中以科学家推出新型胃癌诊断方法：呼吸测试(胃癌怎样诊断？)

3月6日报道，来自中国和以色列的科学家近日研究成功一种新型的胃癌诊断方法，仅需对患者进行呼吸测试就能确诊。在已经进行的130例癌症诊断中，这种方法的准确率高达90%。，这种方法将彻底改变现有的癌症诊断方式，有效提升癌症的诊断效率。

据悉，英国每年约有7000例新增胃癌患者，大部分患者在确诊时已经是晚期，有40%的患者在确诊后能够存活至少1年，但仅有20%在经过治疗后能够存活5年以上。目前，医生在诊断胃癌时所采取的方法是通过探针和微型摄像机对患者的食道和胃壁进行检查，而新的方法则是通过对患者所呼出的气体进行分析而得出结论。

胃癌患者所呼出的气体中会含有挥发性有机化合物，而通过正确的医疗设备就能够检测到这种化合物。此前，已经有研究人员试图通过这种方法来诊断肺癌，而以色列科技学院的霍萨姆?海克教授则认为，这种方法非常适合于胃癌的诊断，在参与研究的130例患者中，37例为胃癌患者，32例为胃溃疡患者，其余61例都是普通胃痛患者。

除了能够以90%的准确率对胃癌患者进行诊断之外，这种方法甚至还能对癌症所处的阶段(早期还是晚期)进行确定。目前研究团队正在进行规模更大的研究，对更多的患者进行测试诊断。

“这项研究结果的应用前景是非常广阔的，目前他们要做的就是通过大规模的试验来确定这种方法的可靠性。”英国癌症研究中心的临床研究主管凯特?洛表示，“对于胃癌患者来说，目前仅有20%在确诊时还能够接受手术治疗，大部分患者在发现时已是晚期。所以，这种方法有望在癌症早期就对患者进行确诊，这将大大提高胃癌患者的存活率。”

胃癌怎样诊断？

本病早期诊断不能依靠病人自觉症状。凡对患有慢性胃病包括胃炎、胃溃疡等，症状发生改变，疼痛加剧，疼痛节律改变，出现消化不良久治不愈的病人，和自愿作定期检查者，以及胃癌高发区普查对象，应进行界肠X线或胃镜检查。当X线胃肠饮餐检查发现粘膜溃疡，为了确定性质，亦需内镜检查。

内镜直视下如发现胃粘膜褪色、粗糙、小糜烂、疤痕、息肉、扁平隆起等病变，应作活检，常能发现早期胃癌。应用超声内镜可扫描出病变位置、大小，并可判定癌灶深度，以及周围组织和附近淋巴结有否侵袭或转移。

早期胃癌和癌前病变的诊断新方法，与旧方法比有哪些优势？

早期胃癌内镜或手术治疗的总生存率可超过 96%，而西方世界的大多数胃癌病例都是在晚期确诊的，累积 5 年生存率范围为 20-40%。通常，早期胃癌没有任何症状，因此降低晚期胃癌死亡率的办法是及时发现，无论是通过胃镜检查还是无创检查。

传统肿瘤标志物

癌胚抗原 (CEA) 和传统肿瘤标志物，即糖类抗原 72-4 (CA 72-4)、糖类抗原 19-9 (CA 19-9)、糖类抗原 15-3 (CA 15-3) 和糖类抗原12-5 (CA 12-5)主要用于治疗监测和预后判断，而不是早期检测或筛查胃癌。尽管在胃癌中可以发现它们的水平升高，但它们既不敏感也不特异，而且它们通常在疾病晚期升高。

胃黏膜萎缩标志物

胃蛋白酶原

胃蛋白酶原可在血液中作为胃粘膜变化的间接标志物进行测量。 胃蛋白酶原 I (PgI) 和胃蛋白酶原 II (PgII) 两种同工酶原在胃的不同部位产生。胃蛋白酶原I 的产生仅限于胃体（近端胃）的分泌酸的腺体，而胃蛋白酶原II广泛存在于整个胃的不同类型的腺体以及十二指肠的 Brunner 腺体中。 粘膜炎症的存在，以及幽门螺杆菌感染，可能会增加 胃蛋白酶原I 和 胃蛋白酶原II 的水平，并且在某些情况下，当萎缩和炎症都存在时，会导致胃蛋白酶原I 值正常。 考虑到这一缺点，胃蛋白酶原I 与 胃蛋白酶原II 的比率降低 (胃蛋白酶原I/胃蛋白酶原II) 被认为是胃萎缩的最佳血清学标志物。

应该认识到，胃蛋白酶原检测正在使用不同的方法（乳胶凝集、ELISA、化学发光酶免疫测定）。 尽管使用不同方法获得的结果之间存在良好的相关性，但在绝对数字中，结果可能会有所不同。 因此，必须针对所使用的方法专门确定临界值，可能还要在不同人群中进行调整。

一些荟萃分析已经解决了胃蛋白酶原检测在胃癌检测中的准确性。初步荟萃分析包括 42个数据集，包括基于人群的筛查研究，涉及 296,553 个人。包括来自亚洲（主要是日本）的多项研究。在评估胃蛋白酶原对胃癌检测的性能时考虑了 25 项研究。 合并胃癌的敏感性为 77.3%，特异性为 73.2%。另一项荟萃分析包括1520例胃癌 案例。结果表明，胃蛋白酶原I/胃蛋白酶原II 检测癌症的汇总敏感性为 0.69，特异性为 0.73。

胃泌素17

最近提出了一个额外的标志物来表征胃窦部分的萎缩：胃泌素 17 (G-17)，因为它仅由器官这一部分的 G 细胞分泌。 当存在胃窦部萎缩时，G-17 水平预计会降低； 然而，萎缩的受试者的水平可代偿性增加 。 此外，循环中的 G-17 水平对生理刺激敏感，包括食物和药物摄入（例如质子泵抑制剂类胃药）。 这将检测胃窦部萎缩的测试值降低到远低于筛选测试可接受的灵敏度水平。 在近端和远端局部胃癌之间也没有发现 G-17水平的差异。 因此， 目前从研究该指标用于胃癌筛查的作用有限。

G-17 经常与胃蛋白酶原和幽门螺杆菌血清抗体检测联合使用。荟萃分析总结了在萎缩性胃炎中的研究结果，但不是针对胃癌检测的结果。 分析涉及 4241 名受试者，合并的敏感性为 74.7%，萎缩的特异性为 95.6%。

自身免疫性胃炎的标志物

自身免疫性胃炎患者发生胃癌的风险增加，因此建议识别这些人群并进行监测。 尽管自身免疫性胃炎的血清学检测在常规中被广泛使用，但目前还没有针对这种情况的无创检测策略的“金标准”。

胃壁细胞抗体(APCA)是质子泵 a 和 b 亚基的靶标，也被认为是胃粘膜萎缩的标志物。 胃壁细胞抗体被认为是自身免疫性胃炎的标志物，胃壁细胞抗体的存在与胃体部分的萎缩有关； 它们可能先于作为恶性贫血的胃体炎的临床表现。

内因子 (IF) 是由位于胃体和胃底的壁细胞（泌酸细胞）产生的糖蛋白。 抗内在因子抗体 (anti-IFA) 已被视为恶性贫血的标志物，出现在萎缩性胃炎的后期。 抗 IFA 似乎非常特异，但对萎缩性胃炎检测的敏感性较低。

因此，目前自身免疫性胃炎和相关疾病的诊断策略包括上述血清学标志物以及巨细胞性贫血的存在，检测低维生素 B12 水平、幽门螺杆菌状态和胃粘膜组织学评估。

新兴的基于血液的生物标志物

在过去的十年中，出现了各种其他基于血液的生物标志物检测，通常称为液体活检。 液体活检是用于分析癌细胞或癌细胞衍生分子的血液或其他生物流体样本。 它们是传统组织活检的一种非常有前景的替代方法，可用于癌症的早期检测和随后的预后、监测疾病进展和跟踪肿瘤演变。 液体活检中最常见的分析物是循环肿瘤细胞 (CTC) 和循环无细胞核酸，包括循环肿瘤 DNA、甲基化标志物、无细胞 mRNA、miRNA、lncRNA 和其他 RNA 种类。 最近，细胞外囊泡 (EV) 已成为液体活检的癌症衍生生物标志物的替代来源。

循环肿瘤细胞

循环肿瘤细胞是从原发性或转移性肿瘤脱落到癌症患者外周血中的播散性癌细胞。 它们可能以单个细胞或 2-50 个癌细胞簇的形式存在，并且代表血液转移的重要步骤。虽然几项研究一致证明 循环肿瘤细胞 的计数和/或分子分析可用于预测 胃癌 患者的总体和无进展生存期以及监测治疗反应，但目前，它们与 胃癌 早期检测的相关性存在争议。 循环肿瘤细胞 是一种罕见且异质的肿瘤细胞群； 因此，不同的 循环肿瘤细胞 检测方法产生了不同的检测率。 多项研究表明，胃癌患者血液中的循环肿瘤细胞检出率和循环肿瘤细胞数量低于其他癌症 ，如前列腺癌或乳腺癌，从而构成了利用它们进行早期检测的生物屏障。研究人员使用 CellSearch 系统（美纳里尼硅生物系统公司，美国）发现，只有三分之一的可切除胃癌患者每 7.5 mL 血液中至少含有 1 个 循环肿瘤细胞。使用基于尺寸的分离技术，发现在 I 和 II 阶段的 胃癌 中，循环肿瘤细胞 检测率分别为 33.3% 和 50%。另一项研究表明，转移性疾病患者的循环肿瘤细胞 数量明显高于非转移性疾病患者，并且与晚期肿瘤分期相关。 同时，使用称为“FAST 盘”的离心微流体系统，该系统基于通过膜孔对 循环肿瘤细胞 进行大小选择性分离，在 >80% 的 T1 期和 N0 期 胃癌 患者中检测到 循环肿瘤细胞。使用基于过滤的方法，然后与上皮和间充质转录物的探针进行多重 RNA 原位杂交，表明在 胃癌 患者血液中发现的大多数 循环肿瘤细胞 具有间充质表型。 当同时计算上皮细胞和间充质细胞时，淋巴结阴性 胃癌的检出率为 77.3%，无远处转移的患者的检出率为 83.3%。 具有间充质表型的 循环肿瘤细胞 无法通过基于捕获表达上皮标志物（如 EpCAM 或细胞角蛋白）的细胞的方法检测到，因此在使用 CellSearch 系统或类似方法的研究中可能低估了 循环肿瘤细胞 的数量。 总之， 最新研究表明循环肿瘤细胞可能具有早期检测胃癌的潜在用途，捕获和分析异质循环肿瘤细胞群体的新方法值得进一步研究。

循环肿瘤DNA

DNA 片段从体内的各种细胞类型释放到循环中。 在癌症患者中，一部分无细胞 DNA (cfDNA) 来自肿瘤细胞，称为循环肿瘤 DNA (ctDNA)。 循环肿瘤 DNA 可用于检测肿瘤细胞中的体细胞点突变、重排、拷贝数变异和甲基化标志物，因此可用于癌症的非侵入性检测、监测治疗反应和疾病进展以及跟踪肿瘤内异质性和进化。 已在晚期和早期癌症患者中检测到 循环肿瘤 DNA，但是早期癌症患者 cfDNA 总库中循环肿瘤 DNA的比例通常很低，这代表了使用基于循环肿瘤 DNA 的主要技术挑战用于癌症早期检测的测试。大多数分析循环肿瘤 DNA 的研究都使用基于 PCR 的方法或基于下一代测序 (NGS) 的方法。

液滴数字 PCR (ddPCR) 允许对生物流体样本中含有突变的 DNA 片段进行绝对定量，检测限低于野生型等位基因背景中 0.1% 的变异等位基因分数 (VAF) . 它是跟踪已知点突变和拷贝数变异的首选方法，例如患者的 HER2 扩增已经被诊断出患有胃癌。 然而，它需要对肿瘤突变情况的先验知识，因此它在早期检测或筛查方面的潜力有限。

相反，基于 NGS 的方法允许检测 循环肿瘤 DNA中的肿瘤特异性遗传或表观遗传改变，而无需事先了解肿瘤中存在的改变，因此对于检测癌症的存在和跟踪癌症的克隆进化，治疗或疾病进展期间的癌症具有潜在的相关性。然而，传统 NGS 方法的检测限约为 1% 的 VAF，当 循环肿瘤 DNA 比例相对较高时，这足以跟踪晚期疾病中的肿瘤突变，而如果 循环肿瘤 DNA 比例较低，则不适合。 因此，基于 NGS 的技术需要优化和改进以适用于早期癌症的检测。 最近，已经开发了几种用于检测可切除癌症的新型基于 NGS 的血液测试。

CancerSEEK 是一种血液检测，可以通过评估循环蛋白水平和 循环肿瘤 DNA 突变来检测八种常见的癌症类型，包括 胃癌。该检测在 1005 名患有卵巢癌、肝癌、胃癌、胰腺癌、食道癌、结肠直肠癌、肺癌或乳腺癌的可切除 I-III 期癌症患者和 812 名 健康 个体中进行了测试。 结果显示，检测卵巢癌和肝癌的灵敏度为 98%，检测 胃癌 的灵敏度为 70% 左右，而特异性大于 99%。 重要的是，CancerSEEK 测试可以在 63% 的病例中正确识别癌症的解剖部位（并且在 83% 的病例中定位到两个可能的解剖部位）。

另一种最近开发的血液测试称为 PanSeer，它基于通过靶向亚硫酸氢盐测序检测 循环肿瘤 DNA 中癌症特异性甲基化模式。 该测试询问了 595 个已知包含差异甲基化 CpG 位点的基因组区域，这些位点可以将癌症与 健康 组织区分开来。 当应用于诊断后的血浆样本时，它可以检测五种常见的癌症（胃癌、食道癌、结直肠癌、肺癌或肝癌），灵敏度为 88%，特异性为 96%，而不管其来源如何。 此外，早期和晚期癌症的敏感性相似。 接下来，对 605 名无症状个体（其中 191 人在抽血后四年内被诊断出患有这些癌症类型之一）的检测显示，诊断前血浆样本的敏感性为 95%。 因此，这项研究表明，包括胃癌在内的常见癌症在使用标准护理方法进行诊断之前最多可以检测四年。

另一个必须考虑的方面是 cfDNA 中的一小部分遗传改变可能来自与年龄相关的克隆造血扩增。 为此，开发了一种策略来区分 循环肿瘤 DNA 改变和与克隆造血相关的变异。 来自 50 名可切除 胃癌 患者的匹配 cfDNA 和白细胞的靶向深度测序 (>30 000) 显示 62% 的患者存在白细胞衍生的序列改变。 重要的是，在 白细胞中最常受影响的基因是 DNMT3A (45%)、TP53 (29%)、EGFR (10%)、APC (6%) 和其他常见的癌症基因，这些变异的中位 VAF 为 0.31%，这类似于癌症特异性变异。过滤白细胞衍生的变异后，54% 的患者发现 cfDNA 中存在癌症特异性突变，这与手术后疾病复发密切相关。

总之，最近的研究表明，通过 循环肿瘤DNA 分析检测早期 胃癌 是可行的，并且最近开发的一些检测方法显示出非常高的灵敏度和特异性。 然而，必须去除源自 白细胞克隆扩增的混杂序列变异，以识别真正的癌症衍生序列变异，并且应在将此类检测整合到常规临床实践之前证明其临床实用性。

无细胞RNA

2008 年，一项原理研究证明， 表明 miRNA 从癌细胞释放到血流中，在那里它们受到保护，不会降解，并且很容易通过基于 PCR 的方法检测到 。 与此同时， 人血清中含有不同的疾病特异性 miRNA 模式，这些模式在 健康 对照中是不存在的，并表明几种疾病可能会在患者血液中留下特定的 miRNA 指纹 。 从那时起，在癌症患者的各种生物体液中研究了个体 miRNA 或 miRNA 特征的水平，并与疾病状态、阶段、侵袭性和对治疗的反应相关联。 大约一百篇出版物报道了在胃癌患者中检测循环无细胞 miRNA。 其中一些研究报告了 miRNA 面板的鉴定，显示出非常高的诊断价值。

然而，在多项研究中，少数 miRNA 显示出一致的结果，而许多其他 miRNA 的报道结果相互矛盾。 结果不一致和重现性差的主要原因是队列规模小、前瞻性研究缺乏验证、RT-qPCR 结果的不同归一化方法以及血液样本收集和处理的可变条件。

最近，发表了一项广泛的三阶段研究，以解决早期研究的缺点。在第一阶段，通过 RT-qPCR 在 236 个 胃癌 病例和 236 个匹配的对照受试者中量化了 578 个候选 miRNA。 在第二阶段，在 AUC 为 0.92（I-II 期 胃癌 的 AUC 为 0.91）的两个独立病例对照队列中，选择并验证了一组显示最高 AUC 的 12 个 miRNA，分别为 89 和 121 名受试者。 最后，在 4566 名参与者的前瞻性验证队列中制造并验证了临床级 12-miRNA 检测，这些参与者接受了胃镜检查和基于血清的 胃癌 检测生物标志物测试（幽门螺杆菌血清学、胃蛋白酶原 I/II、Pg 指数、CEA 和 CA19-9）。 12-miRNA 面板将 胃癌 与 健康 对照区分开来，AUC 为 0.848（灵敏度为 87%，特异性为 68.4%），而其他生物标志物测试显示 AUC 范围为 0.647（ABC 方法）至 0.576（Pg 指数和 CEA）。 因此，该检测明显优于目前可用的测试，并且有可能用作胃癌 的风险评估工具和高风险人群的筛查工具。

此外，许多研究 探索 了使用其他 RNA 种类的可能性，例如 mRNA、长链非编码 RNA (lncRNA)和环状 RNA (circRNA)作为基于血液的胃癌 的生物标志物。 其中一些研究已经确定了显示出与上述 miRNA 面板相似的诊断性能的 RNA 生物标志物特征。 例如，剖析lncRNA 在匹配的术前和术后血浆、5 名 胃癌 患者的肿瘤和正常胃组织中的 lncRNA 的检测结果导致 5-lncRNA 指数的鉴定，随后在 321 名受试者中进行了测试，可用于区分 胃癌 和 健康 对照，激用于区分 胃癌 和癌前病变。 手术后 lncRNA 指数下降，表明血浆中这些 RNA 的主要来源是肿瘤组织，该指数适用于监测肿瘤动态。 综上所述， 这些研究提供了一个原理证明，即各种编码和非编码 RNA从癌组织释放到血液中 ，但是，需要进行大型前瞻性临床研究并与现有生物标志物进行比较，以评估其临床效用。

细胞外囊泡

“细胞外囊泡”是指从细胞自然释放到细胞外空间的各种膜结合囊泡，包括外泌体、微囊泡和凋亡小体。 细胞外囊泡 包含各种蛋白质、脂质、代谢物和各种编码和非编码 RNA，甚至 DNA 片段。 在包括 胃癌 在内的各种癌症患者的生物体液中发现 细胞外囊泡 水平增加，但仍不清楚这些 细胞外囊泡 是由癌细胞本身产生还是代表对疾病或治疗的全身反应。 此外，在患有各种非癌症疾病和生理应激状况的患者的血液中发现细胞外囊泡水平增加，因此细胞外囊泡 水平本身似乎不是癌症的高度特异性生物标志物。 细胞外囊泡 可能是液体活检中癌症衍生生物标志物的来源。 细胞外囊泡可能比循环肿瘤细胞、ctDNA 或基于 cfRNA 的液体活检有几个优势：(i) 细胞外囊泡比循环肿瘤细胞更丰富，因此可能比循环肿瘤细胞更好地反映肿瘤内异质性； (ii) 它们保护其货物免于降解，因此可能是比总血浆或血清更稳定的 cfDNA 和 RNA 来源，以及 (iii) 它们包含让人联想到其亲本细胞的分子特征，并且可能富含低丰度但高度特异性癌症生物标志物。

总结：

不推荐传统的肿瘤标志物（如 CEA、CA 19-9、CA 72-4 等）作为独立检测指标用于早期胃癌非侵入性检测。

研究最多的胃癌前病变标志物是胃蛋白酶原（Pg I、Pg I/II），然而，这些不能被视为癌症检测，但可用于识别监测风险增加的人群。 应该对癌前病变的检测进行额外的研究，以提高敏感性。

基于癌症特异性甲基化模式、循环蛋白和循环肿瘤 DNA 突变以及 多种组合miRNA 面板检测的方法已经证明了有希望的结果，使这些更接近实践，而基于循环检测的测试肿瘤细胞、细胞外囊泡和无细胞 RNA 需要更广泛的研究。

总之，对于胃癌或高风险癌前病变的完美检测方法的需求尚未得到满足，需要更多的研究来满足这一需求，目前早期胃癌的诊断还是需要靠胃镜检查来明确，其他方法并不可靠。

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