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研究背景结直肠癌是死亡率和发病率分别位居第二位和第三位的恶性肿瘤。进展期腺瘤是结直肠癌的癌前病变,早期筛查结直肠癌和进展期腺瘤可以降低结直肠癌的死亡率和发病率。粪便免疫化学试验(fecal immunochemical test,FIT)作为一种非侵入且经济有效的方法,已成为筛查的一线选择。大部分进展期腺瘤和一部分结直肠癌的出血极为微量,常规定量FIT的检测下限为50 ng/mL,难以检出这部分病变,因此尽管常规定量FIT对结直肠癌有较好的灵敏度,但其对进展期腺瘤的灵敏度一般。研究表明,筛查截断值由100 ng/mL降至50 ng/mL可提高结直肠癌的检出。因此,截断值进一步降至10 ng/mL也有望检出更多的结直肠癌和进展期腺瘤。为提高检测粪便微量血红蛋白的灵敏度,从而提高对结直肠癌,尤其是对进展期腺瘤的诊断效能,进而降低结直肠癌发病率,本研究通过医工结合共同研发了高敏定量FIT,将定量检测下限由50 ng/mL降至10 ng/mL,对血红蛋白的检测更加灵敏和准确。高敏定量FIT通过检出更加微量的粪便血红蛋白,可进一步减少病变漏诊,有助于提高FIT在结直肠癌和进展期腺瘤中的诊断价值。本研究通过评估高敏定量FIT的检验性能,验证其对更低浓度的粪便血红蛋白检测的可靠性和稳定性;同时,本研究首次应用高敏定量FIT诊断结直肠癌和进展期腺瘤,通过诊断效能和样本检测方法探究更低浓度截断值(≥10 ng/mL)在结直肠癌筛查中的应用价值。第一部分 高敏定量FIT性能评估的研究研究目的:通过检测高敏定量FIT的性能指标,明确高敏定量FIT的仪器性能和应用能力。研究方法:通过精密度、线性范围、携带污染率、分析灵敏度、空白限、检出限、定量限、钩状效应、试剂稳定性和粪便样本稳定性等方面评估高敏定量FIT的检测性能。研究结果:高敏定量FIT在10 ng/mL以上的批内和日间精密度的变异系数(coefficient of variation,CV)均<10%;线性范围为10~280 ng/mL;携带污染率为0.0000068%;分析灵敏度的吸光度变化位于0.0125~0.0115 mABS的范围内;空白限、检出限和定量限分别为4.28,4.77和10.0 ng/mL;钩状效应反映显示抗原过剩出现在约663 ng/mL时;开瓶试剂在至少34天内偏差<10%;粪便样本同日重复检测CV值为0.45%~2.73%,2~8℃连续检测7、14和21天的CV值分别为1.38%~8.24%,1.44%~7.05%和1.53%~10.39%,25~30℃连续检测7、14和21天的CV值分别为0.70%~9.13%,2.90%~29.54%和3.60%~37.54%。研究结论:1高敏定量FIT的量程为10~280 ng/mL,可以稳定、定量地检测10 ng/mL以上的粪便血红蛋白,不受钩状效应和高浓度样本污染的影响。2使用样本采集管保存的粪便样本,可在2~8℃环境下保存至少14天,在25~30℃环境下保存至少7天。第二部分高敏定量FIT对结直肠进展期腺瘤和结直肠癌诊断效能的研究研究目的:本部分通过使用高敏定量FIT,探究更低浓度的截断值能否提高对进展期腺瘤和结直肠癌的诊断效能研究方法:前瞻性纳入2020年7月~12月至山东大学齐鲁医院进行结肠镜检查的50~75岁患者。所有患者在完成高敏定量FIT后一周内进行结肠镜检查,以结肠镜检查结合病理结果为“金标准”,评价高敏定量FIT对进展期腺瘤和结直肠癌的诊断效能。研究结果:研究共纳入811例患者,共确诊20例(2.5%)结直肠癌和47例(5.8%)进展期腺瘤。当截断值由100 ng/mL降低至10 ng/mL时,诊断进展期腺瘤的灵敏度由19.1%升至66.0%,特异度由95.0%降至85.1%,诊断结直肠癌的灵敏度由90.0%升至100.0%,特异度由96.3%降至84.2%。高敏定量FIT诊断进展期腺瘤和结直肠癌的曲线下面积分别为0.846和0.981,最佳截断值分别为10 ng/mL和29 ng/mL。研究结论:1相比常规定量FIT在50 ng/mL达到定量检测下限,高敏定量FIT将检测下限降至10 ng/mL,可进一步提高对进展期腺瘤和结直肠癌的检出率。2截断值降至10 ng/mL可达到诊断进展期腺瘤的最佳效能,可显著提高诊断进展期腺瘤的灵敏度。3由于结直肠癌比进展期腺瘤更易出血,截断值降至约30 ng/mL即可以达到适合结直肠癌的诊断效能。第三部分 一日法和两日法对高敏定量FIT诊断结直肠癌和进展期腺瘤影响的研究研究目的:本部分旨在探究在更低浓度截断值时适合诊断结直肠癌和进展期腺瘤的样本检测方法。研究方法:前瞻性纳入2020年7月~2021年3月至山东大学齐鲁医院进行结肠镜检查的50~75岁患者。所有患者在结肠镜检查前完成两次排便的样本采集。第1个样本结果和两个样本的最高值分别为一日法和两日法的结果,比较两种方法对结直肠进展期肿瘤的诊断效果。研究结果:共纳入913例患者,共确诊25例(2.7%)结直肠癌和56例(6.1%)进展期腺瘤。在10 ng/mL时,一日法和两日法诊断结直肠癌的灵敏度分别为84.0%和100.0%(P=0.134),特异度分别为90.1%和83.9%(P<0.001);一日法和两日法诊断进展期腺瘤的灵敏度分别为33.9%和66.1%(P<0.001),特异度分别为89.5%和84.7%(P<0.001);一日法和两日法诊断结直肠癌的曲线下面积分别为0.949和0.983(P=0.041),诊断进展期腺瘤的曲线下面积分别为0.780和0.833(P=0.032)。研究结论:1相比一日法,两日法增加了高敏定量FIT的阳性率,可整体提高对结直肠癌和进展期腺瘤的诊断效能。2截断值为10 ng/mL时,两日法不能显著提高对结直肠癌的检出率,一日法更适合用于诊断结直肠癌;而两日法可显著提高诊断进展期腺瘤的检出率,适合用于进展期腺瘤的诊断。