分癌症和非癌症受试者的强大能力。mSEPT9联合CEA、CA724、SNCG、AFP可显著提高CRC的敏感性至86.4 %。mSEPT9检测的效果受癌症分期、患者年龄、病理类型和肿瘤位置的影响[36]。血液mSEPT9检测，无论是单独使用还是与血清蛋白标记物联合使用，都是有效的消化道肿瘤筛选方法。此外，mSEPT9是一个独立的危险因素和预测消化肿瘤患者长期生存的标志物[36]。Sept9是一种用于CRC早期发现的新型血液检测方法，没有类似的筛查方法来推断关键结果(CRC死亡率或发病率降低)方面的好处，基于此还需大量的临床试验进行检测，对于Sept9检测阳性的患者应进一步行结肠镜检查[10]。

2.3.3循环lncRNA SNHG11检测 新出现的证据表明，肿瘤细胞释放大量的RNA到血液中，其中的RNA强烈抵抗RNA酶，并存在于足够的水平，可进行定量分析。肿瘤细胞释放的长链非编码RNA(lncRNAs)可以进入人体循环系统，形成稳定的循环实体。lncRNAs由超过200个核苷酸组成，不能翻译成蛋白质，但涉及多种生物学过程，如表观遗传调控、免疫应答、分化和染色体动力学。目前，据报道，超过150种的人类疾病与lncRNA相关，如结肠癌、乳腺癌、白血病和银屑病等[37]。SNHG11属于长链非编码RNA的一种，Xu等通过体外和体内实验探讨了lncRNA SNHG11在CRC中显性表达的机制[38]。从机制上讲，SNHG11高表达通过靶向Hippo途径促进增殖和转移。SNHG11在识别癌前病变和早期肿瘤形成方面表现出最大的诊断能力。研究显示，SNHG11的循环水平可以有效地区分癌前期组和健康对照组。综上所述，SNHG11可能是治疗结直肠癌的一个新的治疗靶点，也可能是早期发现结直肠癌的一个潜在的生物标志物[38]。

3 总结与展望

大肠癌是可以被提早发现的，早发现早治疗可以明显提高生存率。由于生活习惯、饮食习惯的改变，现在癌症有年轻化的趋势，所以一定要加强早癌筛查的宣传力度，鼓励人们积极检查，让人们对自己的健康负责，对自己的家人负责。有研究显示受教育程度越高，越重视大肠癌的早期筛查，早期确诊的阳性率就高。以影像、粪便和血液为基础的筛查模式的主要局限性是两步法,即先筛查，而后建议筛查阳性的个人进行结肠镜随访。虽然结肠镜检查是结直肠癌的金标准,但是其费用较高且属于有创性检查，人们的依从性不高,这意味着它不能适用于每个人。循环lncRNA SNHG11检测以及肠道膜菌群检查可能成为下一代CRC筛查的有效方法,但是还需大量的临床试验进行检测。