孫思遠(yuǎn),付敏,鄒晨
鎮(zhèn)江市第一人民醫(yī)院(江蘇大學(xué)附屬人民醫(yī)院)普外科,江蘇鎮(zhèn)江212002
胃癌是消化道系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一,其發(fā)病率在全球惡性腫瘤發(fā)病率中位于第五位,死亡率居第三位,東亞地區(qū)胃癌發(fā)病率為東歐地區(qū)的近2倍[1]。早期胃癌的定義最早由日本內(nèi)窺鏡協(xié)會(huì)于1962年提出,并于1965年完善,是指病變局限于胃黏膜層或黏膜下層,且不論有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。大部分早期胃癌經(jīng)規(guī)范治療后可以達(dá)到根治的效果,有效改善患者的生存質(zhì)量。日本研究顯示,早期胃癌患者的5、10年生存率超過(guò)90%;而在西方的研究中,5年生存率與日本的數(shù)據(jù)存在一定差異,為68%~92%[2]。早期胃癌起病較為隱匿,其診斷較進(jìn)展期胃癌困難。因此,如何更加準(zhǔn)確地診斷早期胃癌并進(jìn)行有效治療尤為重要[3]。目前早期胃癌的診斷主要分為兩大方向,一是以東亞地區(qū)為代表的依賴于內(nèi)鏡技術(shù)的病理活檢診斷,二是以歐美為代表的檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物的間接診斷。本研究對(duì)目前診斷早期胃癌的技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行綜述。
由于內(nèi)鏡下可直視病灶,且可以對(duì)病灶取材進(jìn)行病理活檢,內(nèi)鏡診斷已逐漸成為胃癌的主流診斷方式。近年來(lái),由于內(nèi)鏡技術(shù)的發(fā)展與普及,胃癌的早期診斷有了很大進(jìn)步,病死率也有一定下降[4]。在早期胃癌的診斷方面,當(dāng)前主要的內(nèi)鏡診斷技術(shù)包括白光內(nèi)鏡成像(WLI)、窄帶成像(NBI)、鏈接彩色成像(LCI)和藍(lán)激光成像(BLI)以及人工智能(AI)輔助下的內(nèi)鏡技術(shù)等。
1.1 WLI 由于具有可操作性、短時(shí)效性和低成本性,傳統(tǒng)WLI診斷已經(jīng)成為目前胃腸道黏膜病變的標(biāo)準(zhǔn)診斷方法。在WLI下,正常胃黏膜是光滑的,顏色呈絲絨狀的紅色,集合小靜脈規(guī)則排列在胃皺襞間[5]。根據(jù)WLI結(jié)果,日本內(nèi)窺鏡學(xué)會(huì)在1962年提出了早期胃癌的分型,主要包括0型(表面型)、1型(腫塊型)、2型(潰瘍型)、3型(浸潤(rùn)性潰瘍型)、4型(彌漫性浸潤(rùn)型)和5型(無(wú)法分類)。2002年提出的巴黎分型規(guī)定了消化道淺表病變的內(nèi)鏡下通用分型,目前已成為內(nèi)鏡下和宏觀評(píng)估消化道病變的標(biāo)準(zhǔn)[6]。在日本分型的基礎(chǔ)上,巴黎分型將0型病變進(jìn)一步分為息肉樣病變和非息肉樣病變,息肉樣病變又可分為有蒂的(0-Ⅰp)、無(wú)蒂的(0-Ⅰs)或半有蒂的(0-Ⅰsp)。非息肉樣病變又可分為扁平性病變(0-Ⅱ)、潰瘍性病變(0-Ⅲ),扁平性病變可以是輕微隆起(0-Ⅱa)、黏膜水平(0-Ⅱb)、輕微凹陷(0-Ⅱc),其中0-Ⅱb型病變最難發(fā)現(xiàn),且易被誤診為萎縮性胃炎[6]。研究發(fā)現(xiàn),70%~80%的早期胃癌為0-Ⅱc型病變,且0-Ⅱc和0-Ⅲ型可能與黏膜下浸潤(rùn)有關(guān)[7]。由于巴黎分型可更加詳細(xì)地評(píng)估病變的浸潤(rùn)深度及出現(xiàn)多種混合性病變時(shí)的分型,越來(lái)越多的臨床醫(yī)師選擇使用巴黎分型診斷并評(píng)價(jià)早期胃癌[6]。
1.2 NBI 雖然目前內(nèi)鏡診斷早期胃癌的標(biāo)準(zhǔn)是使用WLI,但WLI診斷早期胃癌的靈敏度并不令人滿意[8]。NBI創(chuàng)新性地使用了光學(xué)圖像增強(qiáng)技術(shù),與WLI相比能更好地顯示組織表面的結(jié)構(gòu)和血管。NBI使用的是峰值為415、540 mm的窄帶光,波長(zhǎng)較可見光短,對(duì)組織的通透性低,與血管中的氧化血紅蛋白的峰值吸收區(qū)域重合。因此與周圍組織相比,黏膜毛細(xì)血管呈低信號(hào),更易觀察黏膜表面的結(jié)構(gòu)[9]。而將NBI與放大內(nèi)鏡(ME-NBI)相結(jié)合,可準(zhǔn)確評(píng)估胃腸道病變,并且可通過(guò)新生血管的形成與否早期發(fā)現(xiàn)并區(qū)分組織的腫瘤區(qū)與非腫瘤區(qū)[10]。Meta分析提示,ME-NBI對(duì)早期胃癌的診斷準(zhǔn)確率達(dá)92.4%,且在確定早期胃癌的腫瘤組織邊緣方面表現(xiàn)出色。同時(shí),還可用ME-NBI來(lái)評(píng)價(jià)內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)后切緣的陰性和陽(yáng)性切除率,分別為97.4%、2.6%[11]。與WLI相比,第一代NBI提高了淺表腫瘤的檢出率,但是在胃內(nèi)進(jìn)行檢查與診斷時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)視野較暗的情況,導(dǎo)致腫瘤表面的黏膜微結(jié)構(gòu)可視性較差,不適合作為早期胃癌的篩查手段。在此基礎(chǔ)上誕生了第二代NBI,具備更高的圖像分辨率及更亮的視野[12],更加適用于早期胃癌的篩查。
1.3 LCI和BLI LCI和BLI的短波發(fā)射強(qiáng)度遠(yuǎn)高于WLI。LCI和BLI在410 nm(藍(lán)紫色)和450 nm(藍(lán)色)的短波波長(zhǎng)下具有更高的強(qiáng)度,能夠更加清晰地描繪包括微觀結(jié)構(gòu)在內(nèi)的黏膜表面的圖像。因此,相比于WLI具有更好的可視化效果,特別是410 nm波長(zhǎng),能夠反映黏膜表層的微結(jié)構(gòu)和微血管。發(fā)射強(qiáng)度的差異在很大程度上影響了黏膜表面圖像的顏色和結(jié)構(gòu),LCI顯示的黏膜顏色與WLI相似,但由于不同波長(zhǎng)的發(fā)射強(qiáng)度不同,LCI可以產(chǎn)生更多的黏膜顏色圖案。在這幾種技術(shù)中,BLI具有最高的發(fā)射強(qiáng)度,能夠?qū)つけ砻娴募?xì)節(jié)進(jìn)行最大化的成像,因此BLI能夠?qū)⒉∽兣c其周圍黏膜形成高顏色對(duì)比,在檢測(cè)胃惡性病變、識(shí)別病變與正常組織分界線方面具有優(yōu)勢(shì)[13]。相比于WLI和NBI,LCI亮度更高,因此在篩查胃腸道病變時(shí)最為有用,即使是應(yīng)用于像胃這樣的寬腔器官的遠(yuǎn)處病變篩查,也有較好的顯示效果[13]。LCI能夠更好地顯示病變與周圍黏膜的顏色差異,大多數(shù)早期胃癌LCI下的表現(xiàn)為橙紅色或橙色,與周圍紫色黏膜具有強(qiáng)烈的顏色對(duì)比,無(wú)需放大視野即可快速識(shí)別早期胃癌病灶。除此之外,LCI還能夠檢測(cè)到多種易被WLI遺漏的扁平樣腫瘤,在高對(duì)比度的情況下,這些腫瘤的周圍可以見到暗紫色的黏膜[14]。關(guān)于早期胃腸化生的診斷,在WLI內(nèi)鏡下胃腸化生呈灰白色結(jié)節(jié)樣改變,診斷的靈敏度低于組織病理檢查診斷,因此不利于腸化生的早期篩查;而在LCI和BLI內(nèi)鏡下,這些病變呈現(xiàn)綠色或紫色的改變,這種高色差可有效幫助臨床醫(yī)師識(shí)別腸化生區(qū)域,并進(jìn)行取材診斷。前瞻性研究發(fā)現(xiàn),在識(shí)別病變與正常組織方面,LCI與WLI相比有更大的顏色差異(包括扁平型癌)和更高的對(duì)比度;在42例WLI下病變與周圍黏膜顏色相似的病例中,有38例(90%)被LCI明確識(shí)別為橙紅色或橙色病變;除此之外,48個(gè)紫色黏膜病灶中的40個(gè)經(jīng)活檢診斷為腸化生(準(zhǔn)確率83%),且紫色黏膜的絕對(duì)顏色分量值與非紫色黏膜有顯著差異[15]。
1.4 AI輔助技術(shù) 盡管現(xiàn)在的內(nèi)鏡技術(shù)已經(jīng)愈發(fā)成熟多樣,內(nèi)鏡檢查的質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性仍依賴于醫(yī)師的操作和主觀判斷,即使經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師依然避免不了誤判的發(fā)生。因此,在內(nèi)鏡診斷中逐漸引入AI[16-17]。目前AI在內(nèi)鏡診斷中的應(yīng)用主要是通過(guò)深度學(xué)習(xí),讓系統(tǒng)分析大量的內(nèi)鏡圖像,使用特定的算法提取圖像中的臨床特征,再根據(jù)這些積累的臨床特征對(duì)新獲取的臨床圖像直接進(jìn)行診斷[18],這一診斷模式已經(jīng)被證明具有巨大的臨床應(yīng)用潛力。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)是目前應(yīng)用最廣泛的AI網(wǎng)絡(luò)模型之一。IKENOYAMA等[16]使用2 639例胃癌患者的13 584張內(nèi)鏡照片作為數(shù)據(jù)集(其中包括10 474張?jiān)缙谖赴┑恼掌?duì)CNN進(jìn)行了訓(xùn)練,訓(xùn)練完成后使用另外一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)集(140例患者的2 940張內(nèi)鏡照片)進(jìn)行測(cè)試,將CNN與內(nèi)鏡醫(yī)師的診斷結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,發(fā)現(xiàn)CNN的診斷靈敏度高于經(jīng)驗(yàn)豐富的內(nèi)鏡醫(yī)師,且診斷時(shí)間非常短;但CNN的陽(yáng)性預(yù)測(cè)率和特異度低于內(nèi)鏡醫(yī)師。如果未來(lái)能夠?qū)?nèi)鏡醫(yī)師的診斷與高靈敏度的CNN有效結(jié)合,會(huì)提升整體的診斷能力。除此之外,AI系統(tǒng)的另一個(gè)重要功能是能夠快速識(shí)別胃的解剖位置,可幫助內(nèi)鏡醫(yī)師節(jié)省大量學(xué)習(xí)時(shí)間,快速定位解剖位置,識(shí)別異常的病變組織并進(jìn)行正確診斷。
由于內(nèi)鏡檢查屬于侵入性檢查,因此,在歐美國(guó)家,醫(yī)師和患者更傾向于采用非侵入性的腫瘤標(biāo)志物來(lái)診斷胃癌。然而,傳統(tǒng)的腫瘤標(biāo)志物如CEA、CA19-9、CA72-4、CA12-5等主要用于診斷中晚期腫瘤及監(jiān)測(cè)腫瘤的治療與預(yù)后,對(duì)于診斷早期胃癌無(wú)明顯特異性[19]。因此,新型的腫瘤標(biāo)志物如胃蛋白酶原(Pg)、胃泌素17(G-17)、自身免疫性胃炎抗體、液體活檢等逐漸興起。
2.1 胃黏膜萎縮標(biāo)志物 Pg是胃蛋白酶的前體,最早由Michael Samloff在1982年提出可作為血清標(biāo)志物用來(lái)監(jiān)測(cè)胃黏膜變化[20],但是由于Pg是胃黏膜萎縮的標(biāo)志,因此僅能作為診斷胃癌的間接標(biāo)志物。Pg主要包括兩種同工酶原,分別是Pg I、PgⅡ。Pg I主要由胃底和胃體的酸性腺體分泌,而PgⅡ除了由廣泛存在于整個(gè)胃的各類腺體(胃底腺、賁門腺和幽門腺等)分泌以外,也能由十二指腸上段的布倫納氏腺分泌[21]。由于血清Pg I濃度因胃黏膜分泌能力受損而降低,而PgⅡ的分泌受影響較小。因此,Pg I/PgⅡ降低被認(rèn)為是胃黏膜萎縮的標(biāo)志,可用來(lái)反映早期胃癌的病變嚴(yán)重程度。對(duì)照研究發(fā)現(xiàn),胃癌組血清Pg I/PgⅡ低于對(duì)照組、萎縮性胃炎組,萎縮性胃炎組血清Pg I/PgⅡ低于對(duì)照組。因此,血清Pg I和Pg I/PgⅡ降低可能是胃癌發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素,且早期胃癌患者Pg I/PgⅡ高于晚期胃癌患者,這意味著血清Pg I/PgⅡ水平還可應(yīng)用于胃癌的臨床分期[22]。此外,因血清G-17的水平在胃竇部萎縮時(shí)也會(huì)下降,有專家建議將Pg、G-17和幽門螺桿菌抗體聯(lián)合檢測(cè)應(yīng)用于人群早期胃癌的篩查[23]。然而血液循環(huán)中的G-17水平對(duì)一些生理刺激包括食物和藥物攝入(如質(zhì)子泵抑制劑等)很敏感,可能會(huì)影響此聯(lián)合診斷的準(zhǔn)確性。抗胃壁細(xì)胞抗體(APCA)是自身免疫性胃炎的標(biāo)志物,而自身免疫性胃炎的患者患胃癌的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增加,血清APCA水平可間接判斷胃癌患病風(fēng)險(xiǎn),在臨床上,APCA陽(yáng)性的患者還可能表現(xiàn)為先于胃癌出現(xiàn)的惡性貧血[24]。此外,反映胃黏膜萎縮的標(biāo)志物還有胃饑餓素和三葉因子3(TFF3),但相關(guān)研究較少。雖然在胃癌組織中幾乎無(wú)胃饑餓素的表達(dá),但研究發(fā)現(xiàn),胃賁門癌中血清胃饑餓素處于低水平[25]。因此,可以認(rèn)為血清中胃饑餓素與胃癌的發(fā)生有一定相關(guān)性。TFF3被認(rèn)為是一種有前途的胃黏膜萎縮和胃癌的非侵入性生物標(biāo)志物,研究發(fā)現(xiàn),胃癌患者中TFF3水平明顯高于對(duì)照組,研究建議將Pg和FFF3聯(lián)合檢測(cè)用于胃癌的早期篩查[26]。
2.2 液體活檢 近年來(lái)出現(xiàn)了多種新興的基于血液的生物標(biāo)志物檢測(cè),通常被稱為液體活檢,這些技術(shù)可用來(lái)分析腫瘤細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞衍生物[27],常見的有細(xì)胞游離RNA(cfDNA)、循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)和細(xì)胞外囊泡(EV)等。
2.2.1 cfDNA 2008年,MITCHELL等[28]發(fā)現(xiàn),miRNA可從癌細(xì)胞釋放到血液中,在血液中保持穩(wěn)定,并能被PCR法檢測(cè)到,其表達(dá)水平與腫瘤的分期、侵襲性及預(yù)后相關(guān)。近年來(lái),miRNA、lncRNA等與胃癌的相關(guān)研究不少,但只有少數(shù)研究證實(shí)其發(fā)現(xiàn)有臨床意義,而大部分研究卻產(chǎn)生了相互矛盾的結(jié)論。這些研究的不一致性和重復(fù)性較差,并且缺乏相應(yīng)的前瞻性研究證據(jù)[29],因此并未廣泛應(yīng)用于臨床。在真正將其應(yīng)用于臨床前還需進(jìn)行大規(guī)模的前瞻性臨床研究,并與現(xiàn)有的生物標(biāo)志物進(jìn)行對(duì)比,才能最終選擇出適用的檢測(cè)對(duì)象。
2.2.2 ctDNA DNA片段從體內(nèi)各種類型的細(xì)胞釋放到循環(huán)系統(tǒng)中,在癌癥患者中,有一部分cfDNA來(lái)源于腫瘤細(xì)胞,被稱為ctDNA。ctDNA可用于檢測(cè)腫瘤細(xì)胞中的體細(xì)胞點(diǎn)突變、重排、拷貝數(shù)變化和甲基化標(biāo)記,且在各期腫瘤患者中均可檢測(cè)到ctDNA,不過(guò)在早期腫瘤患者的cfDNA總庫(kù)中,ctDNA的比例通常較低。目前的檢測(cè)方法有液滴數(shù)字PCR(ddPCR)、新一代測(cè)序技術(shù)(NGS)、CancerSEEK、PanSeer等新技術(shù),這些檢測(cè)方法有較高的靈敏度和特異度,在臨床上有廣闊的應(yīng)用前景[29]。
2.2.3 EV EV是指各種膜結(jié)合的囊泡,包括外泌體、微囊泡和凋亡小體等,從細(xì)胞中自然釋放到細(xì)胞外。包括胃癌在內(nèi)的多種癌癥患者體液中均發(fā)現(xiàn)EV水平升高[30],但其與腫瘤相關(guān)的診斷特異度目前還未得到充分證實(shí),研究發(fā)現(xiàn),EV中含有腫瘤細(xì)胞來(lái)源的分子,提示可將EV用作腫瘤的衍生標(biāo)志物來(lái)進(jìn)行檢測(cè)。目前關(guān)于早期胃癌患者循環(huán)中EV的研究較少,有研究顯示其具有很高的診斷價(jià)值[31],但尚不夠深入,期待未來(lái)有更多的研究進(jìn)一步證實(shí)其作用。
總之,早期胃癌診斷的相關(guān)研究仍在進(jìn)行,每年有大量的診斷技術(shù)被報(bào)道。無(wú)論是已經(jīng)成為內(nèi)鏡診斷標(biāo)準(zhǔn)的WLI,可以進(jìn)行圖像增強(qiáng)的NBI,還是顯示內(nèi)容更為豐富的LCI和BLI,以及結(jié)合各種內(nèi)鏡診斷技術(shù)并且能夠快速診斷的AI技術(shù),還有各種新興的腫瘤標(biāo)志物的出現(xiàn),都已經(jīng)或正在被更多的醫(yī)師和患者接受。以上研究為胃癌的早期診斷及早期治療提供了充足的保障。但由于缺乏臨床研究來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證新興技術(shù)的應(yīng)用效果,因此,距離新興技術(shù)真正應(yīng)用于臨床還有很長(zhǎng)一段路要走。雖然,診斷技術(shù)越來(lái)越豐富多樣,但如何通過(guò)有效的診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)早期胃癌的早發(fā)現(xiàn)與早診斷,還需要臨床醫(yī)師根據(jù)實(shí)際情況選擇適用的診斷方法。