韓佰花，董秋菊，撒?；?，唐彤宇

1.菏澤市立醫(yī)院消化內(nèi)科，山東菏澤 274000；2.菏澤市立醫(yī)院消化內(nèi)鏡室，山東菏澤 274000；3.吉林大學(xué)第一醫(yī)院胃腸內(nèi)科，吉林長(zhǎng)春 130000

世界衛(wèi)生組織國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（International Agency for Research on Cancer, IARC）頒布的2020 年全球最新癌癥報(bào)告數(shù)據(jù)顯示中國(guó)新發(fā)癌癥人數(shù)和癌癥死亡人數(shù)居全球第一，分別占全球23.7%、30%，其中結(jié)直腸癌的新發(fā)病率排第3 位，病死率第2 位[1]。中國(guó)國(guó)家癌癥中心最新發(fā)布：2019 年全國(guó)癌癥報(bào)告指出，結(jié)直腸癌新發(fā)病率排第3 位，病死率排第5 位。在全球癌癥報(bào)告中預(yù)計(jì)2040 年相比2020 年，癌癥負(fù)擔(dān)將增加50%，對(duì)癌癥的預(yù)防，成為了全球性公共衛(wèi)生難題，需納入國(guó)家層面的衛(wèi)生計(jì)劃中去，這是減輕未來全球癌癥負(fù)擔(dān)的關(guān)鍵手段，也是減輕我國(guó)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)的一項(xiàng)重要舉措,結(jié)直腸癌的發(fā)生從腺瘤到腺癌，大約需要5～10 年的時(shí)間，所以結(jié)直腸癌發(fā)現(xiàn)越早，治愈概率越大，深入研究結(jié)直腸癌的早期篩查方法，是當(dāng)前醫(yī)學(xué)發(fā)展所需要解決的問題。

1 結(jié)直腸癌的篩查

1.1 糞便檢測(cè)

糞便潛血試驗(yàn)（fecal occult blood test ,FOBT）分為化學(xué)法糞便潛血試驗(yàn)和免疫化學(xué)法糞便潛血試驗(yàn)（fecal immunochemical test,FIT）?；瘜W(xué)法糞便潛血試驗(yàn)最常用的為愈創(chuàng)木脂糞便潛血試驗(yàn)1.（guaiac-based fecal occult blood test, gFOBT），該試驗(yàn)?zāi)芙档徒Y(jié)直腸癌的病死率[2]，無法顯著減低其發(fā)病率[3]；FIT 的檢測(cè)原理是利用人血紅蛋白抗原抗體反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，不受食物和藥物的影響。糞便基因檢測(cè)是檢測(cè)糞便中結(jié)直腸脫落細(xì)胞的基因突變和/或甲基化，來篩查結(jié)直腸腫瘤。糞便蛋白質(zhì)檢測(cè)如丙酮酸激酶（pyruvate kinase M2），糞便微生物檢測(cè)如克氏擬桿菌、大腸桿菌、具核梭桿菌等處于研究階段。糞便基因檢測(cè)無創(chuàng)，不需要限制飲食，取樣方便，操作簡(jiǎn)單[4]。

1.2 血液檢測(cè)

外周血蛋白質(zhì)的檢測(cè)：主要有癌胚抗原（carcinoembryonic antigen, CEA）、糖 類 抗 原（CA199、CA242、CA72-4、CA50）、內(nèi)皮細(xì)胞特異性分子（endothelial cell specific molecule-1,ESM-1）、腫瘤型M2丙酮酸激酶（tumor type M2 pyruvate kinase ,TuM2-PK）、基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase ,MMPs）、基質(zhì)金屬蛋白酶抑制物-1（tissue inhibitor of metalloproteinase-1 ,TIMP-1）。外周血基因的檢測(cè)包括 Septin9、KRAS、NRAS、BRAF V600、磷脂酰肌醇-3-激酶催化亞單位α（phosphatidylinositol 3-kinase catalytic subunit alpha ,PIK3CA）、TP53、APC、c-myc、Runx3、miRNA 等。有研究發(fā)現(xiàn)septin9 基因甲基化診斷結(jié)直腸癌的敏感性和特異性達(dá)到74.8%和87.4%，比FIT 性能好[5]。

1.3 內(nèi)鏡和影像檢查

腸鏡檢查：是結(jié)直腸癌診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，分為結(jié)腸鏡和乙狀結(jié)腸鏡。有研究表明行結(jié)腸鏡篩查可以降低結(jié)直腸癌56%的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)和57%的死亡風(fēng)險(xiǎn)[6]。乙狀結(jié)腸鏡在我國(guó)應(yīng)用較少。CT 結(jié)腸成像(computed tomography colongra-phy，CTC)又稱為CT仿真結(jié)腸鏡，該檢查需清潔腸道，有放射線危害，操作復(fù)雜，檢查費(fèi)用高，不能有效地檢出≤5 mm 的病變等缺點(diǎn)，可用于無法完成結(jié)腸鏡檢查的人群。膠囊內(nèi)鏡:無痛苦，仍需腸道準(zhǔn)備，無法取活檢，有腸梗阻，膠囊嵌頓的風(fēng)險(xiǎn)。還有正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET-CT）、鋇劑灌腸雙重對(duì)比造影等。

1.4 其他

直腸指診：有效檢查低位直腸腫瘤。

調(diào)查問卷評(píng)估：主要有亞太結(jié)直腸癌篩查評(píng)分系統(tǒng)（Asia-Pacific colorectal screening scoring system, APCS）和結(jié)直腸腫瘤高危因素問卷調(diào)查（high risk factors questionnaire, HRFQ）。APCS 評(píng)分系統(tǒng)在無癥狀的亞洲人群中能有效預(yù)測(cè)患結(jié)直腸腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)[7]。

2 呼氣檢測(cè)

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)，人體呼出的氣體中的甲烷與結(jié)直腸癌有關(guān)，通過甲烷氫氣呼氣試驗(yàn)可以檢測(cè)甲烷。呼氣氫試驗(yàn)檢測(cè)在1984年在我國(guó)開展應(yīng)用，于2000 年10 月在我國(guó)進(jìn)行了首次呼氣試驗(yàn)的學(xué)術(shù)交流大會(huì)。呼氣氫試驗(yàn)在國(guó)外從1962 年開始在美國(guó)研發(fā)應(yīng)用,70 年代被廣泛應(yīng)用[8]。下面就甲烷呼氣檢測(cè)，甲烷與結(jié)直腸癌的關(guān)系分別介紹如下。

2.1 甲烷呼氣檢測(cè)的定義

甲烷呼氣檢測(cè)是一種攝入一定量的碳水化合物后，來測(cè)量呼氣中的甲烷的含量，了解腸道菌群的情況，進(jìn)一步了解胃腸生理和病理狀態(tài)的一種無創(chuàng)、簡(jiǎn)單易行的檢測(cè)方法，是呼氣試驗(yàn)的其中一種?？梢杂脕頇z查乳糖不耐受、小腸細(xì)菌過度生長(zhǎng)、腸易激綜合征、消化酶缺乏，以及胃酸分泌量等。

2.2 甲烷呼氣檢測(cè)的原理

人體的組織細(xì)胞新陳代謝不產(chǎn)生分子狀態(tài)的甲烷氣體，呼出氣體中的甲烷全部來自腸道產(chǎn)生。甲烷是腸道內(nèi)產(chǎn)甲烷菌利用腸道內(nèi)產(chǎn)氫氣的細(xì)菌酵解碳水化合物后產(chǎn)生的氫氣和二氧化碳為底物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。所以甲烷呼氣檢測(cè)與氫呼氣檢測(cè)密不可分。腸道內(nèi)產(chǎn)生的甲烷大部分通過腸道排出體外，大約有14%～21%進(jìn)入血液循環(huán)，在肺泡進(jìn)行氣體交換，呼出體外[9]。呼出的甲烷含量很少，只能用百萬分之幾表示。在有關(guān)疾病狀態(tài)下，腸內(nèi)菌群發(fā)生變化，產(chǎn)甲烷菌增多或腸道生理功能改變，使甲烷通過率增加，呼出氣中甲烷含量增加。通過測(cè)量呼出氣中甲烷出現(xiàn)的時(shí)間和產(chǎn)生的量，進(jìn)一步了解腸道的菌群分布，了解腸道對(duì)碳水化合物的吸收相關(guān)疾病。

2.3 甲烷氫呼氣檢測(cè)的方法

依照采用底物不同，甲烷氫呼氣試驗(yàn)檢測(cè)方法在臨床上比較常用的有以下幾種：乳糖呼氣試驗(yàn)、乳果糖呼氣試驗(yàn)、葡萄糖呼氣試驗(yàn)、果糖呼氣試驗(yàn)、支鏈淀粉呼氣試驗(yàn)。蔗糖呼氣試驗(yàn)、山梨醇呼氣試驗(yàn)、甘露醇呼氣試驗(yàn)、木糖呼氣試驗(yàn)等。

2.4 甲烷氫呼氣檢測(cè)試驗(yàn)常用的使用技術(shù)

依照檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)原理不同，檢測(cè)呼出氣體中甲烷、氫氣的技術(shù)主要有氣相色譜技術(shù)、電化學(xué)技術(shù)和固態(tài)傳感器技術(shù)。氣相色譜儀由于設(shè)備復(fù)雜、價(jià)格昂貴，檢查效率低，不能大面積臨床推廣使用。電化學(xué)技術(shù)使用方便，檢測(cè)簡(jiǎn)單快速，但其結(jié)果的穩(wěn)定性和敏感性不穩(wěn)定會(huì)逐漸降低。固態(tài)傳感器技術(shù)又叫半導(dǎo)體傳感器技術(shù)，快速方便、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和性能穩(wěn)定、可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)際臨床和科研使用的主要技術(shù)?；诩す夤庾V的甲烷檢測(cè)技術(shù)尚處于臨床前研究階段。

2.5 甲烷氫呼氣試驗(yàn)檢查前準(zhǔn)備

檢查前2～4 周需停用抗菌藥物和調(diào)節(jié)腸道菌群藥物，避免洗腸和腸鏡檢查；檢查前一周停用瀉藥、大便軟化劑、疏松劑；檢查前1～2 d 停腸道促動(dòng)力藥、阿片類止痛藥；檢查前24 h 禁食易產(chǎn)氣、高纖維素、高碳水化合物和不宜排空的食物；檢查前12 h開始禁食至檢查結(jié)束后，可服用常用處方藥，但不能影響胃腸蠕動(dòng)，針對(duì)降糖藥物的量需咨詢醫(yī)生。在檢查當(dāng)天需清潔口腔，排除口腔細(xì)菌的干擾；避免吸煙包括二手煙，避免劇烈運(yùn)動(dòng)，保持清晰安靜[10-11]。

2.6 甲烷氫呼氣檢測(cè)的步驟

首先空腹采集一個(gè)呼氣樣本，獲得甲烷的空腹基礎(chǔ)值，然后喝一杯含有底物的溫水，有共識(shí)建議在1 杯水中加入75 g 葡萄或10 g 乳果糖，每間隔20 min 采集氣體1 次[12]。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，采取每間隔30 min 采集氣體1 次，共采集7 次。根據(jù)特殊的研究目的，采集時(shí)間也可自行劃分。把氣體采集袋編號(hào)，讓患者按編號(hào)順序采集呼出氣體，檢測(cè)結(jié)束。

3 甲烷與結(jié)直腸癌的關(guān)系

在結(jié)直腸癌患者中，甲烷呼氣檢測(cè)陽性率較高，有研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)直腸癌患者中30 例有24 例甲烷呼氣試驗(yàn)陽性[13]，與他人報(bào)道一致,并且指出該試驗(yàn)與大腸癌病期有顯著相關(guān)性，可以作為一種篩查大腸癌的方法[14]。有研究表示也可以作為評(píng)估大腸癌手術(shù)后復(fù)發(fā)的標(biāo)記物[15]。甲烷與結(jié)直腸癌之間相互作用機(jī)制尚不清楚。有報(bào)道認(rèn)為結(jié)直腸癌常伴腸梗阻,碳水化合物在結(jié)腸內(nèi)存留時(shí)間延長(zhǎng)，進(jìn)行充分的無氧酵解后，產(chǎn)生更多的甲烷。結(jié)直腸癌伴腸梗阻時(shí)還可使腸道菌群發(fā)生改變，導(dǎo)致甲烷生成增多[16]。結(jié)直腸癌患者飲食習(xí)慣的不同，可導(dǎo)致腸道微生態(tài)的改變，使厭氧菌大量繁殖，可能產(chǎn)生更多的甲烷[17]。增多的甲烷一方面可以刺激大腸細(xì)胞發(fā)生炎癥反應(yīng)，誘導(dǎo)腫瘤發(fā)生；另一方面可以抑制腸道蠕動(dòng)，導(dǎo)致便秘。

針對(duì)甲烷與便秘相關(guān)疾病的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)便秘患者和便秘型腸易激綜合征患者的甲烷產(chǎn)生量較高[18-20]。甲烷與便秘的機(jī)理尚不明確，有研究顯示甲烷的作用類似于神經(jīng)肌肉遞質(zhì)，導(dǎo)致腸蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)的傳播減少，導(dǎo)致便秘[21]。甲烷可引起孤立、節(jié)段性、非推進(jìn)的收縮，通過放射回路，抑制近端腸道蠕動(dòng)，產(chǎn)生便秘。甲烷有可能成為便秘相關(guān)腸道疾病的生物標(biāo)志物。但健康人中甲烷呼氣檢測(cè)陽性存在一定比例，慢性便秘和以便秘為主的腸易激綜合征患者也有甲烷呼氣檢測(cè)陰性的。甲烷不能解釋所有便秘的原因，因此不能將甲烷視為便秘的唯一原因。最近也有研究發(fā)現(xiàn)，便秘的嚴(yán)重程度與呼氣中的甲烷含量無關(guān)。

另外，腸道內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生的毒素與腸壁接觸時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致腸道炎癥，進(jìn)而發(fā)展成癌癥。結(jié)直腸癌患者腸黏膜通透性發(fā)生改變，使甲烷更易通過腸黏膜吸收入血液，呼出體產(chǎn)甲烷基質(zhì)。結(jié)腸癌患者的結(jié)腸黏蛋白抗原的蛋白質(zhì)與糖類的比值增高，為產(chǎn)甲烷菌的生長(zhǎng)提供了較好的生存環(huán)境。呼氣中甲烷的監(jiān)測(cè)對(duì)結(jié)直腸癌、癌前病變及結(jié)腸癌術(shù)后病情復(fù)發(fā)的監(jiān)測(cè)有一定意義，甲烷的產(chǎn)生與腫瘤發(fā)生的部位和性質(zhì)也與一定關(guān)系。但也有學(xué)者認(rèn)為結(jié)直腸癌患者呼氣氣體中的甲烷含量與正常人無意義，與結(jié)直腸癌發(fā)生的部位和癌前病變無關(guān)聯(lián)。

4 結(jié)論與展望

甲烷呼氣試驗(yàn)在過去幾十年前研究較多，近幾年不被學(xué)者們重視。甲烷呼氣試驗(yàn)研究的內(nèi)。容主要是與一些消化疾病的關(guān)系，可以用來明確檢查疾病如乳糖不耐受，但臨床應(yīng)用較少，可能原因?yàn)樵摍z測(cè)試驗(yàn)要求較高，檢查前2～4 周開始準(zhǔn)備，檢查前12 h 禁食，檢查時(shí)間長(zhǎng)約3.5 h。有些疾病發(fā)病率較低，限制了該檢測(cè)的廣泛應(yīng)用。有些疾病發(fā)病率雖高，但檢測(cè)出來，對(duì)患者來說收益不大，檢測(cè)的價(jià)值較低，也限制了該檢測(cè)的應(yīng)用。甲烷呼氣檢測(cè)與結(jié)直腸癌的關(guān)系研究一直沒有停止，但仍然缺乏大數(shù)據(jù)，因?yàn)榻Y(jié)直腸癌對(duì)人的健康威脅極大，影響人的生存壽命。希望寫本文能使更多學(xué)者重視，能研發(fā)出敏感性、特異性更高的甲烷檢測(cè)工具，進(jìn)一步優(yōu)化甲烷呼氣檢測(cè)，廣泛應(yīng)用于結(jié)直腸癌的篩查，降低結(jié)直腸癌的發(fā)病率和病死率。