肺癌是世界范围内众多癌症中的头号杀手(1)。美国2007年肺癌导致的死亡人数有160,390人,是结肠癌、乳腺癌、胰腺癌、和宫颈癌的死亡人数的总和(1)。在美国男性肺癌患者的死亡率虽有轻微的下降(图.1A),但女性肺癌患者的数量却在持续增加(图.1B)。尽管在该病治疗的研究投入很大,但肺癌患者5年存活率仅有极小的增加(图.1C)。包括中国在内的其他国家这种情况显得更为糟糕,图1呈现的是美国肺癌患者5年存活率的情况。
肺癌高死亡率的关键性因素在于缺乏有效的早期诊断。众所周知肺癌的预后与诊断时该病的分期密切相关(2)。肺癌患者在不同的肿瘤分期,其5年存活率如下:Ⅰ期5年存活率60-70%,Ⅱ期5年存活率40-50%,ⅢA期15-30%,ⅢB和Ⅳ期5-20%(3)。由于对结肠癌、乳腺癌、前列腺癌、子宫颈癌高危人群有效的筛查手段,所以这几种肿瘤的死亡率明显减少(1)。因此早期的筛查和诊断方法是减少肺癌死亡率和提高患者总存活率的关键性因素。
遗传性危险因素
吸烟者的发病率是不吸烟者的14倍,然而最终仅有10―15%的吸烟者患有肺癌(7)。所以在肺癌发生的过程中,必定有某些个体特异性的因素存在。大部分与个体敏感性有关的因子是基因背景或易患基因。总体而言,迄今为止已有5个类型的基因或后生的危险因素易被公认易使个体发展成为肺癌,分别是:
1、某些基因的多态性使得来自烟雾和诱发癌症的物质在体内代谢为致癌物质,影响到个体对肺癌的易感性(8)。
2、特定基因的基因多态现象以及特定基因的变更控制着DNA的修复能力直接影响到个体对肺癌的易感性(9,10)。
3、2个肺癌的易感性基因位置已在基因图谱上绘制出来分别位于:6q23C25和12p12(11,12)。
4、表观遗传改变如:特定基因启动子的异常甲基化在个体对肺癌的易感性上起着一个重要的角色。
5、无论是当前还是过去的吸烟者,吸烟诱导基因改变能够预测肺癌发生的危险。吸烟诱导上皮基因表达的数据库是通过Affymetrix芯片数据库建立起来的,有益于这类基因的筛选(15)。每个个体都可能具有多种遗传或/和表观遗传危险因素,它们共同构成肺癌的遗传易感性。个体携带有遗传易感性和非遗传危险因子时构成了双重高危人群。对于肺癌的双重高危个体,应进一步筛查肿瘤标记物或进行影像学检查,条件允许时,应同时进行这两项检查。
肿瘤标志物的筛查
最近新的技术推动了肺癌相关性生物标记的发现和发展。这些新的技术包括:点阵技术、差异蛋白组和大量的全基因组途径例如:光谱核型分析、高分辨率的多染色带分析、多色荧光原为杂交、基于染色体的比较基因杂交、基于芯片的比较基因杂交、基于基因芯片的启动子甲基化分析、基因组小随体分析、基于基因芯片的单核苷酸多态现象。通常肺癌的肿瘤生物标志可分为呼吸时呼出的生物标记、痰生物标记、肺部灌洗液的生物标记、肿瘤组织生物标记和血液的生物标记。然而没有一个生物标记被认为是在肺癌的筛查中的敏感性、特异性和可重复性强,在上述强调的领域中已取得了卓有成效的工作。肿瘤标记物筛查的应用有望对肺癌高危险个体进行进一步的筛查,同时还能减少影像学检查的使用(见下文)。
呼气时4-6种易挥发的有机化合物已被证实是肺癌相关的生物标记。一个2分钟的呼吸检测已被报告其精确性可与胸部CT相比(17)。肺癌相关的生物标记包括核不均一核糖核蛋白过度表达、p53和原癌基因突变、微卫星改变及蛋白组模式均已从肺癌病人呼气时的冷凝液(凝聚体)中检测到(18)。慢性阻塞性肺病的气流受阻已成公认的肺癌危险因子,带有肺量检测的混合呼吸检查对肺癌的早期筛查是很可能的并且是有价值。
传统的痰细胞学检查对肺癌的筛查敏感性较低。然而,值得注意的是基于Feulgenthionin染色DNA的一种自动核影像分析不但提高了对Ⅰ期肺癌的敏感性并且保持了其自身的高特异性(19)。以上所提到的为我们对高危险人群的筛查提供了一个新的工具。在谈的标本中启动子超甲基化)有希望被证实成为早期肺癌筛查的生物标记(21,22)。通过在痰里的原位杂交评估缺失可能提供了另一个新的早期肺癌筛查方法(22)。包括核不均一核糖蛋白过度表达、p53和原癌基因突变、微卫星改变和自身抗体在早期肺癌的筛查中可能会有一定的价值(23)。
肺泡灌洗液含有深部上皮细胞成分远远多于痰中的。因此,在周围型肺癌的早期检测里肺泡灌洗液中的生物标记(与痰中的相似)检测所提供的诊断价值高于痰。有文献报告来自于肺泡灌洗液中一列80个基因的气道上皮细胞的生物标记对Ⅰ期肺癌有90%的敏感性和特异性(24)。肺泡灌洗液获得多是正常细胞缺乏肿瘤细胞,并且支气管镜检过程较为痛苦,所以在临床中的应用受到一定限制(23)。
影像学的分析
胸部影像的筛查应用更有助于对高危险人群的筛查,并且有助于减少肿瘤生物标记的使用。在过去的20年间多控测器螺旋CT的应用在肺癌的早期检查中取得了引人注目的成功。螺旋CT的高敏感性能够识别平均直径在5―10毫米的肺癌肿块,尤其是针对周围型肺癌。螺旋CT对肺癌的早期诊断提高了患者的生存率。通过螺旋CT检测出的肺癌患者5年生存率与通过乳房造影检测早期乳腺癌的5年生存率是基本一致的。世界早期肺癌行动计划的调查人员报告早期肺癌的10年生存率是88%(31)。
因此螺旋CT被推荐作为临床对高危险人群筛选的检查。然而,螺旋CT作为一种筛查工具在一般人群中的应用受到限制。由于每年CT检查花费巨大并不适用于所有的医院,同时存在潜在的有害的射线外漏。重复CT检查可导致过度诊断,并不能减少肺癌的死亡率(32)。国家肺癌筛查试验为了评估CT及常规胸片对肺癌筛查的优缺点目前采用大量的随机控制试验研究,估计在2009年会有最终的结果。此外,CT和PET扫描都很难区分肺部的良恶病变。因此,适当的病理操作例如细针抽吸、白光的支气管镜检、自体荧光支气管镜影像系统,均是为了明确肺部损伤的生物学性质。
由于自体荧光支气管镜影像系统的高特异性,对于发现位于中央气道的早期癌性病变和癌前病变(组织变性、发育异常和原位癌)尤其突出(33)。除了诊断的目的以外,该仪器还能提供支气管内的电外科治疗及冷冻治疗。因此,自体荧光支气管镜影像系统检查经济有效,被考虑作为高危险人群的筛查。
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