结直肠癌的早期诊断技术进展

黄瑜亮，黄 斌，严 俊，3

南方医科大学1第一临床医学院，3南方医院普外科，广东 广州 510515；2河源市人民医院感染科，广东 河源512023

在新增的癌症患者中，结直肠癌（CRC）的发病率及死亡率均居第4位，在男性肿瘤患者中居第5位，在女性肿瘤患者中居第4位[1]。CRC也是美国最常见的恶性肿瘤之一，但2000～2013年，50岁以上成年人发病率下降32%，≥65岁人群的远端结直肠癌的发病率下降最多，其可归功于结直肠癌早期筛查的普及[2]。所以，早期发现、早期诊断、早期治疗对降低CRC的发病率及死亡率十分重要，本文主要介绍CRC早期诊断技术的新进展并对比各种方法的敏感性、特异性及优缺点。

1 基于排泄物的检查

1.1 粪便中蛋白质的联合检测

Bosch[3]鉴定了834种人类蛋白质，其中29个在CRC系列中与对照组相比，在统计学上它们显着富集。4种选定的蛋白质联合血红蛋白检测CRC和晚期腺瘤，敏感性分别为80%和45%，特异性为95%，高于单独用血红蛋白检测（P＜0.001）。该基于抗体的检测方法所需的标本量小，易于获取，可以应用于群体筛选。

1.2 检测粪便中的微生物因子

Xie等[4]分析两个大群体的数据发现，用C. symbiosum检测，对于晚期腺瘤其敏感性为37%～58%，对于早期CRC其敏感性为50%～56%。而FIT和CEA都不足以准确检测早期CRC。用FIT检测早期CRC的敏感性仅为18%～33%。任何原因的消化道出血可能会导致FIT假阳性。用CEA检测结直肠癌，其敏感性仅为38%～39%。与上述常规标记物相比，检测粪便中C. symbiosum的量在预测早期CRC方面显示出相当高的准确度。

F. nucleatum是与CRC有关的研究最广泛的细菌之一。研究发现CRC患者粪便中clbA+细菌和F.nucleatum的个体标记物较多，特异性分别为81.5%和76.9%，敏感性分别为56.4%和69.2%[5]。联合检测clbA+细菌和F. nucleatum，特异性为63.1%，灵敏度为84.6%，其中灵敏度显著增高。在预测早期CRC（P＜0.05）和晚期腺瘤（P＜0.05）方面，C. symbiosum比F. nucleatum有更高的AUC[4]。在多变量分析中，F.nucleatum对早期CRC没有显着的预测价值。因此，C. symbiosum可以作为诊断早期CRC的标记，比F.nucleatum更好。

1.3 甲基化基因的检测

Oh等[6]对粪便中的DNA进行甲基化分析，采用高灵敏度，高准确度的方法对SDC2进行单向线性靶标富集（LTE）和SDC2定量甲基化特异性实时定量PCR（qMSP），进行了两轮PCR，命名为meSDC2 LTE-qMSP分析。有100%的原发性肿瘤，90.6%的腺瘤性息肉，94.1%的增生性息肉和0%的正常组织可以观察到SDC2甲基化阳性。SDC2甲基化的水平也随着病变的严重程度增加而增加（P＜0.01）。通过LTE-qMSP比较50名CRC患者、21名癌前病变的患者及22名健康受试者粪便中DNA的SDC2甲基化水平，发现该检验方法的特异性为90.9%，检出CRC的灵敏度为90.0%，检出小息肉的敏感度为33.3%。因为在CRC发展早期选定的基因会频繁出现异常的DNA甲基化，所以其可以作为CRC早期检测的指标。

1.4 尿液代谢物组学的联合检测

Wang等[7]运用质子核磁共振波谱（1H-NMR），分析了55名CRC患者和作为对照组的40名健康者（HCs）的尿液代谢物。这是一种潜在的非侵入性的早期肿瘤检测方法，研究发现，将谷丙转氨酶，谷氨酰胺，天门冬氨酸和乙酰乙酸联合检测，对于诊断早期CRC患者的能力优于任何单一代谢物，其敏感性，特异性和AUC值分别为87.5%，91.3%和0.933。研究评估了CRC患者尿液样本中的重要代谢组学变化。

2 基于血液的检查

2.1 电纺混合纤维垫（EBFMs）

Lee等[8]通过静电纺丝将聚环氧乙烷（PEO）混合到尼龙-6（nylon-6）中，以产生纤维来测定循环肿瘤细胞（CTC）。EBFMs与用于CTC检测的商业仪器IsoFlux系统相比，EBFM的假阳性率较低，灵敏度和选择性较高。将其结果与结肠镜检查活检病理分析确定的结果进行比较。对于II，III和IV期结直肠癌，其检查结果与病理活检结果完全相符。但对于I期结肠直肠癌，则有一定的假阳性率（20%）。

该方法成本低、无创，可以促使人们积极参与结直肠的健康检查。虽然I期结直肠癌诊断的准确性不足，但其检出率较高。而且该方法可以用于检测各种肿瘤的CTC，与受试者所遭受的癌症种类无关。一旦开发出对特定种类癌症具有高选择性的抗体，就可以检测特定种类的癌症。因此，这种基于电纺纤维垫的检测方法在临床上用于早期无创诊断和纵向监测癌症方面具有很高的应用潜力。

2.2 血液中肿瘤标志物的联合检测

Lim等[9]通过放射免疫分析和酶免疫分析同时检测多种肿瘤标志物和生化标志物，对479例结肠腺瘤（CA）或良性结肠息肉的患者，76例良性结直肠疾病的患者和223例阴性对照组的患者进行了研究。基于受试者工作特征分析，CYFRA 21-1的曲线下面积为0.732（95%置信区间，0.656～0.809，P＜0.001），其可用于区分阴性对照组和晚期结肠腺瘤患者，在所有分析因素中相对较高。CYFRA 21-1在诊断CA和晚期CA方面的敏感性明显高于其他肿瘤标志物（P＜0.001）。

Fan等[10]检测了192个血清样品（92个CRC和100个匹配的对照），分析了12种肿瘤相关抗原（TAA）的含量。结果显示，与单独检测自身抗体标记物相比，多种TAA联合可以更好地区分肿瘤患者的血清和正常人的血清。联合抗SLP2，-p53，-SEC61B和-PLSCR1这4种抗体检测，检测早期和晚期CRC的敏感性分别为66.7%和62%，特异性为80%。当这4种抗体再联合癌胚抗原（CEA）一同检测时，其特异性增加至83.7%，检测早期和晚期CRC的敏感性分别增加至88.3%和84%。

2.3 血清中丝氨酸/苏氨酸激酶4的检测

Yu等[11]使用磁珠和基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱平台分析CRC患者和健康对照组的血清样品，建立的CRC诊断模式，盲测后分析，其特异性为94.7%，灵敏度为92.3%。通过串联质谱鉴定候选生物标志物丝氨酸/苏氨酸激酶4（STK4，也称为MST1），并通过蛋白质印迹和酶联免疫吸附试验验证。结果表明，健康对照组血清中的MST1浓度高于Ⅰ期CRC患者，CRC早期检出率高，Ⅳ期患者低于其他CRC患者。MST1联合癌胚抗原和粪便隐血试验诊断结直肠癌，敏感性和特异性分别为92.3%和100%。另外，低MST1表达与不良预后相关。这些结果说明，MST1是早期诊断，发现远处转移和判断预后的潜在生物标志物。

2.4 基于人血浆荧光的层次分类器

Soares等[12]用基于血浆的荧光分级分类方法来进行非侵入性检查，通过将样本与之前研究分析所得的12 341个波长的数据进行比较，来早期诊断CRC，其敏感性和特异性分别为0.87和0.95。检测未发生恶性病变的样本，其敏感性和特异性分别为0.60和0.79。与其他方法相比，该方法准确性更好，需要测量的数据较少，不仅可以检测CRC，而且还可以检测未发生恶性病变的样本。

3 计算机辅助的内镜检查（ECV-CAD）

人工智能辅助的内镜采用基于人工智能的人脸识别技术，通过检测结直肠内的图像，可以迅速识别出异常状况。当发现异常时，该系统将在监视器上环绕其位置，并发出警报。与目前的指南相比，使用人工智能辅助的内镜可以直接在内镜下切除腺瘤性息肉，避免了不必要的非肿瘤性息肉的切除。

Misawa等[13]研究发现计算机辅助的内镜检查的准确性高于内镜实习医生（87.8%vs63.4%，P=0.01），但与内镜专家类似（87.8%vs84.2%，P=0.76）。由此可以的出，ECV-CAD识别病变的能力比内镜实习医师更强，有着较高的准确性，并且与专家相当。因此ECV-CAD可以成为经验不足的内镜医师的有力辅助工具。

Ziemlewicz等[14]用69名患者来验证CAD，发现其敏感性为91.3%（63/69），假阳性率为0.9%～5.2%（在可接受的范围内）。且发现，该方法对检测直径大于或等于6 mm的结直肠息肉具有较好的灵敏度。

4 肠镜检查

肠镜检查是目前最常用的侵入性检查，与血液和粪便检查相比，它具有3个明显的优势:它对于小的病变是高度敏感的，因此在很早的阶段就可以检测到瘤形成;大多数病变在筛查时就可以切除，所以在大多数情况下筛查是诊断性的，但在大型医院肠镜可兼顾后续治疗，如早癌的内镜粘膜下切除；做了肠镜之后无需重复检查，从而节省大量资金。研究表明，肠镜检查后6年需要随访的人数大大减少，不用因监测其有无恶变而定时进行筛查[15]；（4）降低了结直肠癌的发病率。研究发现肠镜检查与近端癌症发病率降低27%有关[16]。

通过内镜切除浅层标本进行检查及组织学分级，结果显示：对于高分化腺癌，其灵敏度为91.0%，特异度为93.1%，准确性为91.5%，阴性预测值为77.1%，阳性似然比（同时反映灵敏度和特异度的复合指标）为13.20%。对于中分化腺癌，这些值分别为93.1%，91.0%，91.5%，97.6%和10.36[17]。因此，内镜可用于诊断T1结直肠癌的组织学分级。

5 结论

据统计，1/3的受试者因害怕而拒绝行结肠镜筛查，每年大约有44 000例患者因CRC漏诊而走向死亡[18]。而83%的受试者更愿意选择采集血液等非侵入性的筛查方法[19]，但这些非侵入性的方法的特异性或敏感性可能不如内镜及影像学检查，所以现多联合检测几种不同的标记物，以提高敏感性及特异性，如本综述提到的尿液代谢物组学联合检测，clbA+细菌和F. nucleatum的联合检测，血液中肿瘤标志物的联合检测等。还出现了一些比较新颖的方法，如ECV-CAD，基于人血浆荧光的层次分类器，电纺混合纤维垫等。各种方法的敏感性、特异性、优缺点详见表1。

表1 各种检测方法敏感性、特异性、优缺点比较

续表1

6 展望

大家对结直肠癌越来越重视，随着各种检查技术的不断发展，结直肠早期诊断的方法在不断改进，新技术不断涌现，有许多无创的、非侵入性的、高敏感性和高特异性的生物标志物层出不穷，各种内镜及影像技术在不断改进，以便于可以早期诊断结直肠癌，进而提高结直肠癌的预后以及降低结直肠癌的死亡率。进一步的研究有望从分子水平和细胞水平认识结直肠癌发病的机制，发现更多特异性、敏感性高的生物标记物，并联合运用多种检测方法，使效果“1+1＞2”。