新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查在早期食管癌篩查中的應用研究

李彥蓉,帥 平,王洛偉,張 濤,范文川,劉玉萍

(1.電子科技大學醫學院,四川 成都 610054;2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院健康管理中心,四川 成都 610072;3.上海市海軍軍醫大學附屬長海醫院,上海 200082;4.四川省南充市中心醫院,四川 南充 637000;5.四川省鹽亭縣人民醫院,四川 鹽亭 621600))

早期食管癌(early esophageal cancer,EEC)是指癌細胞在不發生淋巴結轉移的情況下,浸潤組織局限于黏膜層和黏膜下層[1]。癌前病變表示病變正處于正常組織和癌變組織之間,不屬于惡性病變,但可進一步發展為惡性腫瘤[2]。食管癌前病變主要是指非典型的食管鱗狀上皮細胞異型增生和 Barrett 食管(Barrett’s esophagus,BE)[3]。我國屬于食管癌高發國家,2018年的流行病學統計數據顯示,各系統惡性腫瘤中,食管惡性腫瘤發病率(13.9/10萬)和病死率(12.7/10萬)分別排在第5位和第4位[4]。食管癌的臨床分期直接影響5年生存率,在早期就接受治療的患者,5年生存率95%[5]。因此,早期篩查是提高食管惡性腫瘤5年生存率和降低病死率必不可少的策略[6]。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2022年3月至2022年6月四川省人民醫院、南充市中心醫院、鹽亭縣人民醫院符合條件的體檢人群,納入標準:①年齡40～75歲,性別不限,食管癌高危人群(中國臨床腫瘤學會指南工作委員會規定[7],以下人群滿足任意一條為食管癌高風險人群:年齡≥40歲,來自食管腫瘤高發地區;有食管腫瘤家族史;有食管癌高危因素的人群);②對新型細胞采集器檢查、胃鏡檢查接受良好的人群。排除標準:①出現明顯進食困難、消化道出血者;②已在1年內接受過胃鏡檢查,明確自己消化道情況者;③既往已診斷食管上皮內瘤變者;④既往存在喉癌、鼻咽癌等頭頸部惡性腫瘤病史者;⑤已明確診斷食管狹窄吞咽困難、食管-胃底靜脈曲張的患者;⑥有消化道外科手術史者;⑦凝血功能出現障礙或長期口服抗血小板、抗凝藥物者;⑧無法耐受胃鏡檢查者;⑨患有其他嚴重疾病預期壽命小于5年者;⑩本人拒絕配合研究方案及拒絕簽署知情同意書。該項目已通過四川省醫學科學院·四川省人民醫院倫理委員會審查[編號:倫審(研)2022年第7號]。

1.2 方法

1.2.1基線資料收集 身高、體重的測量和一般情況調查問卷填寫均由專業人員完成。身高、體重使用電子測量體檢秤(中國歐姆龍 HNH-219)進行測量,要求受試者于不穿鞋時采集,身高精確到1 厘米,體重精確到1 千克。定期對電子測量體檢秤進行校準。通過調查問卷收集年齡、身高、體重、吸煙飲酒情況、飲食習慣、口腔衛生、家族史、既往史、癥狀有無等一般資料。

1.2.2方法 本研究為一項多中心研究項目,按照橫斷面研究及診斷試驗進行設計,收集擬行胃鏡檢查人群的個人基本信息及相關危險因素暴露情況,選出其中食管癌及癌前病變高危人群;采用新型細胞富集器收集食管脫落細胞樣本,基于人工智能,對生物樣本細胞信息進行分析;完成后在未知細胞病理學結果的情況行胃鏡檢查及食管部的黏膜活檢。以胃鏡活檢組織病理學為金標準,計算該檢查篩查食管惡性腫瘤的靈敏度、特異度、ROC曲線下面積等指標,評價細胞學檢查的診斷效能。

1.2.3新型食管細胞采集器(蘇泰械備20210074號) 為直徑約0.3 cm的膠囊,表面為水溶性材料,可通過飲水吞服至食管賁門位置,待其膨脹后輕輕拉出(約2分鐘)。新采集器與食管內壁接觸面積大,一次即可采集到約三百萬食管脫落細胞,采樣完成后,將食管細胞采集器放入保存液中保存,可保證細胞完整無變形,便于運輸及儲存[8]。按標準制片流程完成細胞富集和提取,Feulgen-Eosin復染法染色后,由國家食管癌大數據中心食管癌風險預警系統出具多參數風險評測報告。結果包括:無上皮內病變及惡性細胞、鱗狀細胞增生/炎癥細胞、少量異型/非典型鱗狀細胞、鱗狀上皮內低級別病變、鱗狀上皮內高度病變、鱗狀細胞癌6個等級。

1.2.4胃鏡檢查(奧林巴斯GIF-HQ290) 受試者空腹6～8小時后,由內鏡醫師在正式檢查前再次評估受試者適應證與禁忌證,若無特殊,接受普通胃鏡者使用鹽酸達克羅寧膠漿進行局部麻醉,接受無痛胃鏡者按靜脈麻醉常規準備,并服用西甲硅油輔助進鏡。從食管入口至齒狀線/賁門每隔約5 cm留圖一張,退鏡(或進鏡)時以NBI/BLI模式觀察食管全程,必要時采用放大內鏡觀察或以1.2%～1.5%盧戈染液進行碘染。如食管黏膜全程未見明顯異常,或碘染色后未見明顯不染區則無需留取活檢。以10%甲醛溶液固定送至相應醫院病理科出具標準格式的組織病理學報告,結果包括:未見明顯異常/慢性胃炎/胃息肉、反流性食管炎/真菌性食管炎/胃食管粘膜異位、Barrett食管、鱗狀上皮內低級別病變、鱗狀上皮內高度病變、鱗狀細胞癌。

1.3 診斷標準①肥胖診斷標準[9]:BMI 18.6～22.9 kg/m2為正常,BMI 23.0～24.9 kg/m2為超重,BMI ≥ 25.0 kg/m2為肥胖。②吸煙:累計吸煙150 支或者每天吸1 支并且持續半年以上[10]。③飲酒:男性每周酒精攝入量>210 g,女性>140 g[11]。④飲食習慣:從腌制食品及熱燙食物兩個方面定義飲食習慣,將腌制食品(泡菜、酸菜、醬菜、臘肉、腌肉)食用次數劃分為:少于1次/周、1～3次/周、多于3次/周;熱燙飲食:食物、飲料溫度較高,攝入時達到燙嘴程度。⑤癥狀:包含腹痛、噯氣、燒心、反酸、胸骨后不適其中任意一項,即定義為存在消化系統癥狀。⑥陽性結果:新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查中將非典型鱗狀細胞(ASC)、鱗狀上皮低級別內瘤變(LSIL)、鱗狀上皮高級別內瘤變(HSLI)及鱗狀細胞癌(SCC)視作檢查結果陽性;胃鏡-組織病理學檢查中將Barrett食管、LSIL、HSLI及SCC視作檢查結果陽性。

1.4 統計學方法使用SPSS 25.0統計軟件進行數據處理。計量資料符合正態分布以均數±標準差表示,組間比較采用t檢驗,不符合正態分布的數據以M(P25,P75)表示,組間比較比較采用U檢驗或H檢驗;計數資料以率或構成比表示,組間比較采用卡方檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同醫院體檢人群一般資料比較本研究共有1861 例受試者符合納入標準,排除信息缺失、樣本不合格人群,最后共納入1530 例,其中四川省人民醫院210 例,南充市中心醫院846 例,鹽亭縣人民醫院474 例。將受試者按研究中心分為三組,三組BMI和吸煙史比較差異無統計學意義(P>0.05);南充市中心醫院受試者中飲酒人群占比21.99%、食用腌制食品頻率大于3次/周人群占比5.79%、存在缺齒人群占比60.52%、既往患其它系統疾患者群占比7.22%、出現消化道癥狀人群占比86.41%,均為三組中最高(P<0.05);四川省人民醫院受試者中90.00%的人群喜食熱燙飲食;鹽亭縣人民醫院受試者中11.60%的人群有腫瘤家族史,差異有統計學意義(P< 0.05)。見表1。

表1 三家醫院體檢人群一般資料比較

2.2 食管癌及食管癌癌前病變人群與陰性結果人群一般情況比較按照胃鏡-病理學檢查結果分為陰性組1492 例與陽性組38 例。結果顯示陰性組BMI大于陽性組,陰性組腌制食品使用頻率大于3 次/周的人群占比小于陽性組,差異有統計學意義(P<0.05)。兩組人群的年齡、吸煙史、飲酒史、熱燙飲食習慣、有無缺齒、家族史、既往史、有無相關癥狀等方面比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 陽性結果與陰性結果人群基線特征

2.3 新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對不同食管病變的篩查效能以胃鏡病理檢查結果為金標準,比較發現新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對各種食管病變均有較好的特異度(> 90.00%);靈敏度隨著病變的逐步進展呈升高趨勢,高級別上皮內瘤變的篩查靈敏度高達90.91%。對于不同食管病變篩查的準確率、陽性預測值(PPV)、陰性預測值(NPV)、陽性似然比(PLR)較高,約登指數、陰性似然比(NLR)較低,說明新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對各種食管病變的篩查能力較好,對高級別上皮內瘤變的篩查準確率為99.67%,PPV為71.43%、NPV為99.93%、PLR為345.67、NLR為0.091。見表3。

表3 新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對食管病變的篩查效能

2.4 新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對于早期食管癌的篩查效能以新檢查方式結果為自變量,胃鏡-病理學結果為因變量,繪制ROC曲線,可得曲線下面積為0.946,95%CI為0.899～0.994,靈敏度為84.20%,特異度為96.20%,約登指數為0.804。見圖1。

圖1 新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對早期食管癌的篩查能力

2.5 三家醫院篩查食管癌及癌前病變靈敏度特異度比較三家醫院ROC曲線下面積均大于0.9,篩查效能強。其中鹽亭縣人民醫院ROC曲線下面積最大,為0.980(0.940～0.999),靈敏度為83.3%,特異度為97.9%,約登指數為0.832;南充市中心醫院共846例納入研究,占總例數的55.29%,其ROC曲線下面積為0.939(0.867～0.999),截斷值取0.852時,靈敏度為87.5%,特異度為97.7%。見表4。各研究中心ROC曲線見圖2。

圖2 各中心新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查對早期食管癌篩查能力

表4 三家醫院新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查靈敏度特異度比較

3 討論

隨著我國經濟的發展,人民生活水平不斷提高,人群耗費在吸煙、飲酒方面的消費增多,用餐時間也隨著生活節奏的加快而逐漸縮短。全球癌癥觀測站可查到2020年,我國食管癌新發病例已占全球新發病例的53.70%,因此迫切需要一種對食管癌及其癌前病變進行早期篩查的檢查方式。早期的食管癌和癌前病變,通過內鏡下的微創治療,大多可以獲得根治的效果,5年存活率可達95%[5],而中晚期的存活率則低于20%。由于早期食管癌缺乏典型的臨床癥狀,所以早期診斷尤其重要。英國和美國胃腸病學會制定了一系列針對Barrett食管和食管腺癌篩查與治療的指南[12～14],我國目前也有一些關于早期食管癌高發地區人群篩查的共識和指南[15～17],但針對如何找到簡潔、高效的食管癌早期篩查手段的篩查策略,目前全國范圍內的相關研究較少。

消化道內鏡檢查為消化道腫瘤診斷金標準[18],但胃鏡檢查存在一定的風險性。有研究顯示:胃鏡檢查過程中,出血的發生率為0.224%,穿孔的發生率為0.023%;胃鏡治療過程中,出血的發生率為3.155%,穿孔的發生率為0.613%[19];甚至還可能導致呼吸心跳驟停、胃腸道脹氣、死亡等負性事件;另有研究表明,消化道內鏡的死亡率在0.007%～0.07%[20];此外,病原體感染是胃鏡檢查中較為容易發生的負性事件,其中菌血癥的發生率可達4%[21]。所以,更安全、更簡便地對食管癌進行篩查是很有必要的。已有研究顯示,本研究所使用的新型食管細胞采集器的安全性、舒適度等方面均有不俗的表現,采樣期間無嚴重不良事件記錄,有2.4%受試者表示檢查后咽喉疼痛,未行進一步干預即可自行緩解,62.7%表示耐受性良好(VAS評分8～9分),僅有0.2%患者出現采樣標本不合格[8]。

既往研究表明,食管細胞學檢查在食管癌高危人群的識別和篩選方面有較好的應用前景。我國曾在20世紀廣泛開展食管刷片細胞學檢查,篩查食管惡性病變的準確率可達到78.9%,但該方法假陽性率高,占全部病例的10.3%[22],檢查舒適度差,沒有得到廣泛推廣。改進后的新型食管細胞采集器(如EsophaCap TM[23]、Cytosponge TM[24]等)采用膨脹式海綿膠囊設計,使其與食道黏膜接觸面積增大,成功率遠遠高于原來的拉網、刷片細胞學。細胞學檢查比較簡單,可通過與食管癌高危因素相結合,提高食管癌篩查效能,提高陽性率。美國胃腸病學會制定的Barrett食道診斷和治療更新版指南[14]指出:可以采用可吞咽的非內鏡膠囊海綿來作為Barrett的食道篩查手段,其而且更符合健康經濟學原理[25],超過90%參與者能夠順利吞下新型食管細胞采集器,不良事件多為檢測過程中出現輕度嘔吐及喉嚨不適、海綿脫落等,在對來自5家醫院的2672例患者進行的匯總分析中,僅有1例出現海綿脫落[26]。英國胃腸病學會關于Barrett食管的診斷和治療指南同樣表示新型食管細胞采集器檢查聯合免疫測定法可顯著提高細胞學檢查的敏感度和特異度,具有可行性和優越的成本效益[14]。因此,本文對食管癌及其癌前病變進行多中心研究、分析食管新型細胞采集器的診斷效能是有意義的,并對其運用于中國食管癌篩查時的使用價值進行了進一步評估。

本研究為多中心研究,通過對食管癌高風險人群進行食管癌及食管癌前病變篩查,進一步驗證新型食管細胞采集器對食管惡性腫瘤及癌前病變的篩查效力,為早癌篩查提供一種更為簡便、安全的檢查方式。本研究主要受試者為四川地區人群,該地人群飲食結構中高脂肪、高蛋白食物占比高,而纖維素攝入較少,且本地區人群喜食臘腸、腌肉、高溫燒烤、油炸食品、火鍋等食物[27],為食管癌高發地區。成都、南充、鹽亭受試者BMI、吸煙習慣未見明顯差異;南充市中心醫院受試者中飲酒、食用腌制食品頻率高、存在缺齒、既往患其它系統疾病、出現消化道癥狀人群為三所研究中心最多;四川省人民醫院坐落于成都,生活節奏較南充、鹽亭為快,受試者中喜食熱燙飲食人群占比最高,可見不同地區人群在生活習慣上略有差異。本研究結果顯示新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查在對各種食管病變的篩查中特異度均大于90%,特異度較高的檢查在疾病篩查方面往往具有優勢[28],可為食管癌早期篩查提供一種新方式。

食管癌人群整體發病率較低,本研究僅有38例陽性結果,未來可以進一步擴大樣本量提高陽性結果占比,進一步分析食管癌危險因素,將新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查結果與其它危險因素相結合,提供一種更加全面的篩查方式?？傮w來說,新型食管細胞采集器-食管脫落細胞學檢查為降低食管癌死亡率、提高食管癌5年生存率提供了新的策略和依據,在改變食管癌患者結局、促進人群健康等方面存在重大意義。