宫颈癌及癌前病变筛查的研究进展

刘红霞,郭 娟 综述,杨 艳,杨雪梅 审校

重庆市第五人民医院妇产科,重庆 400062

宫颈癌是女性最常见的恶性肿瘤,发病率位于全球女性癌症的第4位,是女性癌症相关死亡的第4大原因[1]。虽然宫颈癌有较长的癌前病变期,但是早期宫颈癌无特异性临床症状,多数患者就诊时即为晚期,错过了最佳治疗时机,患者生存质量明显下降,病死率增加。发达国家宫颈癌筛查开展得早,宫颈癌发病率呈下降趋势,发展中国家筛查开展得晚,现仍呈上升趋势[2]。及早筛查出宫颈癌前病变,并给予及时干预和治疗,可阻断宫颈癌前病变的进展,减少宫颈癌的发生。本文将宫颈癌及癌前病变筛查方法的研究进展进行综述。

1 宫颈细胞学检查

1.1巴氏细胞学涂片检查 巴氏细胞学检查历史悠久,于20世纪40年代用于宫颈脱落细胞形态学评估。该方法用刮片刮取宫颈表面脱落细胞,在玻片上涂片、固定和巴氏染色,再由专业人员读片和进行病理分级。该筛查方式简单,患者无创伤,检测费用低,并且筛查所需仪器十分常见,目前在资源匮乏的地区仍广泛使用[3]。但在取样时可能出现漏取病变部位细胞,制片后容易受细胞重叠、黏液和血液影响,以及受检查者阅片技术和主观判断影响,导致灵敏度低,假阴性率高[4]。

1.2液基薄层细胞学检查 液基薄层细胞学检查是以巴氏细胞学涂片为基础发展起来的,目前临床上被广泛使用,是全球认可度较高的宫颈细胞学检测手段[5]。该技术将细胞与黏液、血液等物质分离,制备的涂片细胞均匀清晰,层次分明,更容易识别病变细胞,大大提高了标本满意度和宫颈异常细胞的检出率[6]。但常用的宫颈刷质硬,会导致宫颈组织损伤,常有出血情况[7];标本制片过程中须进行细胞分散离心,可导致细胞破损和异常凝聚,细胞和细胞核发生变化导致检测结果出现误差[8];对精密仪器和专业技术人员要求高;等待结果时间长,患者容易流失[7]。

1.3计算机辅助细胞检测系统 细胞学检测包括多个质量控制检查点,包括标本制备过程,细胞技术人员对标本进行显微镜筛选,并由细胞病理学专家进行全面评估,形成最终诊断。传统的巴氏涂片和液基薄层细胞学检测均需专业病理医师逐一对切片每个视野进行分析,人力成本高,效率低,主观性强,存在一定的漏诊率和误诊率,使宫颈癌筛查质量降低。人工智能能够自动、快速、无延迟地对大量标本进行诊断,克服时间和需要专业技术人员的限制,并且避免主观因素造成的偏见,大大提高了工作效率,可以提高筛查和诊断的特异度和准确度。计算机辅助细胞检测系统目前主要是由宫颈图片自动筛查系统组成。Thinprep成像系统自动选择核染色质较暗、核直径较大的细胞等22个视野,并通过与计算机相连的自动工作台逐个对选定的视野进行微观检查,自动定位病变位置。细胞病理学专家可以集中精力观察在选定的视野中发现的细胞,而免去了寻找染色和大小上存在差异的细胞筛选工作,灵敏度、特异度和阴性预测值方面都相当于或优于人工组,并且可以缩短筛查时间[9]。因受不同数字病理扫描仪可造成系统偏倚、缺乏供人工智能学习的训练集等因素限制,目前人工智能还不能进行病理诊断,但随着技术的进展,以后人工智能将运用于细胞学的病理诊断。KANAVATI等[10]建立了评估宫颈液基细胞学标本的肿瘤性和非肿瘤性的深度学习模型,相信在不久的将来可运用于临床。

1.4DNA倍体定量分析法 在细胞癌变过程中,染色体结构和数量的改变早于细胞形态改变,可以通过对细胞DNA数量和含量的变化进行分析,判断细胞有无癌变。DNA倍体是国际上公认的肿瘤细胞形成的生物标志物,并且有研究显示宫颈异倍体细胞数量越多,宫颈病变恶性程度越高[11]。正常单个细胞DNA指数(DI)=1～2,DI≥2.5为异倍体细胞。COSTA等[12]研究发现DNA倍体异常检测对≥宫颈上皮内瘤变(CIN)2的灵敏度为88.1%,特异度为85.7%,DNA倍体检测可以作为初筛的进一步检测方法,以确定哪些女性需要密切随访。王立锋等[13]研究发现,宫颈病变患者DNA异倍体检出阳性率大于液基细胞学检查,并且可以作为细胞学异常或者高危型人乳头瘤病毒(HPV)感染中老年女性的分流方法。该检测操作方法简单、快捷、不受检测者主观因素影响,可在各级医院推广应用。但该方法不能检测出细胞内DNA倍体未发生改变的二倍体肿瘤,不能识别成团的癌细胞,只是发现细胞染色体数量和总量的变化,不能发现染色体结构的异常,还需要联合其他宫颈癌筛查方法同时筛查来减少漏诊率。

2 HPV检测

HPV持续感染会导致高级别宫颈癌前病变和宫颈癌,因此及早筛查出HPV感染情况,及时发现癌前病变,并给予积极治疗,可以阻断疾病进展。

2.1HPV检测方法 HPV检测具有高灵敏度、高阴性预测值和重复性好的特点,已逐渐成为宫颈癌初筛的主要手段[14]。主要检测方法:(1)HPV DNA检测。包括第二代杂交捕获技术、实时荧光定量PCR技术、酶切信号放大技术和芯片杂交技术或DNA/RNA微阵列技术。(2)HPV RNA检测。主要为HPV E6/E7 mRNA检测。(3)HPV致癌蛋白检测。主要为HPV E6蛋白和HPV E7蛋白检测。(4)HPV其他生物标志物的检测。将p16INK4a蛋白、微染色体维持蛋白2[15]和拓扑异构酶Ⅱα蛋白[16]作为HPV感染的标志物。(5)人工智能。TIAN等[17]通过基于捕获的下一代测序分析了HPV整合状态、体细胞突变和拷贝数变异,获得了富集的CIN2+生物标志物。然后,他们使用机器学习算法(随机森林)建立了宫颈前体病变的风险分层模型,成功预测CIN2+。

2.2HPV取样方法 可以通过对脱落细胞、病变组织、新鲜标本或石蜡切片进行检测,了解患者HPV感染情况。目前常用的筛查方法为宫颈脱落细胞检测,取样方法有医务人员取样和患者自取样,对于医疗资源比较匮乏的地区、畏惧妇科检查、依从性差的患者可以通过细胞刷、阴道塞、护垫、拭子等方式由受检者进行阴道自取样采集标本,或者受检者自己收集晨尿进行HPV检测,了解HPV感染情况。有研究报道,患者自取样更方便和轻松,更容易被接受[18],世界卫生组织强烈建议使用自取样进行HPV筛查。有报道显示,选择阴道自取样进行宫颈癌筛查的人数是选择医务人员取样人数的2倍,并且阴道自取样与医务人员取样检测结果的准确率相当[19]。有研究报道,阴道自取标本检测HPV对CIN2+的灵敏度为74%～86%,对CIN3+的灵敏度为75%～86%[20]。尿液样本具有容易获取、非侵入性的特点,据报道,尿液自取样方法检测HPV对CIN2+的灵敏度为87.0%,对CIN3+的灵敏度为89.1%[21]。但有研究显示,尿液自取样标本进行HPV检测,对HPV和CIN2+的检测灵敏度不如临床采集的宫颈标本[22]。

2.3拓展HPV基因分型 目前已经发现100多种HPV基因型,然而特异型高危型HPV(HR-HPV)持续感染才会导致宫颈癌和宫颈癌前病变。拓展HPV基因分型能最大限度地检测出CIN3或更严重的病变,并且能减少阴道镜检查转诊率。拓展基因分型包括16、18型和其他12种HR-HPV,对于16、18型阳性患者需转诊阴道镜,对非16/18型的其他HR-HPV阳性女性进行基于细胞学的风险分流。拓展HR-HPV基因分型具有更好的风险预测和临床管理价值[23]。

2.4HPV病毒载量 有研究表明宫颈病变中HR-HPV病毒载量可能与持续HPV感染同样重要,HPV病毒载量升高与HPV持续感染相关,并且有助于预测高级别上皮内瘤变(HSIL)及以上病变,可以作为一种诊断HSIL+的生物标志物[14]。DONG等[24]研究发现,患者携带HPV16、31、33、52、58型病毒载量越高,宫颈病变越严重,而HPV18、45、56、59及其他HR-HPV感染的病毒载量尚未发现与宫颈病变有相关性。用于HPV16、31、33、52和58鉴别≥HSIL的log10转化病毒载量的最佳截断值分别为每10 000个细胞4.26、4.46、4.48、4.36和4.26个拷贝。HPV16、31、33、52和58超过临界值的病毒载量是发生≥HSIL的独立危险因素。

2.5HPV检测局限性 目前临床上HPV检测的局限性主要为较高的假阳性率、检测成本高及检测周期长,并且大部分患者HPV感染呈一过性,多在1～2年内自然清除[23]。HPV不是宫颈癌的唯一致病因素,虽然90%以上的宫颈癌患者HPV检测为阳性,仍有小部分宫颈癌患者HPV检测为阴性,存在漏诊可能。

3 基因甲基化检测

基因甲基化是一种特征良好的基因修饰表观遗传机制,有助于基因表达调控,主要通过抑制抑癌基因的表达与调控下游基因而发挥作用,是肿瘤重要的生物学标志物[25],并且多发生在病变恶化早期,主要包括宿主细胞DNA甲基化和HPV DNA甲基化。已知预测宫颈病变的宿主细胞甲基化的基因有SOX1、PAX1、JAM3、EPB41L3、CADM1和MAL[26],其中PAX1基因甲基化与CIN进展和宫颈癌发生的相关性研究最多,PAX1基因甲基化随着宫颈病变分级的升高而增加[27],并且不断有新的细胞DNA甲基化生物标志物出现。有研究发现透明质酸合酶1和ATP 10A能够在癌前病变转化到癌症的早期阶段中检测到,可能在未来用于宫颈癌的筛查[28]。HR-HPV持续感染导致宫颈病变,但也有可能为一过性感染,为了避免过度阴道镜转诊和过度治疗造成的不必要伤害,需要对HPV感染情况进一步分诊。HPV DNA甲基化作为宫颈癌前病变的重要生物标志物,有研究发现12种HR-HPV DNA甲基化均与CIN3/原位腺癌有很强的相关性,甲基化检测阳性预示着宫颈癌前病变的发生[29]。

4 阴道镜

阴道镜包括光学阴道镜、光电一体阴道镜及电子阴道镜,目前比较常用的是电子阴道镜。通常将阴道镜结合宫颈醋酸染色和碘试验结果进行筛查,先对宫颈进行醋酸与碘染色,再通过电子阴道镜放大5～40倍,专业技术人员对病灶成像图片进行观察和诊断,实时评估宫颈病变情况。宫颈发生癌前病变时局部细胞单克隆增生,细胞核增大,醋酸染色时细胞核蛋白凝固浓缩,光不易穿透,呈现为白色,白色上皮越浓厚,出现越早,消失越晚,细胞增生越明显,宫颈病变越严重;宫颈病变细胞糖原缺乏,碘染色后不着色,呈现为橘黄色、芥末黄色;阴道镜将观察成像图放大,可以观察到宫颈微小病变,同时可以指导宫颈活检,减少宫颈病变的漏诊率。但该检测方法不能观察到宫颈管内病变,3型转化区患者无法得到满意阴道镜结果,诊断准确性较差。

5 宫颈叶酸受体染色

正常细胞表面叶酸受体低表达,肿瘤细胞表面叶酸受体高表达,并且细胞内处于高氧化应激状态。将含有叶酸衍生物、还原态亚甲蓝、乙酸等活细胞染色剂涂抹于宫颈上皮组织,叶酸衍生物与细胞表面叶酸受体结合,活细胞染色剂等物质经胞吞作用进入细胞质;乙酸作用使其分离,还原态亚甲蓝发生氧化还原反应,由于渗透压的升高,氧化还原态亚甲蓝溢出细胞外,棉签涂抹后显色[30]。操作时先将蘸有染色液的染色器在宫颈表面按压10 s,然后推出管内推杆对宫颈管内细胞染色5 s,最后取出染色器放入比色仪分析[31]。宫颈无病变时棉签显色为棕色或绿色;宫颈病变时棉签显色为蓝色、蓝黑色或黑色[32]。

该检测方法简单、经济,不依赖特殊检测设备,诊断可靠,与液基薄层细胞学检查、HPV检测准确度相当,对≥CIN2检出率达80%,无创伤,实时出结果,患者接受度高[33]。该方法可以对宫颈表面和宫颈管分别染色并实时得出结果,可辅助阴道镜活检定位及判断是否需行宫颈管搔刮,适合用于基层医院开展宫颈癌筛查工作[30]。但患者有阴道出血、宫颈炎和阴道炎时,宫颈叶酸染色易出现假阳性结果[33]。

6 小 结

随着检测技术的发展,不断有新的筛查技术出现,包括已运用于临床的光电探测系统[34],以及广泛运用于眼底疾病的光学相干断层成像技术(已逐渐运用于宫颈病变筛查)[35],处于试验阶段的共聚焦激光显微内镜(可以将细胞放大1 000倍)[36]。

不同的宫颈病变筛查方法有自己的独特优势,但也存在自身检测的不足,包括精确度低、检测方法复杂、检测成本高、技术要求高等,单一方法难以达到较高的准确率,易发生误诊、漏诊现象,延误患者的治疗时机,影响患者的预后。临床工作中,须结合患者病史特点,选择合适的筛查方法,或者将几种筛查方法联合起来,或者找到新的和准确度更高的生物标志物,以减少不必要的阴道镜检查转诊和活检,减少对希望保持生育能力的患者的过度治疗,同时降低漏诊率,尽早发现HSIL,阻断宫颈癌的发生。