內(nèi)鏡與腫瘤標志物對早期胃癌診斷的研究進展

孫思遠，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，其診斷較進展期胃癌困難。因此，如何更加準確地診斷早期胃癌并進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腫瘤標志物的間接診斷。本研究對目前診斷早期胃癌的技術(shù)進展進行綜述。

1 內(nèi)鏡診斷

由于內(nèi)鏡下可直視病灶，且可以對病灶取材進行病理活檢，內(nèi)鏡診斷已逐漸成為胃癌的主流診斷方式。近年來，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步，病死率也有一定下降［4］。在早期胃癌的診斷方面，當前主要的內(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準診斷方法。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（浸潤性潰瘍型）、4型（彌漫性浸潤型）和5型（無法分類）。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)鏡下和宏觀評估消化道病變的標準［6］。在日本分型的基礎(chǔ)上，巴黎分型將0型病變進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有關(guān)［7］。由于巴黎分型可更加詳細地評估病變的浸潤深度及出現(xiàn)多種混合性病變時的分型，越來越多的臨床醫(yī)師選擇使用巴黎分型診斷并評價早期胃癌［6］。

1.2 NBI 雖然目前內(nèi)鏡診斷早期胃癌的標準是使用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，波長較可見光短，對組織的通透性低，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，黏膜毛細血管呈低信號，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，可準確評估胃腸道病變，并且可通過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對早期胃癌的診斷準確率達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，還可用ME-NBI來評價內(nèi)鏡下黏膜剝離術(shù)后切緣的陰性和陽性切除率，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)進行檢查與診斷時往往會出現(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)射強度遠高于WLI。LCI和BLI在410 nm（藍紫色）和450 nm（藍色）的短波波長下具有更高的強度，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，能夠反映黏膜表層的微結(jié)構(gòu)和微血管。發(fā)射強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，但由于不同波長的發(fā)射強度不同，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)射強度，能夠?qū)つけ砻娴募毠?jié)進行最大化的成像，因此BLI能夠?qū)⒉∽兣c其周圍黏膜形成高顏色對比，在檢測胃惡性病變、識別病變與正常組織分界線方面具有優(yōu)勢［13］。相比于WLI和NBI，LCI亮度更高，因此在篩查胃腸道病變時最為有用，即使是應(yīng)用于像胃這樣的寬腔器官的遠處病變篩查，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烈的顏色對比，無需放大視野即可快速識別早期胃癌病灶。除此之外，LCI還能夠檢測到多種易被WLI遺漏的扁平樣腫瘤，在高對比度的情況下，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)師識別腸化生區(qū)域，并進行取材診斷。前瞻性研究發(fā)現(xiàn)，在識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明確識別為橙紅色或橙色病變；除此之外，48個紫色黏膜病灶中的40個經(jīng)活檢診斷為腸化生（準確率83%），且紫色黏膜的絕對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)量和診斷準確性仍依賴于醫(yī)師的操作和主觀判斷，即使經(jīng)驗豐富的醫(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新獲取的臨床圖像直接進行診斷［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張早期胃癌的照片）對CNN進行了訓(xùn)練，訓(xùn)練完成后使用另外一個獨立的數(shù)據(jù)集（140例患者的2 940張內(nèi)鏡照片）進行測試，將CNN與內(nèi)鏡醫(yī)師的診斷結(jié)果進行對比，發(fā)現(xiàn)CNN的診斷靈敏度高于經(jīng)驗豐富的內(nèi)鏡醫(yī)師，且診斷時間非常短；但CNN的陽性預(yù)測率和特異度低于內(nèi)鏡醫(yī)師。如果未來能夠?qū)?nèi)鏡醫(yī)師的診斷與高靈敏度的CNN有效結(jié)合，會提升整體的診斷能力。除此之外，AI系統(tǒng)的另一個重要功能是能夠快速識別胃的解剖位置，可幫助內(nèi)鏡醫(yī)師節(jié)省大量學(xué)習(xí)時間，快速定位解剖位置，識別異常的病變組織并進行正確診斷。

2 腫瘤標志物

由于內(nèi)鏡檢查屬于侵入性檢查，因此，在歐美國家，醫(yī)師和患者更傾向于采用非侵入性的腫瘤標志物來診斷胃癌。然而，傳統(tǒng)的腫瘤標志物如CEA、CA19-9、CA72-4、CA12-5等主要用于診斷中晚期腫瘤及監(jiān)測腫瘤的治療與預(yù)后，對于診斷早期胃癌無明顯特異性［19］。因此，新型的腫瘤標志物如胃蛋白酶原（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志物用來監(jiān)測胃黏膜變化［20］，但是由于Pg是胃黏膜萎縮的標志，因此僅能作為診斷胃癌的間接標志物。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降低被認為是胃黏膜萎縮的標志，可用來反映早期胃癌的病變嚴重程度。對照研究發(fā)現(xiàn)，胃癌組血清Pg I/PgⅡ低于對照組、萎縮性胃炎組，萎縮性胃炎組血清Pg I/PgⅡ低于對照組。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也會下降，有專家建議將Pg、G-17和幽門螺桿菌抗體聯(lián)合檢測應(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，可能會影響此聯(lián)合診斷的準確性?？刮副诩毎贵w（APCA）是自身免疫性胃炎的標志物，而自身免疫性胃炎的患者患胃癌的風險會增加，血清APCA水平可間接判斷胃癌患病風險，在臨床上，APCA陽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胃饑餓素的表達，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被認為是一種有前途的胃黏膜萎縮和胃癌的非侵入性生物標志物，研究發(fā)現(xiàn)，胃癌患者中TFF3水平明顯高于對照組，研究建議將Pg和FFF3聯(lián)合檢測用于胃癌的早期篩查［26］。

2.2 液體活檢 近年來出現(xiàn)了多種新興的基于血液的生物標志物檢測，通常被稱為液體活檢，這些技術(shù)可用來分析腫瘤細胞或腫瘤細胞衍生物［27］，常見的有細胞游離RNA（cfDNA）、循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）和細胞外囊泡（EV）等。

2.2.1 cfDNA 2008年，MITCHELL等［28］發(fā)現(xiàn)，miRNA可從癌細胞釋放到血液中，在血液中保持穩(wěn)定，并能被PCR法檢測到，其表達水平與腫瘤的分期、侵襲性及預(yù)后相關(guān)。近年來，miRNA、lncRNA等與胃癌的相關(guān)研究不少，但只有少數(shù)研究證實其發(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)用于臨床前還需進行大規(guī)模的前瞻性臨床研究，并與現(xiàn)有的生物標志物進行對比，才能最終選擇出適用的檢測對象。

2.2.2 ctDNA DNA片段從體內(nèi)各種類型的細胞釋放到循環(huán)系統(tǒng)中，在癌癥患者中，有一部分cfDNA來源于腫瘤細胞，被稱為ctDNA。ctDNA可用于檢測腫瘤細胞中的體細胞點突變、重排、拷貝數(shù)變化和甲基化標記，且在各期腫瘤患者中均可檢測到ctDNA，不過在早期腫瘤患者的cfDNA總庫中，ctDNA的比例通常較低。目前的檢測方法有液滴數(shù)字PCR（ddPCR）、新一代測序技術(shù)（NGS）、CancerSEEK、PanSeer等新技術(shù)，這些檢測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，從細胞中自然釋放到細胞外。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，研究發(fā)現(xiàn)，EV中含有腫瘤細胞來源的分子，提示可將EV用作腫瘤的衍生標志物來進行檢測。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值［31］，但尚不夠深入，期待未來有更多的研究進一步證實其作用。

總之，早期胃癌診斷的相關(guān)研究仍在進行，每年有大量的診斷技術(shù)被報道。無論是已經(jīng)成為內(nèi)鏡診斷標準的WLI，可以進行圖像增強的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進一步驗證新興技術(shù)的應(yīng)用效果，因此，距離新興技術(shù)真正應(yīng)用于臨床還有很長一段路要走。雖然，診斷技術(shù)越來越豐富多樣，但如何通過有效的診斷技術(shù)實現(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)實際情況選擇適用的診斷方法。