宮頸癌及癌前病變篩查的研究進展

劉紅霞,郭 娟 綜述,楊 艷,楊雪梅 審校

重慶市第五人民醫院婦產科,重慶 400062

宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤,發病率位于全球女性癌癥的第4位,是女性癌癥相關死亡的第4大原因[1]。雖然宮頸癌有較長的癌前病變期,但是早期宮頸癌無特異性臨床癥狀,多數患者就診時即為晚期,錯過了最佳治療時機,患者生存質量明顯下降,病死率增加。發達國家宮頸癌篩查開展得早,宮頸癌發病率呈下降趨勢,發展中國家篩查開展得晚,現仍呈上升趨勢[2]。及早篩查出宮頸癌前病變,并給予及時干預和治療,可阻斷宮頸癌前病變的進展,減少宮頸癌的發生。本文將宮頸癌及癌前病變篩查方法的研究進展進行綜述。

1 宮頸細胞學檢查

1.1巴氏細胞學涂片檢查 巴氏細胞學檢查歷史悠久,于20世紀40年代用于宮頸脫落細胞形態學評估。該方法用刮片刮取宮頸表面脫落細胞,在玻片上涂片、固定和巴氏染色,再由專業人員讀片和進行病理分級。該篩查方式簡單,患者無創傷,檢測費用低,并且篩查所需儀器十分常見,目前在資源匱乏的地區仍廣泛使用[3]。但在取樣時可能出現漏取病變部位細胞,制片后容易受細胞重疊、黏液和血液影響,以及受檢查者閱片技術和主觀判斷影響,導致靈敏度低,假陰性率高[4]。

1.2液基薄層細胞學檢查 液基薄層細胞學檢查是以巴氏細胞學涂片為基礎發展起來的,目前臨床上被廣泛使用,是全球認可度較高的宮頸細胞學檢測手段[5]。該技術將細胞與黏液、血液等物質分離,制備的涂片細胞均勻清晰,層次分明,更容易識別病變細胞,大大提高了標本滿意度和宮頸異常細胞的檢出率[6]。但常用的宮頸刷質硬,會導致宮頸組織損傷,常有出血情況[7];標本制片過程中須進行細胞分散離心,可導致細胞破損和異常凝聚,細胞和細胞核發生變化導致檢測結果出現誤差[8];對精密儀器和專業技術人員要求高;等待結果時間長,患者容易流失[7]。

1.3計算機輔助細胞檢測系統 細胞學檢測包括多個質量控制檢查點,包括標本制備過程,細胞技術人員對標本進行顯微鏡篩選,并由細胞病理學專家進行全面評估,形成最終診斷。傳統的巴氏涂片和液基薄層細胞學檢測均需專業病理醫師逐一對切片每個視野進行分析,人力成本高,效率低,主觀性強,存在一定的漏診率和誤診率,使宮頸癌篩查質量降低。人工智能能夠自動、快速、無延遲地對大量標本進行診斷,克服時間和需要專業技術人員的限制,并且避免主觀因素造成的偏見,大大提高了工作效率,可以提高篩查和診斷的特異度和準確度。計算機輔助細胞檢測系統目前主要是由宮頸圖片自動篩查系統組成。Thinprep成像系統自動選擇核染色質較暗、核直徑較大的細胞等22個視野,并通過與計算機相連的自動工作臺逐個對選定的視野進行微觀檢查,自動定位病變位置。細胞病理學專家可以集中精力觀察在選定的視野中發現的細胞,而免去了尋找染色和大小上存在差異的細胞篩選工作,靈敏度、特異度和陰性預測值方面都相當于或優于人工組,并且可以縮短篩查時間[9]。因受不同數字病理掃描儀可造成系統偏倚、缺乏供人工智能學習的訓練集等因素限制,目前人工智能還不能進行病理診斷,但隨著技術的進展,以后人工智能將運用于細胞學的病理診斷。KANAVATI等[10]建立了評估宮頸液基細胞學標本的腫瘤性和非腫瘤性的深度學習模型,相信在不久的將來可運用于臨床。

1.4DNA倍體定量分析法 在細胞癌變過程中,染色體結構和數量的改變早于細胞形態改變,可以通過對細胞DNA數量和含量的變化進行分析,判斷細胞有無癌變。DNA倍體是國際上公認的腫瘤細胞形成的生物標志物,并且有研究顯示宮頸異倍體細胞數量越多,宮頸病變惡性程度越高[11]。正常單個細胞DNA指數(DI)=1～2,DI≥2.5為異倍體細胞。COSTA等[12]研究發現DNA倍體異常檢測對≥宮頸上皮內瘤變(CIN)2的靈敏度為88.1%,特異度為85.7%,DNA倍體檢測可以作為初篩的進一步檢測方法,以確定哪些女性需要密切隨訪。王立鋒等[13]研究發現,宮頸病變患者DNA異倍體檢出陽性率大于液基細胞學檢查,并且可以作為細胞學異常或者高危型人乳頭瘤病毒(HPV)感染中老年女性的分流方法。該檢測操作方法簡單、快捷、不受檢測者主觀因素影響,可在各級醫院推廣應用。但該方法不能檢測出細胞內DNA倍體未發生改變的二倍體腫瘤,不能識別成團的癌細胞,只是發現細胞染色體數量和總量的變化,不能發現染色體結構的異常,還需要聯合其他宮頸癌篩查方法同時篩查來減少漏診率。

2 HPV檢測

HPV持續感染會導致高級別宮頸癌前病變和宮頸癌,因此及早篩查出HPV感染情況,及時發現癌前病變,并給予積極治療,可以阻斷疾病進展。

2.1HPV檢測方法 HPV檢測具有高靈敏度、高陰性預測值和重復性好的特點,已逐漸成為宮頸癌初篩的主要手段[14]。主要檢測方法:(1)HPV DNA檢測。包括第二代雜交捕獲技術、實時熒光定量PCR技術、酶切信號放大技術和芯片雜交技術或DNA/RNA微陣列技術。(2)HPV RNA檢測。主要為HPV E6/E7 mRNA檢測。(3)HPV致癌蛋白檢測。主要為HPV E6蛋白和HPV E7蛋白檢測。(4)HPV其他生物標志物的檢測。將p16INK4a蛋白、微染色體維持蛋白2[15]和拓撲異構酶Ⅱα蛋白[16]作為HPV感染的標志物。(5)人工智能。TIAN等[17]通過基于捕獲的下一代測序分析了HPV整合狀態、體細胞突變和拷貝數變異,獲得了富集的CIN2+生物標志物。然后,他們使用機器學習算法(隨機森林)建立了宮頸前體病變的風險分層模型,成功預測CIN2+。

2.2HPV取樣方法 可以通過對脫落細胞、病變組織、新鮮標本或石蠟切片進行檢測,了解患者HPV感染情況。目前常用的篩查方法為宮頸脫落細胞檢測,取樣方法有醫務人員取樣和患者自取樣,對于醫療資源比較匱乏的地區、畏懼婦科檢查、依從性差的患者可以通過細胞刷、陰道塞、護墊、拭子等方式由受檢者進行陰道自取樣采集標本,或者受檢者自己收集晨尿進行HPV檢測,了解HPV感染情況。有研究報道,患者自取樣更方便和輕松,更容易被接受[18],世界衛生組織強烈建議使用自取樣進行HPV篩查。有報道顯示,選擇陰道自取樣進行宮頸癌篩查的人數是選擇醫務人員取樣人數的2倍,并且陰道自取樣與醫務人員取樣檢測結果的準確率相當[19]。有研究報道,陰道自取標本檢測HPV對CIN2+的靈敏度為74%～86%,對CIN3+的靈敏度為75%～86%[20]。尿液樣本具有容易獲取、非侵入性的特點,據報道,尿液自取樣方法檢測HPV對CIN2+的靈敏度為87.0%,對CIN3+的靈敏度為89.1%[21]。但有研究顯示,尿液自取樣標本進行HPV檢測,對HPV和CIN2+的檢測靈敏度不如臨床采集的宮頸標本[22]。

2.3拓展HPV基因分型 目前已經發現100多種HPV基因型,然而特異型高危型HPV(HR-HPV)持續感染才會導致宮頸癌和宮頸癌前病變。拓展HPV基因分型能最大限度地檢測出CIN3或更嚴重的病變,并且能減少陰道鏡檢查轉診率。拓展基因分型包括16、18型和其他12種HR-HPV,對于16、18型陽性患者需轉診陰道鏡,對非16/18型的其他HR-HPV陽性女性進行基于細胞學的風險分流。拓展HR-HPV基因分型具有更好的風險預測和臨床管理價值[23]。

2.4HPV病毒載量 有研究表明宮頸病變中HR-HPV病毒載量可能與持續HPV感染同樣重要,HPV病毒載量升高與HPV持續感染相關,并且有助于預測高級別上皮內瘤變(HSIL)及以上病變,可以作為一種診斷HSIL+的生物標志物[14]。DONG等[24]研究發現,患者攜帶HPV16、31、33、52、58型病毒載量越高,宮頸病變越嚴重,而HPV18、45、56、59及其他HR-HPV感染的病毒載量尚未發現與宮頸病變有相關性。用于HPV16、31、33、52和58鑒別≥HSIL的log10轉化病毒載量的最佳截斷值分別為每10 000個細胞4.26、4.46、4.48、4.36和4.26個拷貝。HPV16、31、33、52和58超過臨界值的病毒載量是發生≥HSIL的獨立危險因素。

2.5HPV檢測局限性 目前臨床上HPV檢測的局限性主要為較高的假陽性率、檢測成本高及檢測周期長,并且大部分患者HPV感染呈一過性,多在1～2年內自然清除[23]。HPV不是宮頸癌的唯一致病因素,雖然90%以上的宮頸癌患者HPV檢測為陽性,仍有小部分宮頸癌患者HPV檢測為陰性,存在漏診可能。

3 基因甲基化檢測

基因甲基化是一種特征良好的基因修飾表觀遺傳機制,有助于基因表達調控,主要通過抑制抑癌基因的表達與調控下游基因而發揮作用,是腫瘤重要的生物學標志物[25],并且多發生在病變惡化早期,主要包括宿主細胞DNA甲基化和HPV DNA甲基化。已知預測宮頸病變的宿主細胞甲基化的基因有SOX1、PAX1、JAM3、EPB41L3、CADM1和MAL[26],其中PAX1基因甲基化與CIN進展和宮頸癌發生的相關性研究最多,PAX1基因甲基化隨著宮頸病變分級的升高而增加[27],并且不斷有新的細胞DNA甲基化生物標志物出現。有研究發現透明質酸合酶1和ATP 10A能夠在癌前病變轉化到癌癥的早期階段中檢測到,可能在未來用于宮頸癌的篩查[28]。HR-HPV持續感染導致宮頸病變,但也有可能為一過性感染,為了避免過度陰道鏡轉診和過度治療造成的不必要傷害,需要對HPV感染情況進一步分診。HPV DNA甲基化作為宮頸癌前病變的重要生物標志物,有研究發現12種HR-HPV DNA甲基化均與CIN3/原位腺癌有很強的相關性,甲基化檢測陽性預示著宮頸癌前病變的發生[29]。

4 陰道鏡

陰道鏡包括光學陰道鏡、光電一體陰道鏡及電子陰道鏡,目前比較常用的是電子陰道鏡。通常將陰道鏡結合宮頸醋酸染色和碘試驗結果進行篩查,先對宮頸進行醋酸與碘染色,再通過電子陰道鏡放大5～40倍,專業技術人員對病灶成像圖片進行觀察和診斷,實時評估宮頸病變情況。宮頸發生癌前病變時局部細胞單克隆增生,細胞核增大,醋酸染色時細胞核蛋白凝固濃縮,光不易穿透,呈現為白色,白色上皮越濃厚,出現越早,消失越晚,細胞增生越明顯,宮頸病變越嚴重;宮頸病變細胞糖原缺乏,碘染色后不著色,呈現為橘黃色、芥末黃色;陰道鏡將觀察成像圖放大,可以觀察到宮頸微小病變,同時可以指導宮頸活檢,減少宮頸病變的漏診率。但該檢測方法不能觀察到宮頸管內病變,3型轉化區患者無法得到滿意陰道鏡結果,診斷準確性較差。

5 宮頸葉酸受體染色

正常細胞表面葉酸受體低表達,腫瘤細胞表面葉酸受體高表達,并且細胞內處于高氧化應激狀態。將含有葉酸衍生物、還原態亞甲藍、乙酸等活細胞染色劑涂抹于宮頸上皮組織,葉酸衍生物與細胞表面葉酸受體結合,活細胞染色劑等物質經胞吞作用進入細胞質;乙酸作用使其分離,還原態亞甲藍發生氧化還原反應,由于滲透壓的升高,氧化還原態亞甲藍溢出細胞外,棉簽涂抹后顯色[30]。操作時先將蘸有染色液的染色器在宮頸表面按壓10 s,然后推出管內推桿對宮頸管內細胞染色5 s,最后取出染色器放入比色儀分析[31]。宮頸無病變時棉簽顯色為棕色或綠色;宮頸病變時棉簽顯色為藍色、藍黑色或黑色[32]。

該檢測方法簡單、經濟,不依賴特殊檢測設備,診斷可靠,與液基薄層細胞學檢查、HPV檢測準確度相當,對≥CIN2檢出率達80%,無創傷,實時出結果,患者接受度高[33]。該方法可以對宮頸表面和宮頸管分別染色并實時得出結果,可輔助陰道鏡活檢定位及判斷是否需行宮頸管搔刮,適合用于基層醫院開展宮頸癌篩查工作[30]。但患者有陰道出血、宮頸炎和陰道炎時,宮頸葉酸染色易出現假陽性結果[33]。

6 小 結

隨著檢測技術的發展,不斷有新的篩查技術出現,包括已運用于臨床的光電探測系統[34],以及廣泛運用于眼底疾病的光學相干斷層成像技術(已逐漸運用于宮頸病變篩查)[35],處于試驗階段的共聚焦激光顯微內鏡(可以將細胞放大1 000倍)[36]。

不同的宮頸病變篩查方法有自己的獨特優勢,但也存在自身檢測的不足,包括精確度低、檢測方法復雜、檢測成本高、技術要求高等,單一方法難以達到較高的準確率,易發生誤診、漏診現象,延誤患者的治療時機,影響患者的預后。臨床工作中,須結合患者病史特點,選擇合適的篩查方法,或者將幾種篩查方法聯合起來,或者找到新的和準確度更高的生物標志物,以減少不必要的陰道鏡檢查轉診和活檢,減少對希望保持生育能力的患者的過度治療,同時降低漏診率,盡早發現HSIL,阻斷宮頸癌的發生。