综述：胃癌筛查的进展：新型设备和生物标志物

这篇综述聚焦胃癌筛查领域。当前胃癌死亡率高，传统内镜筛查存在局限。文中探讨了磁控胶囊内镜（MCCE）、光学相干断层扫描（OCT）等新型设备，以及癌胚抗原（CEA）、胃蛋白酶原（PGs）等生物标志物，为胃癌筛查新策略提供思路。

　　

胃癌筛查的进展：新型设备和生物标志物

胃癌是一个严峻的全球健康问题，在常见恶性肿瘤中排名第五，也是癌症相关死亡的主要原因之一。早期发现对改善患者预后至关重要，早期诊断的患者五年生存率可超 90%。目前，上消化道内镜检查是胃癌筛查和检测的金标准，虽然准确性高，但存在侵入性、成本高、依从性和可及性低等缺点。因此，探索创新的胃癌筛查方法迫在眉睫，本文将重点介绍近十年来新型设备和生物标志物在胃癌筛查方面的进展。

新兴的非内镜胃癌筛查技术

与传统纤维内镜不同，胶囊内镜（CE）无需大型柔性线缆，减少了患者不适并扩大了检查范围。磁控胶囊内镜（MCCE）的出现更是一大突破，它能实现更精确的导航，对胃部进行更全面的成像。MCCE 具有舒适、安全、无需麻醉、无交叉感染风险等优点，还能观察到传统方法可能遗漏的部位，尤其适用于老年人和儿童，临床接受度较高。不过，MCCE 在胃癌诊断的阳性率方面仍有提升空间。例如，欧洲一项研究显示，其对轻微病变的诊断阳性率为 55.9%，对重大病变仅为 4.9%。近期算法的发展为提高扫描效率和可靠性带来了希望，全自动磁控胶囊内镜（FAMCE）系统对胃解剖标志的检测率达 100%，与传统胃镜的一致性高达 99.61%，在某些情况下甚至能发现额外病变，但 MCCE 无法进行活检和治疗干预，也不能注入气体和水，控制胶囊通过幽门也存在困难，目前还不能完全替代传统内镜，不过仍是有价值的非侵入性胃癌筛查工具。

光学相干断层扫描（OCT）为生物组织内部结构成像提供了新途径。MCCE 通过主动磁控改善胃部成像，而 OCT 能提供实时、高分辨率的三维组织图像，可详细观察组织表面和微观结构。近期研究表明，被动单纤维 OCT 探头可用于非内镜设备放置、接触传感和胃肠道高质量成像，拓宽了 OCT 的应用范围。此外，优化的基于深度分辨率估计的光学衰减系数（OAC）映射方法进一步提升了 OCT 识别病理变化（包括胃癌）的能力，使用支持向量机分类器，识别准确率可达 98.6% 。

近年来，人工智能（AI）在胃肠病学领域发挥了变革性作用。基于 OCT 能提供高分辨率胃组织成像的特点，AI 进一步增强了其临床实用性。一种优化的 ResNet18 模型在通过 OCT 图像区分癌性和正常胃组织方面表现卓越，分类准确率高达 99.9%。这种深度学习方法简化了 ResNet18 结构，减少了系统资源需求，同时在精度、召回率、特异性和 F1 指标等方面保持高性能，有望使 OCT 成为胃癌实时术中决策的重要工具，提高手术效果和诊断准确性。

个性化胃癌筛查中的生物标志物

个性化医学（precision medicine）正改变着癌症治疗模式，它根据患者的基因组成、分子特征、生活方式、病史和心理社会因素等进行量身定制的诊断和治疗。通过特定生物标志物针对高危人群进行疾病早期检测，而非采用 “一刀切” 的方法。组学领域的进展为深入理解胃癌等复杂疾病的分子机制提供了帮助。

Leja 等人在 2021 年发表了关于早期胃癌检测的传统和新兴生物标志物的综述。癌胚抗原（CEA）和其他传统癌症标志物，如糖类抗原（CA）72 - 4、CA125 和 CA19 - 9，主要用于治疗监测和预后评估，在早期胃癌检测或筛查中的作用有限，因为它们的敏感性和特异性较低，且在疾病晚期往往才会升高。胃蛋白酶原（PGs）是胃蛋白酶的前体，由胃黏膜细胞分泌，是评估胃黏膜健康的关键生物标志物。PGI 主要由胃底腺分泌，PGII 则来源于多个胃和十二指肠腺。PGI 水平低或 PGI/PGII 比值降低与胃底腺萎缩密切相关，PGII 水平升高可能表明上皮化生、发育异常或其他胃部异常。血清胃蛋白酶原已被广泛研究，多项系统评价和荟萃分析表明其有望作为基于人群的萎缩性胃炎和胃癌筛查工具，但存在较高的异质性。此外，血清 PGs 与抗幽门螺杆菌（H. pylori）抗体结合的 ABC 方法在胃癌分层和大规模筛查中展现出潜力，探索加入胃泌素 - 17 和生长素释放肽等其他生物标志物也有助于提高胃癌筛查的准确性。然而，Ga??enko 等人的研究显示，大多数白种人胃癌患者的 PG 和胃泌素 - 17 水平正常，说明这些生物标志物作为单一筛查工具在该人群中的实用性可能有限。

液体活检是一种新兴的非侵入性检测和分析肿瘤衍生成分的方法，这些成分包括循环肿瘤细胞（CTCs）、游离和循环肿瘤 DNA（cfDNA 和 ctDNA）、RNA（RNAs、非编码 RNAs、环状 RNAs、微小 RNAs [miRNAs]）以及外泌体和蛋白质等，可在血液、唾液、尿液、粪便等体液中检测到。目前，针对胃癌有两种商业化的血液检测产品：GastroPanel? 和 GASTROClear。GastroPanel? 推出已有二十多年，包含 PGI、PGII、胃泌素 - 17 和 H. pylori IgG 抗体四种生物标志物，用于筛查和监测萎缩性胃炎及 H. pylori 感染。GASTROClear 则利用血清中 12 种 miRNA 生物标志物，是首个获批用于高危人群早期胃癌检测的分子血液检测方法，敏感性接近 90%。除了这些商业检测，众多基于 RNA、DNA、蛋白质和代谢物的生物标志物也在胃癌检测研究中取得了有前景的成果。唾液和尿液因具有非侵入性、采集方便、适合即时检测（PoCT）等特点，成为液体活检的理想替代体液。唾液富含核酸、蛋白质和代谢物，通过唾液 RNAs、凝集素和微生物群检测胃癌的敏感性可超 90%。尿液检测主要侧重于代谢组学分析，为非侵入性筛查提供了途径，尤其适合 PoCT，有望开发出快速、便捷的诊断工具。

即时检测设备

即时检测（PoCT）是指在患者附近或护理现场进行的医学诊断检测，无需中央实验室设施即可快速获得结果。这类设备操作简便，医护人员甚至患者自己都能快速获取准确诊断信息，便于及时决策和启动治疗。PoCT 系统借助微流体、生物传感器和纳米技术的进步，可检测血液、唾液、尿液、呼气等生物样本中的生物标志物。与传统实验室检测方法相比，PoCT 设备体积小、成本低、使用方便，在资源有限地区、基层医疗或家庭医疗保健中具有重要价值。

呼气检测作为一种有前景的非侵入性胃癌筛查和风险分层工具正逐渐兴起。它通过分析呼出气体中的挥发性有机化合物（VOCs）来反映与胃癌相关的代谢变化。过去十年的研究表明，便携式设备和传感器阵列在区分胃癌患者和健康对照方面具有较高的诊断准确性。近期试验探索了具有更高敏感性和特异性的 VOC 组合，甚至对早期和癌前病变也有较好的检测效果，且受 H. pylori 感染等混杂因素的影响较小。PoCT 设备在检测 H. pylori 方面应用广泛，尿素呼气试验（UBT）是检测 H. pylori 感染的高效非侵入性方法。

PoCT 技术的进步推动了新型胃癌早期检测和监测设备的研发。这些创新设备与生物标志物结合，提高了胃癌检测的敏感性和特异性，涵盖微流体检测平台、纳米颗粒增强生物传感器和芯片实验室技术等。例如，一种用于唾液诊断的微流体光电子传感器可通过检测唾液中二氧化碳（CO₂）和氨（NH₃）水平升高来检测 H. pylori 感染，进而辅助非侵入性早期胃癌检测；新型楔形微流体芯片（CTC - μChip）可从血液样本中高效分离和检测循环肿瘤细胞（CTCs），成本低、可大规模生产，从 2mL 血液中检测胃癌患者 CTCs 的捕获率达 75%，且 CTCs 计数与全身炎症标志物显著相关，对胃癌监测和预后评估具有重要临床意义；一种无泵、高通量微流体芯片可超灵敏检测胃癌相关的 ctDNA 突变，如 PIK3CA、E542K 和 TP53；表面增强拉曼散射（SERS）微流体芯片能高特异性检测癌胚抗原（CEA）和血管内皮生长因子（VEGF），减少非特异性吸附；先进的微流体 - SERS 传感系统可检测参与胃癌发病机制的炎症生物标志物基质金属蛋白酶 - 9（MMP - 9）和白细胞介素 - 6（IL - 6）；基于芯片的凝集素微阵列糖组学方法可识别不同阶段胃炎和胃癌的糖标记物，通过对正常、慢性 B 型和 C 型胃炎及胃腺癌患者的血清和胃活检样本分析，发现组织样本的糖谱比血清更具特征性，为不同疾病组建立了特征性糖谱，揭示了与慢性胃炎和胃癌相关的新糖表达模式；一种一次性电化学微流体芯片可同时检测 CEA、CA19 - 9、H. pylori CagA 蛋白、P53、PG I 和 PG II 六种胃癌相关生物标志物，具有高敏感性、短处理时间和防止交叉污染的特点。

此外，基于智能手机的生物传感器在早期癌症诊断方面展现出潜力，虽目前未专门针对胃癌，但未来有望经调整用于胃癌检测。纳米颗粒增强生物传感器利用纳米颗粒独特的物理化学性质，如金纳米颗粒（AuNPs）、量子点（QDs）、铂纳米颗粒（PtNPs）和碳点（CDs）等，放大信号转导，可检测传统方法难以识别的低丰度生物分子。AuNPs 因出色的光学和电子性质在生物传感中应用广泛，其高比表面积增强了生物分子相互作用，提高了检测灵敏度，已成功用于表面等离子体共振（SPR）和比色生物传感器，降低了 miRNA106a 和 miRNA148a 等胃癌生物标志物的检测限，在增强电化学生物传感器方面也有突出表现；Au - Ag 合金涂覆在多壁碳纳米管（MWCNTs）上可用于检测胃癌细胞的挥发性生物标志物，AuNPs 与 QDs 结合可实现对胃癌相关 miRNAs（如 miR - 106a 和 let - 7a）的同时检测，且无需复杂的聚合酶链反应（PCR）处理；QDs 增强了侧向流动分析（LFA）的性能，一种新型双色 QD 负载纳米颗粒侧向流动生物传感器可解决膜上不同位置导致的异质性问题，能高精度检测 PG I 和 PG II 等生物标志物，单测试线设计确保了比率相关诊断结果的精确可靠；PtNPs 在免疫分析中可提高检测灵敏度并简化操作，用于新型免洗免疫分析可同时检测多种生物标志物，在差异免疫分析中对 CA 72 - 4、CA 19 - 9 和 CEA 等血清生物标志物的检测结果与临床常规方法相符；CDs 因良好的稳定性、均匀性和可调节光学性质，被用于荧光纸基分析设备（PADs）检测胃癌相关生物标志物 miRNA - 21 和 circRNA - HIAT1，该平台抗干扰能力强、特异性好，有望成为胃癌 PoCT 的有力候选工具。

新型设备和生物标志物的整合

将先进成像设备和分子生物标志物纳入临床指南，可能为胃癌筛查和早期检测带来重大进展。将金标准的内镜检查与新兴的基于非侵入性生物标志物的技术相结合，有望通过筛查提高早期检测率，改善患者预后，减轻医疗系统负担。

新型筛查技术的成本效益是影响其推广应用的关键因素。传统内镜筛查虽有效，但资源消耗大，在低、中风险人群中广泛开展并不可行。生物标志物检测和非侵入性设备，如 miRNA 血液检测和血清 PG 水平检测，提供了更易获取且成本效益更高的替代方案。Kapoor 等人的研究表明，对中危人群（50 - 75 岁中国男性）采用基于 miRNA 检测的风险分层，高风险者进行内镜检查，低风险者进行三年随访，是一种具有成本效益的策略，但在印度或马来族裔的类似人群中可能不适用，这可能与癌症发病率差异有关。

总结与展望

非内镜方法为胃癌筛查提供了更微创、更易获取的策略，尤其是在基层医疗环境中，扩大了筛查的可及性。基于生物标志物的风险分层个性化筛查正迅速发展，有望革新当前癌症诊断模式。然而，将基于生物标志物的方法转化为临床实践仍面临挑战，多数生物标志物仅在单一研究中被发现，或主要在特定人群中进行研究。

胃癌发病率存在显著的地域差异，这提示在研究和制定筛查策略时，需重视不同人群的特异性。应开展更多验证研究，确保已发表数据的可重复性和普遍性，以实现更精准的风险分层和个性化早期检测。尽管生物传感器为早期胃癌检测提供了有前景的方向，但要实现大规模应用，还需解决监管审批等问题，推动这些技术从实验室走向临床实践，为胃癌防治带来新的突破。