DNA 倍體分析在肺癌診斷中的應用價值

DNA 倍體分析在肺癌診斷中的應用價值

在我國,肺癌已成為癌症死亡的首要病因。肺癌是發病率和病死率最高的惡性腫瘤,其 5 年生存率僅為16%,明顯低於如結腸癌、乳腺癌和前列腺癌等其他類型的腫瘤。在過去的 20 年裡,肺癌的治療方法不斷改進,但肺癌患者的 5 年生存率仍然只有 6%~18%。若肺癌能被早期診斷,肺癌患者的 5 年生存率可大大提高, 甚至可提高至 67%。因此,及時、準確地診斷肺癌對指導臨床治療極為重要。目前,液基細胞學及組織病理學檢查是肺癌診斷的“金標準”,但上述 2 種診斷方法均由病理科醫生肉眼診斷,結果具有一定的主觀性,存在一定的漏診率。DNA 倍體分析技術通過對細胞 DNA 水平定量,瞭解細胞倍體變化情況,輔助診斷惡性腫瘤。因其具有客觀、方便、重複性強等優點,近年來愈發受到腫瘤研究者的重視。多項研究顯示,DNA 倍體分析對宮頸癌、食管癌、口腔黏膜癌等腫瘤的診斷具有重要意義。本文擬對 DNA 倍體分析技術在肺部惡性腫瘤中的研究進展進行綜述。

1.細胞 DNA 倍體分析技術的原理

DNA 是細胞生長、分化、繁殖的基礎。人正常細胞染色體的數目和形狀相對穩定。隨著細胞的生長繁殖, 細胞核的 DNA 結構和水平也會發生改變。每一個體細胞具有 46 條染色體,可配成 23 對,稱為二倍體。當細胞處於有絲分裂活動時可為四倍體。當細胞發生癌變時,基因發生丟失、重組、融合、擴增等變化,導致細胞DNA 水平變化,為非整倍體細胞。因此,以正常細胞作為標準對照,測定被檢測細胞 DNA 水平,發現異常DNA 水平細胞,可有助於腫瘤早期診斷。DNA 倍體分析是使用吸收光譜分析測量染色情況,細胞核特異性染色,染色的深淺與 DNA 水平成比例。顏色深淺通過電腦圖像處理轉變為積分吸光度(IOD),被測細胞IOD 值與正常細胞 IOD 值的比值則為 DNA 指數(DI)。人體超過 90% 的細胞處於細胞週期中的靜止期(G0期),為二倍體,其 DI 為 1;G1 期是細胞週期中的第 1 個階段,細胞尚未增殖,DI 為 1;S 期為 DNA 複製期,DI為 1~2;G2 期為有絲分裂前期,DNA 倍增,DI 為 2;M 期為有絲分裂期,細胞分裂為 2 個子細胞,DNA 水平又恢復到二倍體。應用細胞分析儀進行 DNA 測量,可反映細胞染色體的畸變。

目前,DNA 定量分析的方法主要有 2 種:一種是流式細胞術,採用流式細胞儀對懸液中快速直線運動的、熒光標記的大量單細胞進行快速、精確的定量分析;另一種是靜態圖像分析術,通過對細胞 DNA 特異染色(如 Feulgen 染色、甲基綠⁃派洛寧染色、熒光染色等,其中 Feulgen 染色相對便宜、簡便且效果穩定,應用最多),然後在顯微鏡下對靜態細胞圖像進行定量分析。與流式細胞術比較,靜態圖像分析術可以結合細胞形態,並可以存儲已經分析的細胞,故目前 DNA 靜態圖像分析術應用更加廣泛。臨床應用 DNA 靜態圖像分析技術的結果可分為 3 個等級:(1)陰性,未見 DNA倍體異常細胞;(2)可疑,可見少量 DNA 倍體異常細胞(1~2 個細胞 DI 值大於或等於 2.5),可見細胞異常增生(≥10%);(3)高度懷疑腫瘤,可見 DNA 倍體異常細胞(3 個及以上細胞 DI 值大於或等於 2.5),可見異倍體細胞峰,異常細胞增生(>10%)。

2.細胞 DNA 倍體分析在肺部疾病中的研究現況

近年來,細胞 DNA 倍體分析技術愈發受到研究者的重視,其在肺部疾病方面的研究日益增多。對肺部腫瘤的診斷,常通過對胸腔積液、肺泡灌洗液、痰液等標本的檢查來指導臨床。

2.1 胸腔積液

細胞學檢查是輔助診斷胸腔積液的主要方法。由於胸腔積液細胞學檢查陽性率較低,而病理科醫生的主觀因素對診斷結果有一定影響,故胸腔積液良惡性的鑑別診斷常是臨床醫生面臨的難題。

DNA 倍體分析技術用於鑑別良惡性胸腔積液的研究頗多,但 DNA 倍體分析在胸腔積液中的診斷價值尚有爭議。張素霞等、馮加喜等的研究結果顯示,DNA 倍體分析對惡性胸腔積液診斷的特異度較高, 但敏感度較低,用於輔助鑑別良惡性胸腔積液的價值較大,但並不適用於篩查惡性胸腔積液。SAHA 等、OSTERHELD 等、BISHT 等及郭光雲等的研究結果顯示,DNA 倍體分析可避免主觀因素的影響,補充細胞學診斷結果,尤其是在細胞學診斷結果模稜兩可的 時候。多項研究證實,將 DNA 倍體分析聯合細胞學檢查對胸腔積液良惡性的鑑別診斷價值優於單一診斷方法。在胸腔積液中的診斷價值方面,MOTHERBY等的研究結果表明,DNA 靜態圖像分析術優於流式細胞術。胸腔積液中 DNA 異倍體細胞水平與預後呈負性相關,異倍體細胞數越多,預後越差,患者的中位 生存期越短。

2.2 肺泡灌洗液(BALF)

支氣管鏡檢查是目前臨床上常用的肺癌定位、定性微創診斷工具,應用廣泛。

DNA 倍體分析技術在 BALF 中的診斷價值研究逐漸增多。樊娜等的研究結果顯示,DNA 倍體分析對 BALF標本中肺癌的診斷價值不及病理學檢查;也有多項研究揭示了 DNA 倍體分析有較大診斷價值,其聯合細胞學檢查可以提高對肺癌的陽性檢出率,降低漏診率,且對肺癌患者而言,鱗癌的檢測敏感度高於腺癌。相關研究結果的差異可能與支氣管鏡檢醫生的操作技術、腫瘤部位有關。

2.3痰液

痰液標本收集簡便且無創,目前,痰細胞學檢查已廣泛應用於臨床高危人群的肺癌篩查。但痰細胞學檢查的陽性率低,可能與咳痰要求、標本質量及病理學醫生的經驗等有關,導致其應用存在侷限性。將 DNA 倍體分析技術應用於痰液標本檢測中,肺癌的陽性診斷率明顯高於痰細胞學檢查,這對肺癌的早期診斷有一定價值。

3.DNA 倍體與預後的關係

多項研究結果顯示,DNA 異倍體率與肺癌的侵襲和轉移相關。DNA 異倍體率越高,腫瘤的惡性程度越大,發生侵襲和轉移的可能性越大。夏宗江等的研究揭示了原發性肺癌組織中 DNA 異倍體率隨腫瘤進展逐漸升高,異倍體細胞的凋亡率較二倍體細胞明顯降低,凋亡率隨分期的增高而遞減,高 DI 值的腫瘤對化療較敏感。

4.DNA 倍體分析的侷限性

不論是何種標本,DNA 倍體分析同樣可能有假陽性、假陰性結果。研究表明,假陰性結果可能與下列原因相關:(1)腫瘤的異質性,腫瘤本身就是二倍體;(2) 需要有相當數量的 DNA 異常細胞才可以檢測到;(3) 較小的染色體異常可能無法被檢測到;(4)某些DNA 的丟失與複製平衡時,腫瘤細胞的 DNA 測值正常;(5)不同醫生的肺泡灌洗技術不同,且受腫瘤部位影響,標本質量欠佳。而假陽性的出現可能與細胞受到細菌、真菌、病毒等感染的影響,以及過度反應性增生相關。有研究發現,DNA 倍體分析診斷惡性腫瘤可以比組織學診斷提前 1~15 個月。DNA 倍體分析不能辨別病變細胞類型,僅提示細胞有病變。

4.DNA 倍體分析的診斷閾值

目前,宮頸病變的 DNA 異倍體診斷標準已明確, 陽性診斷閾值為 DI 值大於 2.5,細胞數大於或等於 3;口腔癌中的陽性診斷標準為 DI 大於 2.3,細胞數大於或等於 3。但目前 DNA 倍體分析在胸腔積液中的陽性診斷標準尚未完全明確,多項關於 DNA 倍體分析在胸腔積液中診斷閾值的研究,其結果差異較大。孟芝蘭等的研究顯示,當 DI 大於 2.5、細胞數大於或等於 1 時,診斷價值最大;但其另一項研究結果顯示,陽性診斷閾值為 DI 大於 2.5,細胞數大於或等於 4。張素霞等的研究結果顯示,當 DI 值大於 2.5、細胞數大於或等於 3 時有最大診斷價值,而該結果與 GUILLAUD 等的研究結果類似,說明 DNA 倍體分析在肺癌中的診斷閾值與其他類型標本不同,還需更大樣本的研究明確陽性診斷閾值。

6.小 結

DNA 倍體分析在肺癌診斷中有一定的應用價值, 與腫瘤的侵襲及預後有一定關係,但其陽性診斷閾值還需進一步標準化。

文章節選自:現代醫藥衛生2018年5月第34卷第10期

腫瘤醫學論壇綜合整理


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