新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查在早期食管癌筛查中的应用研究

李彦蓉,帅 平,王洛伟,张 涛,范文川,刘玉萍

(1.电子科技大学医学院,四川 成都 610054;2.四川省医学科学院·四川省人民医院健康管理中心,四川 成都 610072;3.上海市海军军医大学附属长海医院,上海 200082;4.四川省南充市中心医院,四川 南充 637000;5.四川省盐亭县人民医院,四川 盐亭 621600))

早期食管癌(early esophageal cancer,EEC)是指癌细胞在不发生淋巴结转移的情况下,浸润组织局限于黏膜层和黏膜下层[1]。癌前病变表示病变正处于正常组织和癌变组织之间,不属于恶性病变,但可进一步发展为恶性肿瘤[2]。食管癌前病变主要是指非典型的食管鳞状上皮细胞异型增生和 Barrett 食管(Barrett’s esophagus,BE)[3]。我国属于食管癌高发国家,2018年的流行病学统计数据显示,各系统恶性肿瘤中,食管恶性肿瘤发病率(13.9/10万)和病死率(12.7/10万)分别排在第5位和第4位[4]。食管癌的临床分期直接影响5年生存率,在早期就接受治疗的患者,5年生存率95%[5]。因此,早期筛查是提高食管恶性肿瘤5年生存率和降低病死率必不可少的策略[6]。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2022年3月至2022年6月四川省人民医院、南充市中心医院、盐亭县人民医院符合条件的体检人群,纳入标准:①年龄40～75岁,性别不限,食管癌高危人群(中国临床肿瘤学会指南工作委员会规定[7],以下人群满足任意一条为食管癌高风险人群:年龄≥40岁,来自食管肿瘤高发地区;有食管肿瘤家族史;有食管癌高危因素的人群);②对新型细胞采集器检查、胃镜检查接受良好的人群。排除标准:①出现明显进食困难、消化道出血者;②已在1年内接受过胃镜检查,明确自己消化道情况者;③既往已诊断食管上皮内瘤变者;④既往存在喉癌、鼻咽癌等头颈部恶性肿瘤病史者;⑤已明确诊断食管狭窄吞咽困难、食管-胃底静脉曲张的患者;⑥有消化道外科手术史者;⑦凝血功能出现障碍或长期口服抗血小板、抗凝药物者;⑧无法耐受胃镜检查者;⑨患有其他严重疾病预期寿命小于5年者;⑩本人拒绝配合研究方案及拒绝签署知情同意书。该项目已通过四川省医学科学院·四川省人民医院伦理委员会审查[编号:伦审(研)2022年第7号]。

1.2 方法

1.2.1基线资料收集 身高、体重的测量和一般情况调查问卷填写均由专业人员完成。身高、体重使用电子测量体检秤(中国欧姆龙 HNH-219)进行测量,要求受试者于不穿鞋时采集,身高精确到1 厘米,体重精确到1 千克。定期对电子测量体检秤进行校准。通过调查问卷收集年龄、身高、体重、吸烟饮酒情况、饮食习惯、口腔卫生、家族史、既往史、症状有无等一般资料。

1.2.2方法 本研究为一项多中心研究项目,按照横断面研究及诊断试验进行设计,收集拟行胃镜检查人群的个人基本信息及相关危险因素暴露情况,选出其中食管癌及癌前病变高危人群;采用新型细胞富集器收集食管脱落细胞样本,基于人工智能,对生物样本细胞信息进行分析;完成后在未知细胞病理学结果的情况行胃镜检查及食管部的黏膜活检。以胃镜活检组织病理学为金标准,计算该检查筛查食管恶性肿瘤的灵敏度、特异度、ROC曲线下面积等指标,评价细胞学检查的诊断效能。

1.2.3新型食管细胞采集器(苏泰械备20210074号) 为直径约0.3 cm的胶囊,表面为水溶性材料,可通过饮水吞服至食管贲门位置,待其膨胀后轻轻拉出(约2分钟)。新采集器与食管内壁接触面积大,一次即可采集到约三百万食管脱落细胞,采样完成后,将食管细胞采集器放入保存液中保存,可保证细胞完整无变形,便于运输及储存[8]。按标准制片流程完成细胞富集和提取,Feulgen-Eosin复染法染色后,由国家食管癌大数据中心食管癌风险预警系统出具多参数风险评测报告。结果包括:无上皮内病变及恶性细胞、鳞状细胞增生/炎症细胞、少量异型/非典型鳞状细胞、鳞状上皮内低级别病变、鳞状上皮内高度病变、鳞状细胞癌6个等级。

1.2.4胃镜检查(奥林巴斯GIF-HQ290) 受试者空腹6～8小时后,由内镜医师在正式检查前再次评估受试者适应证与禁忌证,若无特殊,接受普通胃镜者使用盐酸达克罗宁胶浆进行局部麻醉,接受无痛胃镜者按静脉麻醉常规准备,并服用西甲硅油辅助进镜。从食管入口至齿状线/贲门每隔约5 cm留图一张,退镜(或进镜)时以NBI/BLI模式观察食管全程,必要时采用放大内镜观察或以1.2%～1.5%卢戈染液进行碘染。如食管黏膜全程未见明显异常,或碘染色后未见明显不染区则无需留取活检。以10%甲醛溶液固定送至相应医院病理科出具标准格式的组织病理学报告,结果包括:未见明显异常/慢性胃炎/胃息肉、反流性食管炎/真菌性食管炎/胃食管粘膜异位、Barrett食管、鳞状上皮内低级别病变、鳞状上皮内高度病变、鳞状细胞癌。

1.3 诊断标准①肥胖诊断标准[9]:BMI 18.6～22.9 kg/m2为正常,BMI 23.0～24.9 kg/m2为超重,BMI ≥ 25.0 kg/m2为肥胖。②吸烟:累计吸烟150 支或者每天吸1 支并且持续半年以上[10]。③饮酒:男性每周酒精摄入量>210 g,女性>140 g[11]。④饮食习惯:从腌制食品及热烫食物两个方面定义饮食习惯,将腌制食品(泡菜、酸菜、酱菜、腊肉、腌肉)食用次数划分为:少于1次/周、1～3次/周、多于3次/周;热烫饮食:食物、饮料温度较高,摄入时达到烫嘴程度。⑤症状:包含腹痛、嗳气、烧心、反酸、胸骨后不适其中任意一项,即定义为存在消化系统症状。⑥阳性结果:新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查中将非典型鳞状细胞(ASC)、鳞状上皮低级别内瘤变(LSIL)、鳞状上皮高级别内瘤变(HSLI)及鳞状细胞癌(SCC)视作检查结果阳性;胃镜-组织病理学检查中将Barrett食管、LSIL、HSLI及SCC视作检查结果阳性。

1.4 统计学方法使用SPSS 25.0统计软件进行数据处理。计量资料符合正态分布以均数±标准差表示,组间比较采用t检验,不符合正态分布的数据以M(P25,P75)表示,组间比较比较采用U检验或H检验;计数资料以率或构成比表示,组间比较采用卡方检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同医院体检人群一般资料比较本研究共有1861 例受试者符合纳入标准,排除信息缺失、样本不合格人群,最后共纳入1530 例,其中四川省人民医院210 例,南充市中心医院846 例,盐亭县人民医院474 例。将受试者按研究中心分为三组,三组BMI和吸烟史比较差异无统计学意义(P>0.05);南充市中心医院受试者中饮酒人群占比21.99%、食用腌制食品频率大于3次/周人群占比5.79%、存在缺齿人群占比60.52%、既往患其它系统疾患者群占比7.22%、出现消化道症状人群占比86.41%,均为三组中最高(P<0.05);四川省人民医院受试者中90.00%的人群喜食热烫饮食;盐亭县人民医院受试者中11.60%的人群有肿瘤家族史,差异有统计学意义(P< 0.05)。见表1。

表1 三家医院体检人群一般资料比较

2.2 食管癌及食管癌癌前病变人群与阴性结果人群一般情况比较按照胃镜-病理学检查结果分为阴性组1492 例与阳性组38 例。结果显示阴性组BMI大于阳性组,阴性组腌制食品使用频率大于3 次/周的人群占比小于阳性组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组人群的年龄、吸烟史、饮酒史、热烫饮食习惯、有无缺齿、家族史、既往史、有无相关症状等方面比较,差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 阳性结果与阴性结果人群基线特征

2.3 新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对不同食管病变的筛查效能以胃镜病理检查结果为金标准,比较发现新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对各种食管病变均有较好的特异度(> 90.00%);灵敏度随着病变的逐步进展呈升高趋势,高级别上皮内瘤变的筛查灵敏度高达90.91%。对于不同食管病变筛查的准确率、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV)、阳性似然比(PLR)较高,约登指数、阴性似然比(NLR)较低,说明新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对各种食管病变的筛查能力较好,对高级别上皮内瘤变的筛查准确率为99.67%,PPV为71.43%、NPV为99.93%、PLR为345.67、NLR为0.091。见表3。

表3 新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对食管病变的筛查效能

2.4 新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对于早期食管癌的筛查效能以新检查方式结果为自变量,胃镜-病理学结果为因变量,绘制ROC曲线,可得曲线下面积为0.946,95%CI为0.899～0.994,灵敏度为84.20%,特异度为96.20%,约登指数为0.804。见图1。

图1 新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对早期食管癌的筛查能力

2.5 三家医院筛查食管癌及癌前病变灵敏度特异度比较三家医院ROC曲线下面积均大于0.9,筛查效能强。其中盐亭县人民医院ROC曲线下面积最大,为0.980(0.940～0.999),灵敏度为83.3%,特异度为97.9%,约登指数为0.832;南充市中心医院共846例纳入研究,占总例数的55.29%,其ROC曲线下面积为0.939(0.867～0.999),截断值取0.852时,灵敏度为87.5%,特异度为97.7%。见表4。各研究中心ROC曲线见图2。

图2 各中心新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查对早期食管癌筛查能力

表4 三家医院新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查灵敏度特异度比较

3 讨论

随着我国经济的发展,人民生活水平不断提高,人群耗费在吸烟、饮酒方面的消费增多,用餐时间也随着生活节奏的加快而逐渐缩短。全球癌症观测站可查到2020年,我国食管癌新发病例已占全球新发病例的53.70%,因此迫切需要一种对食管癌及其癌前病变进行早期筛查的检查方式。早期的食管癌和癌前病变,通过内镜下的微创治疗,大多可以获得根治的效果,5年存活率可达95%[5],而中晚期的存活率则低于20%。由于早期食管癌缺乏典型的临床症状,所以早期诊断尤其重要。英国和美国胃肠病学会制定了一系列针对Barrett食管和食管腺癌筛查与治疗的指南[12～14],我国目前也有一些关于早期食管癌高发地区人群筛查的共识和指南[15～17],但针对如何找到简洁、高效的食管癌早期筛查手段的筛查策略,目前全国范围内的相关研究较少。

消化道内镜检查为消化道肿瘤诊断金标准[18],但胃镜检查存在一定的风险性。有研究显示:胃镜检查过程中,出血的发生率为0.224%,穿孔的发生率为0.023%;胃镜治疗过程中,出血的发生率为3.155%,穿孔的发生率为0.613%[19];甚至还可能导致呼吸心跳骤停、胃肠道胀气、死亡等负性事件;另有研究表明,消化道内镜的死亡率在0.007%～0.07%[20];此外,病原体感染是胃镜检查中较为容易发生的负性事件,其中菌血症的发生率可达4%[21]。所以,更安全、更简便地对食管癌进行筛查是很有必要的。已有研究显示,本研究所使用的新型食管细胞采集器的安全性、舒适度等方面均有不俗的表现,采样期间无严重不良事件记录,有2.4%受试者表示检查后咽喉疼痛,未行进一步干预即可自行缓解,62.7%表示耐受性良好(VAS评分8～9分),仅有0.2%患者出现采样标本不合格[8]。

既往研究表明,食管细胞学检查在食管癌高危人群的识别和筛选方面有较好的应用前景。我国曾在20世纪广泛开展食管刷片细胞学检查,筛查食管恶性病变的准确率可达到78.9%,但该方法假阳性率高,占全部病例的10.3%[22],检查舒适度差,没有得到广泛推广。改进后的新型食管细胞采集器(如EsophaCap TM[23]、Cytosponge TM[24]等)采用膨胀式海绵胶囊设计,使其与食道黏膜接触面积增大,成功率远远高于原来的拉网、刷片细胞学。细胞学检查比较简单,可通过与食管癌高危因素相结合,提高食管癌筛查效能,提高阳性率。美国胃肠病学会制定的Barrett食道诊断和治疗更新版指南[14]指出:可以采用可吞咽的非内镜胶囊海绵来作为Barrett的食道筛查手段,其而且更符合健康经济学原理[25],超过90%参与者能够顺利吞下新型食管细胞采集器,不良事件多为检测过程中出现轻度呕吐及喉咙不适、海绵脱落等,在对来自5家医院的2672例患者进行的汇总分析中,仅有1例出现海绵脱落[26]。英国胃肠病学会关于Barrett食管的诊断和治疗指南同样表示新型食管细胞采集器检查联合免疫测定法可显著提高细胞学检查的敏感度和特异度,具有可行性和优越的成本效益[14]。因此,本文对食管癌及其癌前病变进行多中心研究、分析食管新型细胞采集器的诊断效能是有意义的,并对其运用于中国食管癌筛查时的使用价值进行了进一步评估。

本研究为多中心研究,通过对食管癌高风险人群进行食管癌及食管癌前病变筛查,进一步验证新型食管细胞采集器对食管恶性肿瘤及癌前病变的筛查效力,为早癌筛查提供一种更为简便、安全的检查方式。本研究主要受试者为四川地区人群,该地人群饮食结构中高脂肪、高蛋白食物占比高,而纤维素摄入较少,且本地区人群喜食腊肠、腌肉、高温烧烤、油炸食品、火锅等食物[27],为食管癌高发地区。成都、南充、盐亭受试者BMI、吸烟习惯未见明显差异;南充市中心医院受试者中饮酒、食用腌制食品频率高、存在缺齿、既往患其它系统疾病、出现消化道症状人群为三所研究中心最多;四川省人民医院坐落于成都,生活节奏较南充、盐亭为快,受试者中喜食热烫饮食人群占比最高,可见不同地区人群在生活习惯上略有差异。本研究结果显示新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查在对各种食管病变的筛查中特异度均大于90%,特异度较高的检查在疾病筛查方面往往具有优势[28],可为食管癌早期筛查提供一种新方式。

食管癌人群整体发病率较低,本研究仅有38例阳性结果,未来可以进一步扩大样本量提高阳性结果占比,进一步分析食管癌危险因素,将新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查结果与其它危险因素相结合,提供一种更加全面的筛查方式。总体来说,新型食管细胞采集器-食管脱落细胞学检查为降低食管癌死亡率、提高食管癌5年生存率提供了新的策略和依据,在改变食管癌患者结局、促进人群健康等方面存在重大意义。