低剂量计算机断层摄影做肺癌筛查

　　在美国，肺癌是与癌症相关的死亡的最常见原因。在工业化国家，肺癌的死亡率高于乳腺癌，结肠直肠癌和前列腺癌的总死亡率。吸烟占所有肺癌的90％。
　　 筛查肺癌的必要性是什么？
　　 肺癌的预后很差；它是90％以上受影响个体的死亡原因。五年生存与诊断时的阶段直接相关。即使在分期内，肿瘤大小的增加也与不良预后相关。不幸的是有75％的肺癌患者因局部晚期或转移性疾病而出现症状，难以治愈。由于许多原因，筛查和治疗早期肺癌至关重要。但是，在考虑广泛筛选之前，必须严格分析几个重要的方法学问题。
　　 历史的角度
　　 已经对胸部X光片和痰细胞学进行了详细的肺癌筛查研究，但未能显示出死亡率的降低。回顾性分析报道，在CXR上检测出肺癌的假阴性率很高。因此，在一些试验中已经研究了CT扫描是一种更敏感的放射线照相方式。NLST于2011年发布，显示高危患者与CXR相比，每隔1年进行3次低剂量计算机断层扫描筛查，相对死亡率降低了20％。55岁和74岁，至少吸烟30包年，并且戒烟时间不超过15年。NLST结果发表后，前列腺肺结肠卵巢癌试验结果建立了进一步的证据，反对将CXR用作筛查手段。
　　 低剂量Ct的局限性以及对其他筛查技术的需求
　　 尽管在NLST中通过LDCT筛查显示肺癌相关死亡率相对降低了20％，但仍存在对其非限制使用的一些警告。它的特异性差和敏感性差发展之前的上游事件和下游细胞表型。另一种分类是通过在呼吸道或非呼吸性生物流体中应用的方法及早发现肺癌。尽管所有筛查方法的最终共同目标是检测早期肺癌，但有趣的是，有多种方法可以实现这一目标。从现有文献中选择的研究，这些文献描述了这些方式以及它们的敏感性和特异性。已根据训练和验证集的可用性选择了研究。
　　 气道上皮细胞生物标志物
　　 “场癌化”一词表示同一上皮区域内原发性肿瘤的频繁发生，并且基于以下两个假设：呼吸道上皮高度暴露于多种致癌物在呼吸道的分散位点导致多种遗传突变，单个突变祖细胞上皮细胞克隆可能会扩展到呼吸道的广泛区域。检测这些DNA突变的一种策略是研究基于基因表达的生物标志物，称为转录组。
　　 使用DNA微阵列，专家描述了在支气管镜下获得的人类AEC子集中通常表达的气道转录组，并定义了吸烟如何改变该转录组。此外，在AEC中开发了80个基因的生物标志物，以区分有无肺癌的吸烟者和因临床怀疑肺癌而接受支气管镜检查的吸烟者。然后对该生物标志物进行测试和验证，并与细胞病理学和临床特征相结合时，该生物标志物显示出更高的敏感性和特异性。该生物标志物还与肺癌的诊断有关，而与临床和射线照相危险因素无关。
　　 在支气管气道吸烟诱导的基因表达的变化可以反映在鼻和口腔上皮，甚至唾液，其可以作为非侵入性筛查或诊断工具。
　　 目前，正在进行一项大型的多中心试验，以评估使用逆转录酶-聚合酶链反应的30基因签名的作用，已发现该基因可高度重现以提高诊断性支气管镜检查对肺癌的效率。也许，这种测试的最佳临床效用将是在LDCT筛查阳性的高风险患者中，以提高测试后的可能性。这有可能降低晚期诊断出癌症的风险，也可能导致良性疾病的转诊次数减少。也有人认为，气道基因表达的改变是肺癌致癌的早期事件，可能是可逆的事件，可能使肺癌化学预防的个性化方法成为可能。
　　 自体荧光支气管镜检查
　　 在没有影像学异常的情况下，通过痰细胞学检测到的隐匿性肺癌对进一步的诊断检查提出了挑战。传统的白光支气管镜检查仅在29％的病例中可识别出病变。化生和轻度不典型增生与没有增加的风险或非常低的肺癌的风险相关联，而中度至重度不典型增生可能发展浸润性癌。正常组织与赘生性组织之间的荧光差异可用于增强支气管镜识别上皮内瘤样变的能力。
　　 在一项前瞻性试验中，将痰细胞学检查与双峰型肺癌的AFB和胸部螺旋CT监测进行了比较。常规痰细胞学检查错过了AFB检测到的100％的异型增生和68％的化生。痰细胞学检查对化生的表现为33％的敏感性和64％的特异性。通过胸部CT扫描确定的周围性肺结节患者在AFB上表现出恶变前变化的可能性高3.16倍。
　　 在荟萃分析中，出国看病服务机构的专家们用严格的标准进行研究选择了21项研究，以评估AFB+WLB与单独WLB相比在诊断上皮内瘤变和浸润性肺癌中的价值。在所有研究中均进行了WLB，因为在不同研究中使用了不同类型的AFB。作者得出的结论是，尽管AFB+WLB的特异性低于单独的WLB，但AFB+WLB似乎显着提高了检测上皮内瘤变的敏感性。AFB+WLB相对于单独的WLB的敏感性和特异性分别为94.7和60.9。
　　 总之，与单独使用WLB和常规痰细胞学检查相比，AFB+WLB在高危人群中对浸润前病变的早期定位具有更高的敏感性。几种商业型号的视野质量差，限制了常规支气管镜检查期间这种技术的广泛使用。而且，低特异性是该技术用作筛选工具的另一个限制。与痰液细胞学检查，AFI和NBI结合使用时，这些病变的检测特异性似乎有所提高。最近的证据表明，蛋白质组学分析的荧光比增加的支气管内病变也可能有助于肺癌的诊断。当与LDCT一起使用时，AFB有可能提高LDCT对早期肺癌的敏感性，因为前者对检测气道中出现的微小肿瘤不敏感。LDCT阴性的高危患者是否进行AFB是否比单独使用LDCT能够改善预后还不清楚。
　　 呼出气凝结物
　　 肿瘤细胞的生长导致蛋白质表达的改变，这可能导致细胞膜的过氧化，从而导致挥发性有机化合物的释放。在健康受试者和呼吸系统疾病患者的呼气中已鉴定出几种挥发性有机化合物，可通过多种技术对其进行检测。气相色谱质谱法仍然是使用最广泛的技术。在人类呼吸中已鉴定出3,400多种VOC。甲醇，异戊二烯和丙酮存在于大多数患者的呼吸中，在肺癌患者中通常减少。
　　 肺癌是一种异质性疾病；因此，预期会有多个不同的呼吸特征。一组不同的VOC在每个模型。犬气味检测也已经在早期的研究中使用的精度相当的其他技术。初步研究表明，EBC中的线粒体DNA突变可能是肺癌的标志物。通过VOC分析评估CT扫描中发现的不确定结节对于区分良性结节与恶性结节可能具有重要意义。使用EBC作为肺癌早期检测方法的最大挑战可能是由于研究的异质性，所采用的VOC和检测技术的原因，在VOC进入临床之前，需要进行广泛的验证和标准化。几个患者和环境因素会影响挥发性有机化合物的分析。其他的技术因素在不同的研究中可能会有所不同，例如存储时间和方式，混合与肺泡空气收集，袋与金属容器收集以及所采用的分析技术。
　　 痰液生物标志物
　　 痰基于生物标志物评估如下作为该评价的其他部分所述和包括启动子超甲基化的DNA，基因突变和微RNA表达和基因杂合性缺失。由于已在血液样本中对它们进行了更广泛的研究，因此下一部分将详细讨论这些方式。七个不同的微小RNA在两个单独的签名进行鉴定的NSCLC的痰样品，可能是为肺癌的风险因素和用于诊断肺癌。迄今为止的研究表明，结果不一致且灵敏度较低。改善研究结果一致性的关键是获得痰标本中支气管上皮细胞的更高产量，这可以通过标准化处理方案和支气管上皮细胞富集来实现。然而，由于非侵入性方法以及能够直接评估支气管上皮细胞，痰液生物标志物具有巨大的潜力。
　　 肿瘤相关抗原的自身抗体
　　 已经确定了几种仅在肿瘤细胞中表达的肿瘤相关抗原，它们能够引发免疫反应。用于自身抗体检测的最流行和可重复的选择方法是酶联免疫吸附测定，并且可以通过使用重组TAA来增强检测。有证据表明，这些自身抗体可能在临床诊断前数月至数年被检测出。
　　 由于癌症的异质性，已经使用了各种抗体。在三组新诊断的肺癌患者中验证了一组六个TAA。七个TAA小组显示出更高的敏感性和特异性，这些结果后来在EarlyCDT-Lung的审计中得到证实。这是美国医生下令进行的血液检测，以检测高危患者中7种TAA自身抗体的存在。海外医疗专家们使用蛋白质阵列平台显示了3种标记物的可比结果。其他研究人员基于噬菌体展示技术。能够使用六种噬菌体肽检测器将COPD患者与NSCLC进行区分，其灵敏度更高，为92％，而大多数研究表明灵敏度约为40％。目前正在进行两项前瞻性试验，一项在美国，另一项在英国。这些试验的结果可以降低LDCT筛查的假阳性率。虽然自身抗体的存在会增加在LDCT上看到的结节恶性的可能性，但自身抗体阴性的检测既不能排除LDCT阳性的恶性肿瘤，也不能用作高危患者的肺癌初筛由于敏感性差。
　　 微核糖核酸
　　 MiRNA是一类小的非编码RNA物种，被认为可以调节基因表达，并在几种类型的癌症中异常表达，两者之比可能有助于预测肺癌。它们比信使RNA相对更稳定，因此在实验室和临床应用中具有吸引力。miRNA表达谱可以在支气管组织标本，痰或血液。
　　 几项研究已经分析了基于血液的miRNA以早期发现肺癌。各种数和miRNA的比率已申请早期检测肺癌的的荟萃分析13研究显示总体灵敏度0.85，特异性0.84与下一个区域曲线的0.92，表明循环的microRNA具有显着的潜力作为肺癌的诊断标志物。
　　 DNA甲基化
　　 DNA甲基化是一种表观遗传机制，其特征在于甲基与胞嘧啶碱基的连接形成5-甲基胞嘧啶，通常在CpG岛附近或之内的CpG二核苷酸，从而影响基因表达。癌基因的甲基化过高或肿瘤抑制基因的甲基化过低可能会导致癌细胞中异常的转录调控。几种基因的甲基化与肺癌有关。最常研究的是CDKN2A，MGMT，DCC，PAX5α，PAX5β，GATA5和RASSF1A。已对气道上皮细胞进行了甲基化特异性PCR检测早期肺癌，痰，外周血白细胞和血清或血浆中的游离循环DNA。
　　 在非侵入性生物标本识别甲基化的生物标记物是有吸引力和若干研究已经利用这种技术的早期检测肺癌。由于DNA甲基化是一种表观遗传机制，因此即使在异常遗传密码的翻译产生其他诊断和筛选模式所感知的效果之前，这种异常的鉴定也有可能在非常早期就检测出癌症。
　　 外周全血转录组
　　 在肺部肿瘤中鉴定出的转录组改变也已在循环白细胞中鉴定出。PWB中的RNA降解对研究转录组提出了挑战。PAX基因血液RNA管减少RNA降解和研究者已经使用这个系统，以证明PWB转录可以被用作生物标志物与NSCLC患者和对照。由于易于管理，这可能被证明是一种有吸引力的筛查和诊断方法。
　　 血清蛋白和蛋白质组学特征
　　 几个单独或一组蛋白质的测定法已被用于从控制与可变精度区分肺癌与研究人员用一组4个蛋白看到最好的结果。蛋白质表达谱可将癌症与正常组织样本区分开。相同的原理可以通过基质辅助激光解吸电离质谱法用于血清蛋白质组学分析。当与临床和胸部CT成像数据结合时，通过将肺癌患者与匹配的对照组的AUC为0.72，该特征可以为不确定结节的评估增加价值。
　　 循环无细胞DNA
　　 循环中的无细胞DNA是癌细胞死亡的已知标志物，血液中cf-DNA患病率的增加已被用作区分癌症患者和无癌症患者的标志物。在最近的研究中，专家介绍了一种经济且超灵敏的定量循环肿瘤的方法，称为深度测序癌症个性化分析。ctDNA的水平与肿瘤的大小高度相关，并在残留疾病和与治疗相关的影像学改变之间进行了区分，而ctDNA的测量允许比放射照相方法更早的反应评估。可以预见这些发现将在临床上用于检测和监测各种恶性肿瘤，从而促进个性化癌症治疗。
　　 循环肿瘤细胞
　　 CTC通常通过固定在芯片或珠子平台上的上皮细胞粘附分子抗体捕获。稀有CTC检测的技术仍处于发展的早期阶段，并且需要更具体的表面标志物，以增加其特异性循环肺癌细胞。
　　 肺癌管理的未来
　　 临床决策的未来将基于个性化护理。在这方面，可以根据现有文献推测生物标志物在肺癌中的几种潜在作用。尽管已经研究了用于肺癌诊断和筛查的生物标志物开发超过20年，但NLST后时代的特征是对这些下一代生物标志物的需求激增。从本质上讲，在全面接受NLST结果并制定放射线肺癌筛查程序之后，生物标志物的应用可能会在不久的将来围绕补充LDCT结果而发展。这些新型生物标志物的作用以及当前的风险预测模型可以优化应以较高的预检概率进行LDCT筛查的高风险患者的选择。但是，这些生物标志物需要获得足够高的统计能力才能改变临床决策，并且必须易于获得且具有成本效益。
　　 对于临床医生而言，各种早期检测技术的可用性可能令人困惑。必须记住，所有这些技术仍处于实验阶段。每种方式各有利弊，没有任何一种方式可能足以进行筛查和风险分层以及对肺癌的诊断和治疗反应。气道转录组或血清微RNA等敏感性更高的测试可能会增加符合NLST标准的患者的临床风险分层，从而提高LDCT阳性筛查的阳性率。然而，从文献中无法获得关于这些模式的成本分析，这仍然是任何筛选测试的重要决定因素。七个TAA面板的灵敏度较差，但是其高特异性可能会改善LDCT筛查阳性的患者的选择，这些患者应接受进一步的积极诊断检查，尤其是如果结节特征的风险较低。另外，它的易用性和可重复性使其成为治疗和随访的诱人方式。需要进行大型的多中心试验，以通过将生物标志物与LDCT配对来验证筛查和诊断过程的改进功效。