肺癌早期诊断的研究进展

肺癌早期诊断的研究进展

现在，肺癌是世界上发病率和死亡率最高的肿瘤。近20年来,由于大力推行戒烟,欧洲和美国等西方国家男性肺癌的发病率已开始下降,但女性肺癌的发病率却持续上升。我国是香烟生产和销售大国,不论男性还是女性,肺癌的发病率均呈持续上升趋势,尤以女性发病率上升更快。临床研究表明,原位癌治愈率接近100%,Ⅰ期肺癌患者的5年生存率达60%~90%,而Ⅲb和Ⅳ患者的5年生存率仅5%~20%。提示早期诊断是改善肺癌预后的关键。然而,由于缺乏理想的早期诊断方法,肺癌的早期诊断率仅14%左右。因此,如何提高肺癌早期诊断水平已成为肺癌防治工作者面临的严肃而紧迫的任务。肺癌高发区的研究证实从接触致癌因素到形成临床癌(鳞状细胞癌)约需30年;肺癌发病率和死亡率的模式与吸烟的时间模式一致,其间有20余年的潜伏期。由此说明,肺癌是可以预防和早期诊断、早期治疗的疾病,问题是我们临床医师如何在这漫长的过程中发现肺癌?肺癌的临床表现复杂多样。大多数患者早期往往无明显的症状和体征,部分患者可出现咳嗽、痰中带血、胸和肩部疼痛、发热、食欲下降、局限性喘鸣等,但这些表现常被患者甚至专业医师所忽略。因此,要早期发现肺癌,首先,必须大力加强肺癌科普知识宣传,提倡对高危人群(40岁以上的男性、重度吸烟者、有肿瘤家族史者、有职业暴露史者及慢性肺疾病患者等)进行定期(每半年一次)筛查。其次,呼吸科医师必须具有强烈的责任心和扎实的理论知识,仔细采集病史,全面、认真查体,保持对肺癌的高度警惕;要密切关注相关学科的发展动态,及时汲取新知识。只有这样,才能充分掌握并科学运用相关检查方法,减少漏诊和误诊,提高肺癌早期诊断水平。1期肺癌筛查中ldsct的应用X线胸片仍是肺癌筛查最常用、最基本的方法。对肺癌病例的回顾性分析发现,90%的肺癌在早期的X线胸片上已有异常改变。造成漏诊和误诊的原因是:病灶隐藏在心脏后、肺尖区、肺门旁、肋骨及膈肌附近等隐蔽区;读片不慎;已有明确病变存在而遗漏了新病变。近年来,应用计算机辅助检测系统(computer-aideddetection,CAD),通过对比增强观察模式、结节增强观察模式及自动或手动的分割模式对数字化胸部影像中的肺部结节进行显示、辨认、标记及定量分析,明显提高了重叠及隐蔽区病灶的发现率。螺旋CT(spiralCT,SCT)是肺癌影像学诊断中的一个里程碑式的进步。其可发现直径<5mm的病灶;对Ⅰ期肺癌的发现率达71%~100%。对无症状的患者,单次CT筛查可较X线胸片早1年发现病变。目前认为,CT扫描最关键技术是切薄层,做增强,测数据,用软件。增强CT扫描可显示结节及其边缘的微小血管结构,对判断结节的良恶性有重要价值。在SCT的基础上,加用靶向高分辨CT(highresolutionCT,HRCT)或局部靶重建,可进一步显示病灶内部结构、边缘特征及其与肺门、胸膜的关系。低放射剂量SCT(lowdoseSCT,LDSCT)是迄今最佳的肺癌筛查方法。在不降低图像质量的同时,其辐射剂量仅为常规剂量的1/6,对肺内小结节的检出率是X线胸片的10倍。应用LDSCT技术,国际早期肺癌行动计划(internationalearlylungcanceractionproject,I-ELCAP)对31567例40岁以上的高危人群进行了筛查,发现484例肺癌,其中344例属Ⅰ期,10年生存率为80%。对其中302例患者在诊断后1月内进行了手术治疗,其10年生存率达92%。然而,另一项大规模研究发现,Ⅰ期肺癌的生存率与I-ELCAP结果相似,但在第二年后,Ⅰ期肺癌的比例明显减少,可能与年度筛查容易发现那些早期、生长缓慢的病变,难以发现那些生长快、早期即有转移的肺癌有关。虽然LDSCT能发现早期肺癌,但筛查组肺癌死亡率和对照组肺癌死亡率无显著性差异。提示对LDSCT能否作为肺癌筛查的常规方法仍有争议。由美国国家癌症研究所于2002年启动、50000余人参与的、目前正在进行随访的国家癌症筛查试验(nationallungscreentrial,NLST)结果值得期待。当然,LDSCT在早期肺癌筛查中存在领先时间偏倚(leadtimebias,存活时间不受影响,早诊断出来只是早知道而已)、病程偏倚(lengthtimebias,有的肺癌生长缓慢,呈良性过程,即使未检查出来亦能长期存活)和过度诊断偏倚(overdiagnosisbias)。LDSCT难以确定非钙化结节的性质,导致4%~55%的患者过度治疗。磨玻璃影(groundglassopacity,GGO)是多种疾病如炎症(包括非特异性炎症、结核及曲霉感染)、局灶性纤维化、非典型腺瘤样增生(atypicaladenomatoushyperplasia,AAH,为腺癌癌前病变)、小腺癌及细支气管肺泡癌较为常见的影像学表现。其在CT上呈局灶性云雾状影,病变区血管及支气管影清晰可见,CT值约-300Hu。持续存在的GGO,尤其是结节状GGO可能是早期肺腺癌或AAH的征象。由于LDSCT产生的噪音较重,与GGO相似,故不宜用于GGO的诊断。对于GGO,应进行薄层扫描(层厚1.0~1.5mm),管电压应在200~400mA。正电子发射体层显像(positronemissiontomography,PET)是一种新的分子影像学技术,是迄今获得肿瘤代谢信息的最敏感的方法,是目前判断肺部病灶良恶性最可靠的无创检查方法。PET-CT是将PET和CT安装于同一机架,对PET提供的代谢信息和CT提供的高分辨解剖信息进行准确匹配、融合,不仅能显示病灶和周围组织结构的关系,而且可准确定位示踪剂异常浓集的部位。研究发现,PET-CT诊断肺癌的敏感性、特异性及准确性均可达85%左右。孤立性肺结节(solitarypulmonarynodule,SPN)的定性诊断一直是困扰临床医师的难题。PET-CT诊断SPN的敏感性达96%,但特异性并不理想(40%~80%)。其原因可能与阅片者的主观性及PET/CT的局限性有关。值得一提的是,PET-CT诊断SPN的阴性预测值很高(92%~96%),表明该检查阴性的病变往往为良性,可不进行活检,定期随访即可。尽管大量临床研究提示PET/CT对肿瘤的诊断和鉴别诊断有重要作用,但其多为单中心的回顾性分析,缺乏大样本、多中心的前瞻性研究;炎性假瘤、活动性肺结核、曲霉病、肉芽肿等可造成假阳性,假阳性率达10%;腺癌、细支气管肺泡癌及类癌可见假阴性;PET/CT在图像采集过程中受呼吸运动影响,导致<5mm的病灶容易漏诊;PET/CT对GGO及<8mm的病灶的诊断几乎无能为力。开展多种示踪剂联合应用、双时相显像及结合临床资料综合分析,有助于提高PET-CT诊断率。2病料处理和检查工具的选用痰脱落细胞学检查是对高危人群进行筛查及发现早期肺癌、尤其是隐性肺癌的较为有效的方法。该法无创,操作简单,可系统、动态的观察上皮细胞从不典型增生到癌前病变直至浸润癌的连续渐变过程。PETTY发现,用该法诊断的肺癌中14%为原位癌,74%为Ⅰ期肺癌。痰检诊断中央型肺癌的敏感性约50%,而对周围型肺癌则不足20%。由于阳性率不高,故国内目前对该法明显重视不够。阳性率不高的原因可能主要与留痰的方法不规范、送检次数少(<4次)、痰液放置时间过长(>2h)、痰中癌细胞过少(<2%)、病变的位置(中央型或周围型)及细胞病理学家的技术和经验等有关。近年来,开展了液基薄层细胞学制片(liquid-basedcytologytechnique,LCT)和24h痰液凝固沉渣切片检查,明显提高了痰检的阳性率。LCT在取材、细胞分离涂片、背景及细胞结构观察上都较传统方法有很大改进,基本克服了传统痰检制片误差导致阳性率不高的情况;痰涂片联合24h痰液凝固沉渣切片检查较单一检查阳性率更高。该法为肺癌高危人群的筛查和早期肺癌的诊断提供了一种新的工具。晚近,一种基于Feulgenthionin染色DNA的自动核影像分析技术不但提高了检测早期肺癌的敏感性,而且还具有较高的特异性。检测痰标本中P16、脆性组氨酸三联体基因(fragilehistidinetriadgene,FHIT)等基因启动子超甲基化、P53和K-ras基因突变、HYAL2和FHIT基因(烟草致癌的靶点)缺失及不均一核糖核蛋白A2/B1过度表达、微卫星改变及自身抗体在早期肺癌的诊断中均可能有一定价值。3血清bb和ebus、sct、痰检和afb的诊断意义支气管镜检技术的开展为肺癌的诊断带来了革命性的变化。传统的白光支气管镜(whitelightbronchoscopy,WLB)主要适用于中央型肺癌(诊断率达90%~93%),对于周围型肺癌,尤其是对癌前病变的诊断率很低(<29%)。癌前病变的发现为肺癌的预防和早期诊断提供了基础。现已明确,鳞状发育不良是鳞癌的癌前病变;AAH及弥漫性、特发性肺神经内分泌细胞增生分别是腺癌和类癌的癌前病变;肺纤维化可能是一种癌前病变;小细胞肺癌的癌前病变目前还不清楚。P53、FHIT、C-erbB-2、表皮生长因子受体(epithelialgrowthfactorreceptor,EGFR)、表面活性物质脱辅蛋白A、β连环素等可能是癌前病变的标志物。由于难发现、难取材,故关于癌前病变的研究甚少。自荧光支气管镜(autofluorescencebronchoscopy,AFB)技术是近十年来癌前病变诊断方面最主要的进展。其利用组织自荧光的不同特性观察支气管黏膜病变。在波长为442nm的蓝光激发组织时,正常支气管黏膜呈绿色荧光,癌前病变呈棕色,肿瘤组织呈红色。在AFB指引下,可对异常荧光区域进行活检。该法对高危人群、反复痰血或痰检发现异型细胞者及隐性肺癌患者有重要意义;在癌前病变、原位癌及微小侵袭癌的诊断方面,AFB的敏感性较WLB高1.2~6.2倍,但特异性仅4%~94%,低于WLB。联合应用SCT、痰检和AFB可显著提高癌前病变及原位癌的诊断率。由于AFB主要适用于中央型肺癌,对周围型肺癌意义不大;假阳性率过高;仪器价格昂贵,故不宜作为肺癌筛查的常规工具。支气管内超声技术(endobronchialultrasound,EBUS)自从1992年应用于临床以来,随着EBUS仪器性能日臻完善,操作技术日渐成熟,已建立了气道及纵隔的超声声像图谱,使支气管镜的检查范围从管腔内扩展到了管腔外,明显提高了支气管镜的检查效率,已成为胸部肿瘤诊断和治疗中最有前景的微创技术之一。根据超声探头的不同,EBUS分为径向探头(radialprobe,RP)-EBUS和凸面探头(convexprobe,CP)-EBUS。RP-EBUS系早期开发,探头直径2mm,可清楚显示气道壁及其周围组织的细微结构,可显示深达5cm的肺门及纵隔淋巴结,主要用于检查周围型(亚段以下支气管)病灶。对SPN、EBUS引导下的经支气管肺活检(transbronchialbiopsy,TBB)的敏感性和准确性分别为75%和83%;当病灶>3cm时,常规TBB和EBUS-TBB的敏感性和准确性无显著差异。但该探头不能进行实时监控下病灶活检。CP-EBUS为近年开发,探头和镜体远端融合,顶端外径6.9mm,可测量病灶的平面大小;有多普勒模式,可观察病灶的血供及其周围的血管情况;可进行实时监控下的病灶活检,明显提高了穿刺的准确性和安全性。主要用于大气道壁及其周围病灶的观察和活检。CP-EBUS引导下经支气管针吸活检(transbronchialneedleaspiratory,TBNA)判断肺癌淋巴结转移的敏感性、特异性及阴性预测值分别为94%、100%及96%,明显优于CT及PET,尤其当淋巴结<10mm时;EBUS联合内镜超声(endoscopicultrasonography,EUS)实时引导几乎可对所有纵隔淋巴结进行活检,有可能取代纵隔镜成为纵隔淋巴结分期的新的“金标准”。因此,该技术是近20年来肺癌分期方面最主要的进展之一。但CP-EBUS价格及维修费用昂贵,难以普及。迄今关于EBUS对周围型肺癌诊断价值的研究尚少,且多为回顾性或小样本,严格意义上的前瞻性、随机、对照、多中心研究尚未见报道;EBUS对癌前病变诊断的价值尚不明确。尽管如此,EBUS操作简单,安全性好,在肺癌淋巴结分期、SPN及周围型病灶的诊断方面仍具有明显的优势。电磁导航支气管镜(electromagneticnavigationbronchoscopy,ENB)具有仿真支气管镜和可曲式支气管镜的特点。该仪器由电磁定位板、定位传感探头、工作通道、计算机软件系统与监视器(将CT图像进行虚拟仿真三维支气管重建)组成。该技术主要适用于传统支气管镜或肺穿刺无法确诊的周围型病灶。它既可以准确到达常规支气管镜无法到达的肺部周围型病灶,又可进行活检,安全性高。但该仪器昂贵,操作复杂,需进行培训(包括认读CT仿真支气管镜图像及掌握气道内解剖知识等)。2000年已有应用ENB进行周围型病灶检查的报道。目前,在美国和欧洲进行了为数不多的小样本临床研究,发现ENB成功率为67%~88%,中叶最高;成功率与病灶大小无关;平均检查时间16~45min。由于相关研究尚少,故其对周围型肺癌的诊断价值尚需进一步积累资料。荧光共聚焦显微镜(fluoresecentconfocalmicroscope,FCFM)检查是将直径1mm的纤维光学探头装入支气管镜工作通道,从而获得活组织显微图像。其具有实时观测;对可疑病变部位有选择的进行检查,即“光学活检”,极大提高了活检阳性率,并避免了在阴性部位活检和重复操作;探测范围深达支气管壁下50μm;光源和探测器整合在一个微型探头,经工作通道达肺泡管,故亦称肺泡镜;图像放大倍数和分辨率使肺泡结构及其内细胞清晰可见;实时视频。但FCFM检查范围小;需先行AFB。THIBERVILLE等应用FCFM准确诊断了22例支气管上皮化生,19例间变,5例原位癌和2例浸润癌。联合应用FCFM和AFB,可在最小的组织损伤下,观察和癌前病变有关的基底膜变化,甚至原位癌。该检查目前仍处于实验阶段,准确性尚待进一步研究。4肺癌早期诊断价值生物标志物的筛选一直是肿瘤早期诊断研究的热点。迄今,文献报道的肿瘤标志物已超过1200余种,但美国食品药品管理局批准用于临床的不足10种。癌胚抗原(carcinoembryomicantigen,CEA)、细胞角蛋白19的片断(cytokeratin19fragments,CYFRA21-1)、神经元特异性烯醇化酶(neuronspecificenolase,NSE)、糖链抗原(carbohydrateantigen,CA)125、CA199、鳞癌抗原(squamouscellcarcinomaantigen,SCCAg)等是目前常用的标志物,但这些标志物对肺癌的筛查和早期诊断几乎没有价值。分子生物学研究显示,检测血液循环中的肿瘤细胞、DNA、杂和性丢失(lossofheterozygosity,LOH)、微卫星不稳定性、端粒酶催化亚单位活性、K-ras及P53突变、FHIT基因缺失、P16超甲基化等均可能对肺癌早期诊断有一定价值。但由于肺癌是一种多因素诱导、多基因参与、多阶段发展的复杂疾病实体;肺癌组织具有明显的异质性。因此,单一标志物对肺癌,尤其是早期肺癌的诊断价值非常有限。近十余年来,随着高通量、大规模基因及蛋白质分析技术的涌现,肿瘤基因组学、蛋白质组学、代谢组学等研究方兴未艾,已筛选出了许多有前景的候选标志物谱(profiles)[23,24,25,26,27,28]。XIAO等建立了一个新的策略来发掘肿瘤细胞释放