1、肺癌的早期诊断肺癌的早期诊断内容提要内容提要肿瘤细胞生物学基础肺癌的流行特征肺癌早期诊断 肺癌的影像学检查 细胞学与病理学检查 分子生物学技术肺癌筛查小结 什么是癌症？什么是癌症？癌症是一组复杂的疾病，可累及全身各种不同的细胞和组织癌症的特点:细胞不受控制的繁殖和生长癌细胞能扩散并侵袭身体其它部位转移信号传导失常信号传导失常自分泌生长因子增加自分泌生长因子增加基质金属酶分泌增加基质金属酶分泌增加癌基因激活癌基因激活/抑癌基因失活抑癌基因失活血管生成因子分泌增加血管生成因子分泌增加生长因子生长因子/生长因子受体增加生长因子受体增加肿瘤形成的分子生物学基础肿瘤形成的分子生物学基础肿瘤细胞生物学肿瘤
2、细胞生物学肿瘤细胞生物学肿瘤细胞生物学细胞复制过程细胞复制过程恶性转化恶性转化双倍化双倍化10 x106个细胞个细胞(20次的倍化次的倍化)肿瘤尚不可测量肿瘤尚不可测量10 x109个细胞个细胞(30次的倍化次的倍化)肿瘤包块出现肿瘤包块出现10 x1012个细胞个细胞(40次的倍化次的倍化)肿瘤重达肿瘤重达2 lb双倍化双倍化双倍化双倍化双倍化双倍化肿瘤细胞生物学肿瘤细胞生物学致癌因子致癌因子细胞突变细胞突变血管形成血管形成迁移及浸润迁移及浸润毛细血管毛细血管/静脉静脉/淋巴管形成淋巴管形成粘附粘附微血管床捕获微血管床捕获栓塞与循环栓塞与循环向血管外组织间隙浸润向血管外组织间隙浸润对微环境的
3、反应对微环境的反应肿瘤细胞增生肿瘤细胞增生血管形成血管形成转移转移转移至其他转移至其他组织和器官组织和器官转移转移多种细胞的移行多种细胞的移行（淋巴细胞，（淋巴细胞，血小板）血小板）肺癌流行特征肺癌流行特征高发病率 男性:第一 女性:第二 19731990：每年递增11.9 高死亡率 男性:第一 女性:第一 晚期 70%80%5年存活率：10%13%早期 10 5年生存率：8590 肺癌是全球的常见的恶性肿瘤是绝大多数国家因癌症死亡的首要原因是当今世界对人类健康与生命威胁最大的恶性肿瘤多中心、大样本、病例-对照研究或/和前瞻性研究证实，系统有效的筛查可以大大提高肺癌早诊、早治率，提高治愈率，降
4、低死亡率，改善患者预后和生活质量肺癌流行特征肺癌流行特征Worldwide Incidence of lung CancerWorldwide Incidence of lung Cancer*Incidence per 100,000 population.male 54.8female 8.1male 75.9female 10.3male 39.3female 11.2male 47.6female 16.1male 34.7female 13.4male 12.9female 2.6male 29.1female 7.7male 69.6female 32.9male 19.3fema
5、le 7.9male 55.1female 7.6Parkin DM,et al.CA Cancer J Clin.1999;49:33-64.5-year Survival Rates of Lung Cancer5-year Survival Rates of Lung CancerParkin DM,et al.CA Cancer J Clin.1999;49:33-64.7%12%21%13%8%8%10%20%14%FemalesMales80604020 01930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 199780604020 01930 1940 1950
6、 1960 1970 1980 1990 1997UterusBreastPancreasOvaryStomachLung and bronchusColon and rectumPancreasLiverProstateStomachLung and bronchus Colon and rectumLeukemiaRate per 100,000Rate per 100,000YearYear美国癌症死亡率美国癌症死亡率:无论男性还是女性，肺癌均为头号致死肿瘤无论男性还是女性，肺癌均为头号致死肿瘤Lung cancer-US incidence and mortality rates(19
7、73-1996)Lung cancer-US incidence and mortality rates(1973-1996)1050100Incidence-malesMortality-malesIncidence-femalesMortality-femalesRate per 100,000 people(log scale)1974 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96Year of diagnosis/deathRies et al 1999 Epidemiological Characteristic of Lung Cancer中国第三次全国死因调查
8、主要情况中国第三次全国死因调查主要情况 脑血管病、恶性肿瘤是我国前两位死亡原因，分别占死亡总数的22.45%和22.32%。恶性肿瘤是城市首位死因（占城市死亡总数的25.0%），农村为第二位死因（占21.0%）。过去30年间，我国肺癌死亡率上升了465。肺癌已代替肝癌成为我国首位恶性肿瘤死亡原因（占全部恶性肿瘤死亡的22.7%）。中华人民共和国卫生部，2008-04-29 肺癌自然发展过程肺癌自然发展过程由吸烟所致肺癌，在一个细胞发生癌变后，大约需要810 年才能生长到1.0cm直径一个1.0cm 直径的非小细胞肺癌，不经任何治疗的情况下，大约在23 年内死亡一个由吸烟所致的非小细胞肺癌，在不
9、经任何治疗的情况下，其自然病程约1013 年肺癌的自然发展 量变到质变：暴露致癌剂细胞转化癌前病变原位癌 质变到量变：原位癌肿瘤发展，侵袭，远处转移肺癌的癌前病变肺癌的癌前病变鳞状上皮增生(dysplasia)：鳞癌的癌前病变非典型腺瘤样增生(atyppical adenomatous hyperplasia)：肺腺癌的癌前病变弥漫性特发性肺神经内分泌细胞增生：类癌的癌前病变肺癌的癌前病变有3 种可能的结果：进展到原位癌（10%20%）局限于上皮上持续不变 病变逆转消失肺癌浸润前病变包括:不典型支气管上皮增生和原位癌 原位癌 80%90 进展为浸润癌 10 自动逆转或稳定不变（80%90%）M
10、ountain CF.Chest 1997;111:1710-1717NSCLC stages-an overviewNSCLC stages-an overviewDiseaseEarlyLocalizedAdvancedStage0IAIBIIAIIBIIIAIIIBIVTNMTIS N0 M0(carcinoma in situ)T1 N0 M0T2 N0 M0T1 N1 M0T2 N1 M0T3 N0 M0T3 N1 M0T1-3 N2 M0T4,Any N,M0Any T,N3,M0Any T,Any N,M1肺癌的预后与诊断时的临床分期相关肺癌的预后与诊断时的临床分期相关0期肺癌患
11、者术后的5年生存率可达90%以上IA期肺癌患者术后5 年生存率为60%而II-IV期病人总的5 年生存率则从40%下降到5%以下IA期肺癌患者未经治疗者5年生存率仅为10%，局限性肺切除者效果亦较差在肺癌高危人群中实施筛查在NSCLC 的 I 期可治愈的阶段发现并进行治疗胸部胸部X X 光照片光照片胸部X 光照片成为诊断肺部疾病的重要方法胸腔X线检查的敏感性大约是直径1 cm 以上的结节性病变缺点：是组织结构互相重叠成像，对肺门区、纵隔旁，心脏后，近横膈区等部位的病变难于显示目前研究表明X 线胸片不能发现的隐蔽区的肺癌占8.1%19.0%对提高早期肺癌筛出率，降低肺癌死亡率收效甚微早期诊断早期
12、诊断影像学检查影像学检查早期诊断早期诊断影像学检查影像学检查螺旋CT可发现0.1-0.5 cm的小结节能够精确显示肺内小结节的细微结构和边缘特征Henschke(2001)采用低剂量螺旋CT对1000例60岁以上、吸烟指数大于200的志愿者进行普查 CT发现肺癌27例(是胸片发现的4倍)其中I期肺癌23例(是胸片发现的6倍)CT发现的27例，26例(96%)能手术切除 极大地改善了肺癌患者的预后国际早期肺癌行动计划(2005)采用低剂量螺旋CT对无症状高危人群筛查发现了458例肺癌 其中80 为I期 行手术治疗的肺癌患者8年生存率为95-98螺旋螺旋CTPET(PET(正电子发射断层扫描正电子
13、发射断层扫描)-CT)-CT肿瘤细胞葡萄糖代谢水平增加 对注入体内的放射性18F-脱氧葡萄糖(18F-FDG)摄取率增加(呈正相关)PET有助于胸片或CT检查发现病变的定性诊断，以及肺癌治疗前后的疗效判断肿瘤的诊断的敏感性为95,特异性为80，纵隔分期准确性达90%由于PET高阴性预计值，对PET阴性病变仅推荐放射学随访，而不需做活检PET-CT融合CT提供的高分辨率解剖信息和PET所提供的生化信息，提高了对病变性质和病变部位诊断的准确性早期诊断早期诊断影像学检查影像学检查Positive Electron Tomography(PET)-CT白光纤维支气管镜(white-light bron
14、choscopy，WLB)检查主要用于中心型肺癌筛查可以获得组织学和细胞学的标本中心型肺癌纤维支气管镜的检出率可达95%以上周围型只有50%的检出率对早期肺癌，尤其是癌前病变和原位癌难以发现早期诊断早期诊断影像学检查影像学检查白光纤维支气管镜检查（白光纤维支气管镜检查（WLB）荧光纤维支气管镜检查（荧光纤维支气管镜检查（LIFELIFE）对白光纤维支气管镜（WLB）不能观察到的可疑部位进行定位活检和局部处理，提高肺癌早期诊断的阳性率光敏物质血卟啉衍生物(HgD)静脉注入人体后，因HgD与癌细胞有较强的亲和力，在给药2472 h荧光纤支镜检查400440nm蓝光照射下，正常组织绿光，原位癌或早期
15、浸润癌红光机理：可能是肿瘤上皮细胞增厚、血流增 多早期诊断早期诊断影像学检查影像学检查荧光纤维支气管镜荧光纤维支气管镜(Lung imaging fluorescence bronchoscope,LIFB)Lam 用WLB和LIFB检查233例肺癌高危人群者，显示诊断的敏感性 中重度不典型增生 原位癌 WLB 38.5%40%LIFB 73.1%91.4%WLBLIFB气管内镜超声气管内镜超声(EBUS)EBUS对早期发现气管腔外、纵隔内、气管黏膜下生长的肿瘤有重要作用Herth通过131例患者研究发现，对气管外肿瘤诊断 EBUS CT 敏感性 89%75%特异性 100%28%准确性 94
16、%51%早期诊断早期诊断影像学检查影像学检查气管内镜超声介导细针活检（气管内镜超声介导细针活检（EBUS-FNAEBUS-FNA）对于中心部位的肿瘤的诊断、纵隔淋巴结的分析及检测肿瘤的外侵，EUS-FNA是一种准确、安全、创伤极小的侵入性检查手段Annema对32例纤维支气管镜检查为阴性、位于中心部位的腔外型肺癌，用EUS-FNA，有31例确诊为肺癌(97%)，且检查者无并发症发生早期诊断早期诊断影像学检查影像学检查支气管内超声可见一异常回声区超声引导下穿刺针刺入粘膜超声实时引导下穿刺针刺入病灶 Bronchoscopic View of a Transbronchial Needle Asp
17、iration of a Subcarinal NodeHerth FJ.Eur Respir J 2006涂片可见癌细胞cancer cells found in the TBNA tissue samples 常规痰脱落细胞学检查常规痰脱落细胞学检查具有简便易行、安全无痛，可重复多次检查，在临床应用已80年可系统动态地观察上皮细胞从不典型增生到癌前期病变直至发展为浸润癌的连续渐变过程，能查到其他方法不易发现的隐性肺癌，是肺癌早期诊断的主要手段之一检查是建立在形态学基础上的判断，往往因痰标本中肿瘤细胞过少且易变性、组织变异和形态上的不典型增生而致 阳性检出率低且不稳定准确性还受到其它许多因素
18、的影响，如：痰标本的留取和处理方法、涂片制作、染色技巧、读片水平等该方法主要适应于中心型肺癌的诊断，对鳞癌和小细胞肺癌的检出率高，大约为50%，对周围型肺癌较低痰细胞学早期肺癌的敏感性仅为20%30%，可靠性差距较大，为13%82%最大的局限性在于对于早期肺癌存在无法定位，进而无法治疗的问题早期诊断早期诊断细胞学与病理学检查细胞学与病理学检查痰薄层液基细胞学技术痰薄层液基细胞学技术1996 年美国FDA 批准薄层液基细胞学技术应用于痰检目前有Thin-Prep 检测系统和AutoCyte-Prep 检测系统把痰标本经过离心、分层等技术将细胞团块松散并与黏性碎片分开，细胞单个分布在样本中单个细胞
19、被均匀地转移到玻片上，最后固定玻片和染色，直接制成观察清晰的薄层涂片Fischler 等对152 例经常规痰脱落细胞学检查结果不明确者，用痰液基细胞学技术重检，145 例（95%）检测结果与术后病理检查一致Leung 等对230 份标本检查显示，液基细胞学检查的敏感性为97.6%，特异性为92.9%，阳性预测值为93%液基细胞学技术对于诊断早期和疑似肺癌病例，明显优于常规痰脱落细胞学技术早期诊断早期诊断细胞学与病理学检查细胞学与病理学检查肺癌早期分子标志物检测肺癌早期分子标志物检测癌胚抗原 carcino-embryonic antigen(CEA)CEA是一种人类胚胎抗原决定簇的酸性糖蛋白，
20、为非特异性肿瘤标志物有30 70 的肺癌CEA水平升高CEA的水平与疾病预后及治疗效果密切相关Plavec测定原发性肺癌患者胸水中CEA值，阳性率60，特异性为90 CEA对诊断肺腺癌的临床价值较大CEA阴性不能排除肺癌，若CEA明显阳性要高度怀疑肺癌早期诊断早期诊断分子生物学技术分子生物学技术肺癌早期分子标志物检测肺癌早期分子标志物检测端粒酶（telomerase）一种特殊的反转录酶，能以自身RNA为模板，反转录合成具的重复DNA序列染色体末端的端粒DNA，以保持端粒的长度，从而使体细胞得以无限分裂研究表明，端粒酶阳性率：肺癌组织（94%）、支气管刷落细胞（91.3%）、BALF（86.7%
21、）有研究发现 在肺癌的极早期，甚至在吸烟或有吸烟史的患者癌前期就可以检测到端粒酶端粒酶作为新的肺癌标志物而应用于肺癌的早期诊断早期诊断早期诊断分子生物学技术分子生物学技术核内不均一核糖蛋白(hnRNP)hnRNP是一种核内RNA 结合蛋白，A2、B1是其核心蛋白中两种主要的蛋白质它的异常表达可使DNA 的转录翻译过程失去正常控制，导致癌症的发生hnRNP B1 过表达见于非常早期的人肺癌中，Sueoka(2001)报道在期肺癌的组织样本中抗hnRNP B1 抗体100%染色阳性，X 线检查为隐匿性肺癌（鳞癌）中有58.1%染色呈阳性，而支气管发育异常组织有63.6%阳性反应hnRNP B1作为
22、肺癌，尤其是鳞癌，的早期诊断的重要的标志物早期诊断早期诊断分子生物学技术分子生物学技术肺癌早期分子标志物检测肺癌早期分子标志物检测p16 基因甲基化P16 基因系细胞周期依赖性激酶4（CDK4）抑制蛋白基因，P16 蛋白通过抑制CDK4的催化活性，从而抑制细胞增殖P16基因甲基化失活，则CDK4活性增高，细胞的增殖不能受到有效的抑制而发生癌变Belinsky（1998）发现鳞癌病灶75出现P16基因甲基化，而细胞过度增生（17）、鳞状化生（24）、原位癌（50）P16 甲基化在肿瘤组织及癌前病灶均有发生，提示检测P 基因甲基化能早期诊断肺癌是肺癌早期诊断中重要的生物标志物早期诊断早期诊断分子生
23、物学技术分子生物学技术肺癌早期分子标志物检测肺癌早期分子标志物检测将分子生物学的知识和技术用于肺癌的早期诊断，提高早期肺癌的检出率是当今研究的热点关键是确定对肺癌早期诊断较特异和敏感的标志物现已发现的肺癌标志物还有FHIT 基因缺失、Survivin基因异常表达、ERCC2/XPD多态性、K-ras基因突变、P53基因突变、DNA微卫星标志等位基因丢失这些筛检肺癌的重要标志物的改变可能是肺癌的早期事件通过各种新的敏感的基因诊断技术，检测痰液，支气管肺泡灌洗液和外周血中基因表达的异常，可为肺癌高危人群提供可能的早期诊断和筛选手段早期诊断早期诊断分子生物学技术分子生物学技术基因芯片(gene ch
24、ip)是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针，通过激光共聚焦荧光检测，迅速将某个或几个基因与疾病联系起来基因芯片技术的主要优点是信息量大，目前一张基因芯片一次可对数千上万个不同的已知或未知其意义的靶基因片段进行分析，获得几十几百个差异表达的基因Goodwin（2001）以正常组织作对照，用基因芯片对3例支气管-肺泡癌基因表达进行了研究结果发现，共有18条基因呈异常表达，其中12条高表达，大于或等于正常组织的两倍；另6条为低表达，为正常组织的1/5或更少早期诊断早期诊断分子生物学技术分子生物学技术基因芯片技术基因芯片技术从蛋白质组学（proteomics）的角度，肿瘤性疾病被认为是一种蛋
25、白质缺陷病蛋白质组学技术可以高通量的筛选肿瘤不同发展阶段基因表达的各种蛋白质，尤其是组织与体液中所含有的与肿瘤相关的低丰度蛋白，从而发现大量有诊断价值的标志物联合多种标志物进行肿瘤的筛选将有望提高筛选的特异性与敏感性Zhong(2004)应用噬菌体展示文库筛选出5 种蛋白质标志物（GAGE7，BAC clone，SEC15L2，PMS2L，EEEF1A），构建的蛋白质芯片用于肺癌的早期诊断，其特异性达到95%，敏感性达到90%早期诊断早期诊断分子生物学技术分子生物学技术蛋白质组学技术蛋白质组学技术肺癌筛查肺癌筛查对肺癌非职业和职业高发人群进行筛查是最大限度地早期发现、早期诊断、早期治疗肺癌的有
26、效途径筛查对象：年龄40 岁以上的男性和女性；每天吸烟20 支以上，吸烟20 年以上者；有害有毒职业接触史10 年以上者；有癌症家族史者；患者慢性呼吸系统疾病患者、痰中带血者筛查最佳起始和终止年龄 一般人群的筛查起始年龄可定在4045 岁；肺癌职业性和非职业性高发人群的起始年龄定在3540 岁；75 岁作为筛查的终止年龄小小 结结肺癌早期诊断已有许多进展，但仍存在特异性差，敏感度不高的缺陷肺癌早期无症状，要探索和制定简便有效、敏感性和特异性均高的早期筛检方法，提高对肺癌高危人群的识别水平多个指标联合可以提高诊断的特异性及灵敏度，是肺癌诊断的趋势所在基因芯片、蛋白质芯片技术及模式识别技术的结合可以最大程度地提高多指标联合时肺癌诊断的特异性及灵敏度在具备高特异性及高灵敏度的肺癌诊断方法后，肺癌的早期诊断及极早期筛查才有可能实现
