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细胞DNA倍体定量分析技术是细胞病理学检测技术的革命
[来源: ] [ 浏览点击:323 ] [ 发布时间:2018-09-03 ] 字体:[ ]

细胞学筛查技术在宫颈病变及宫颈癌的防治中起着举足轻重的作用。从传统的巴氏涂片发展到现今以液基细胞学(liquid-based cytology, LBC)技术为基础的伯塞斯达诊断系统(the bethesda system, TBS),宫颈病变的检出率得到了明显的提高,宫颈癌的死亡率也大大降低。全球宫颈癌总体的发病率与死亡率虽然有所下降,但在欠发达国家和地区,由于资源、技术和人才的缺乏,其发病率与死亡率仍比发达国家高许多,少数地区甚至有上升趋势,以细胞学筛查技术为首的筛查模式遇到了发展的瓶颈期。细胞学筛查作为宫颈病变“三阶梯”筛查模式第一阶梯,仍然起着至关重要的作用。LBC技术是目前最优化的细胞学筛查技术,但TBS技术在中国大陆的应用因细胞病理学医师奇缺,而仍存在“不确定性、不稳定性、不标准性”等缺憾,宫颈病变及宫颈癌的防治工作仍任重道远。本文将综述目前细胞学筛查技术在中国大陆应用现状及局限性,并对该技术未来的发展进行讨论。


宫颈癌是目前世界范围内发病率和死亡率最高的恶性肿瘤之一,据2013年全球癌症负担报告指出,2013年世界范围内宫颈癌有48.5万新增病例,23.6万死亡病例,其中约85%的新发病例发生在发展中国家[1]。尽管全球宫颈癌发病率总体有所下降,但在发展中国家,宫颈癌在妇女恶性肿瘤发病率中仍位居第二,且有上升趋势。2015年中国癌症统计数据显示中国宫颈癌发病率高居全球第二,在中国女性恶性肿瘤中发病率位居第六位[2],且呈上升趋势。高危型人乳头瘤病毒(high risk human papillomavirus, hr-HPV)持续性感染是宫颈癌目前公认的病因[3]。然而,从宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neplasia, CIN)发展至宫颈癌是一个大约10余年的漫长过程,如何利用这个时期阻断宫颈癌发生则成为其防治的关键。在宫颈病变及宫颈癌筛查、普查方面,细胞学技术起着举足轻重的作用。


1、巴氏涂片细胞病理检测技术的应用历史及其贡献

巴氏涂片作为传统的细胞学技术,最早于1941年被希腊医师Papanicolaou报道应用于阴道细胞学及宫颈癌的研究[4]。在过去60多年间,巴氏理论及技术的应用大大降低了宫颈癌的发病率和死亡率,有些国家和地区甚至降低了70 %[5]。传统的巴氏涂片仅需要对刮取收集的脱落细胞进行固定、巴氏染色、显微镜下观察等简单步骤,是一种操作方便、成本低的筛查方法,尤其适用于经济落后的国家和地区大范围人群的筛查[6]。但自20世纪80年代以来,国内外多项研究发现传统的巴氏涂片技术存在明显假阴性率,据已有报道在2 %~50 %不等,宫颈癌漏诊、误诊率仍较高,在一定程度上限制了其应用。在发达国家及地区,该技术已逐渐被淘汰,而被现代细胞学技术所替代。现代细胞学技术一方面在涂片、制片技术上进行改进,另一方面运用计算机自动化系统监控阅片质量,避免了传统巴氏涂片技术在取样、制片、阅片等过程中产生的偏差。


2、液基细胞学技术的兴起与问题

  液基细胞学(liquid.based cytology,LBC)技术开现代细胞学筛查技术之先河,是现阶段中国大陆宫颈病变早期筛查的最重要手段之一,现已全面替代传统的巴氏涂片法。据Pan QJ等[7]报道,LBC技术对宫颈病变诊断的敏感度可达90.2 %,准确度达85.6 %。该技术通过改进细胞取样及制片质量,提高宫颈病变的诊断准确性,其中具有代表性的为薄层细胞学检测(thinprep cytologic test, TCT)技术和液基细胞检测(liquid.based cytology test, LCT)技术。TCT技术是目前中国宫颈癌三阶梯筛查第一阶梯的主流方式。TCT技术将刮取的宫颈细胞储存在细胞保存液中,然后应用自动化制片系统制成薄而均匀的涂片,人工进行染色,最后由病理学医师观察,按TBS标准诊断报告[8]。TCT技术减少了标本细胞的丢失及血液、黏液等复杂背景的干扰,细胞分布均匀、结构清楚,明显地提高了标本的满意度,从而加强了宫颈病变诊断的可靠性。然而,由于TCT技术采用人工阅片,在一定程度上受到阅片人员技术、经验及对TBS诊断标准理解差异的影响,具有“不确定性、不稳定性、不标准性”的缺憾。在中国,在细胞病理医师奇缺的情况下,大多由组织病理医师阅片,不少二级甲等医院仍存在漏诊、误诊的问题,在经济不发达、卫生服务人才缺乏的地区该问题尤为突出[9]。


3、细胞DNA倍体定量分析技术是细胞病理学检测技术的革命

宫颈细胞DNA倍体定量分析技术是在“三阶梯”筛查的基础上提出一种全新的具有“自动化、标准化、智能化”的寻找肿瘤细胞的方法。该技术主要通过DNA倍体分析系统对经过特殊染色后的细胞核内DNA含量或倍体的测定来判断细胞的生理状态和病理改变[10-11]。正常人体细胞有23对染色体,在致癌因素作用下,可发生基因突变而导致染色体结构或数量改变,并出现DNA异倍体细胞。此外,癌变细胞无限增殖的特性,使DNA大量堆积,通过检测细胞DNA的相对含量或增殖期细胞数目,可判定机体细胞是否存在异常。就宫颈癌来说,hr-HPV的DNA可整合到宫颈细胞核DNA上,通过病毒蛋白E 6/E 7作用于抑癌蛋白p 53和pRB,使宫颈细胞出现DNA异倍体,如果未及时干预,则最终可导致宫颈癌的发生。


     
 
宫颈细胞DNA倍体定量分析技术将定性式TCT筛查技术转向为定量式筛查技术,无需依赖病理医师阅片,可大大减少人工阅片时的主观性,从而弥补了LBC技术的不足。Mei JH等[12]对8 448例患者同时进行细胞DNA定量分析和TCT检测,将宫颈细胞DNA倍体分析与组织病理学结果比较,以CIN 2级及以上病变为指标,其敏感性为84.7 %,特异性为62.1 %,而TCT检测的敏感性仅有20.6 %,特异性为96.2 %。在细胞学筛查上,Nghiem VT等[13]认为单独应用细胞DNA定量分析技术比LBC技术的成本要低,尽管特异性较LBC技术略低,但有效性及敏感性无明显差异。另有多项研究数据表明,细胞DNA倍体定量分析技术与TCT检测联合筛查,宫颈病变诊断的准确性更高,敏感度更好,且病理级别越高,两者阳性检出率也越高,对高级别宫颈病变的筛查结果有较好的分流作用[9, 14-17]。此外,该技术操作简单,易学习掌握,仅需要2~4周培训即可[18]。对于细胞病理学医师缺乏的地区来说,这是提高宫颈癌细胞筛查检出率和准确率的一个行之有效的方法。


中国人口基数大,符合宫颈癌筛查条件的适龄女性以亿来计算,细胞DNA倍体定量分析技术在减轻如此庞大的工作负担、缓解人力、物力及财力的压力上起到巨大的作用。目前,该技术已经在中国不少地区开展了大规模筛查工作,其结果与TBS系统诊断结果一致[12,14]。如果将此技术作为第一阶梯筛查,辅以云技术远程传输自动检测,可以大大减轻国家财政上的压力,解决中国细胞病理学医师奇缺的问题。


4、国际上推崇的宫颈癌筛查模式在中国的应用“水土不服”

中国大陆自上世纪50年代末便开展了宫颈癌防治工作,并使其死亡率下降至世界中等水平。然而,中国人口基数大,各地经济发展不平衡,卫生资源分配不均衡,病理医师缺乏,中国各地区细胞学筛查的质量参差不齐,筛查工作受到阻碍。TCT技术是现代中国大陆应用最广泛的细胞学筛查技术,其发达地区的筛查结果与国外报导相符,可有效地预测CIN 2级及以上病变[19]。但由于中国大陆细胞病理学诊断医师奇缺、TBS分类法系统缺乏学习培训及考核、检测机构缺乏定期质控及审核检查机制等因素,TCT技术检测质量在基层医院及偏远地区则大打折扣,筛查工作上仍存在较高的假阴性率,早期宫颈癌漏诊、误诊率较高。因此,Pan QJ等[7]对中国大陆13个基于人群的宫颈癌筛查研究进行统计分析,建议将TCT技术联合hr-HPV检测,可提高宫颈病变筛查的准确性。然而,联合应用hr-HPV检测需要的费用毕竟较高,难以在经济不发达地区实施。另一方面,宫颈癌发病有明显的地区分布差异性,欠发达国家及地区的发病率及死亡率均比发达国家要高,在中国城市人群的发病率高于农村地区人群,但农村新发病例上升速度比城市快,且死亡率也高于城市[20-22]。

总的来说,目前中国大陆宫颈癌细胞学筛查存在以下8个问题:

  ① 不少地区仍在沿用60年代制定的宫颈涂片巴氏染色,能解决20 %左右的检出率;

  ② TCT/LCT检测结果假阴性率较高,容易漏诊早期宫颈癌;

  ③ 镜下肉眼寻找细胞重复性不好,复检标本的细胞量渐减,信息丢失;

  ④ 无明确诊断意义的非典型鳞状细胞(atypical squamous cell of undetermined significance,AS-CUS)和未明确诊断意义的非典型腺细胞(atypical glandular cells of undetermined significance,AGS)性质未定者,需反复随访,易失访;

  ⑤ 细胞病理学诊断医师奇缺,多由组织病理医师,或在妇科门诊由体弱多病的妇产科医师、护士或检验员,甚至电脑操作员代替。染色、制片、阅片水平及对TBS系统理解差异而出现偏倚和主观性;

  ⑥ 没有常态化TBS分类法系统培训机构;

  ⑦ 没有细胞病理检验师考核准入制;

  ⑧ 没有对检测机构定期质控及审核检查机制。


 

5、细胞学筛查技术未来发展的前景

细胞学技术作为病理学诊断的重要组成部分,自问世以来,便广泛应用于临床的诊断及疾病筛查、普查上。目前中国大陆宫颈癌的防治工作中,主要采用“三阶梯”筛查模式,即“细胞学筛查→阴道镜筛查→病理组织活检诊断”,初筛方案归纳起来主要有3种,即以细胞学检测为主、HPV联合细胞学检测以及以HPV检测为主,由此可延伸出包括细胞学→HPV分流检测、单独细胞学检测、细胞学联合HPV检测、HPV 16/18型联合细胞学检测等数十种分流筛查模式。然而,大多免疫系统正常的小于30岁年轻女性可在1~2年自行清除HPV,若以HPV检测作为宫颈癌的一线筛查,可能会增加部分女性的心理负担,并造成不必要的卫生资源浪费。因此,在早期宫颈癌筛查上,仍要以细胞学筛查为主,尤其对30岁以下的年轻女性以及在正常人群中的筛查。TCT技术和细胞DNA倍体分析技术均可用于宫颈癌早期筛查,但后者具有敏感性高、重复性好、价格便宜、操作简单、利于对“三阶梯”诊断结果进行分流等优点,是适于中国国情的一种可用于大规模早期宫颈癌的筛查方法,值得在临床特别是细胞病理学医师缺乏的基层医院推广和使用[18, 23]。根据2016年美国妇产科医师学会(American College of Obstetricians and Gynecologist, ACOG)发布的最新指南指出:宫颈癌筛查起始年龄为21岁,21~29岁妇女推荐每3年1次单独宫颈细胞学筛查;30~65岁女性优先推荐使用HPV和细胞学联合检查,每5年1次,也可每3年1次单独宫颈细胞学筛查。因此,经济较发达的地区可考虑对30~65岁女性联合应用细胞DNA倍体定量分析和hr-HPV检测或TCT技术宫颈癌一线筛查的技术。

宫颈癌是目前唯一病因明确的恶性肿瘤,依靠相关筛查手段及预防、治疗方法,有望成为人类第一个被控制的癌症。随着分子生物学的发展,目前宫颈癌早期筛查研究不仅仅局限于细胞形态学筛查,更多的研究已开始转向癌基因及其表达蛋白检测的细胞分子学筛查分流,如人染色体端粒酶基因(hTERC)检测、HPV DNA分型检测、HPV 蛋白检测(E 6/E 7 mRNA)等。技术的改进与发展固然促进了宫颈癌筛查手段的规范化和精准科学化,但目前缺乏大规模的临床数据及荟萃分析,目前市场上有62种HPV的检测,其多元化检测实际上进入了无序化的状态,真正的技术尚未成熟,应用的成本高,在临床和筛查上仍应该推崇以细胞学检测技术为主导。结合我国医疗卫生资源缺乏,特别是细胞病理学医师稀缺的情况下,建议将自动、智能、经济的宫颈癌筛查策略归纳为“三阶段的分层/流”筛查,即:第一阶段:采用细胞DNA倍体分析和TCT自动化并列进行大规模的初筛(技术上的问题已经解决);第二阶段:第一阶段筛查结果异常者,细胞病理学医师用TBS复核诊断;第三阶段:阴道镜宫颈组织活体组织病理学形态检查诊断。运用细胞学技术、基因检测技术等,实现中国大陆大面积、大规模宫颈癌“三阶段的分层/流”筛查以期提高诊断分流的结果,提高宫颈癌的筛查检出率,真正实现宫颈癌病变的早诊断、早治疗,最终控制人群中宫颈癌的发生。

 

 

 

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