背景近二十年来,美国结直肠癌的发病率和死亡率都在下降,这50%得益于筛查方案的改进,50%得益于避免高危因素的暴露。在我国,目前结直肠癌筛查,主要还是采用序贯筛查法。即采用高危因素问卷调查结合免疫法粪便隐血检查(FOB)为初筛方案,问卷阳性或FOB阳性的人群被认为是初筛阳性人群,将接受肠镜检查。该筛查方案,在我国当前的国情下被认为是可以推广的结直肠癌筛查方案,但也存在进一步提高的空间。肠镜是结直肠癌筛查的金标准,但顺应性不够。FOB能减少结直肠癌发病率和死亡率。但FOB筛查结直肠癌的敏感性,尤其对筛查结直肠腺瘤的敏感性较低。目前在我国,高危因素问卷结合FOB初筛后的阳性人群经过肠镜检查后,肠镜顺应性仅40%左右,肠镜检出率19.3%-27.2%。低的肠镜检出率,说明初筛阳性人群的特异性不够。本课题组尝试寻找一种简单无创的,肿瘤特异性的筛查手段,提高初筛阳性人群的特异性,在提高肠镜检出率的同时提高肠镜检查的顺应性。肿瘤的发生发展伴随各类分子事件,包括代谢变化。M2型丙酮酸激酶(pyruvate kinase isoenzyme type M2),被认为是某些高增殖细胞如肿瘤细胞糖代谢的关键酶,它反映了肿瘤代谢的变化。二聚体PK-M2可以释放到血液和肠道分泌物中被定量检测,是潜在的理想的结直肠癌筛查标志物。大部分癌前期病变都不会进展成为结直肠癌。根据结直肠癌前期病变的形态学特征,尚难以预测其癌变风险。结合分子水平特征对结直肠癌前期病变进行分类,有可能提供更客观的评估。KRAS (kirsten rat sarcoma viral oncogene)和BRAF (Proto-Oncogene, Serine/Threonine Kinase)突变激活MAPK (mitogen-activated protein kinase)通路,促进结直肠癌前期病变的恶性转化,是“腺瘤—结直肠腺癌”通路中的重要分子事件。研究自然人群(无症状筛查人群)中结直肠癌前病变KRAS和BRAF的突变状况,可能较客观地认识结直肠癌的发展规律,预测结直肠癌前病变癌变风险。对结直肠癌进行正确分期,可以指导选择临床治疗方案及预后判断。本课题组统计了1985年-2005年1368例结直肠癌患者的生存状况,发现根据AJCC7th TNM分期,ⅡC期结直肠癌的5年生存率44.8%比ⅢA、ⅢB期79.6%、58.0%的5年生存率明显低。对Ⅱ期结直肠癌患者的治疗,使临床困惑。本课题组在综合评价T分期和N分期在TNM分期的比重的基础上,提出了改良的结直肠癌分期方案。该分期方案,经过SEER数据的验证,被证明有一定合理性。但是该分期系统是否普遍适用于不同人群的结直肠癌分期,还有待验证。我们将用浙江大学附属第二医院1985-2011年除去0期和Ⅳ期的所有结直肠癌病例,对该分期模型进行分析研究和验证。第一部分粪便PK-M2在结直肠癌筛查的应用研究实验方法：筛查人群425人入组本研究,完成所有检测并得到分析。所有参加实验的受检者都进行高危因素问卷调查,FOB,肠镜检查和粪便PK-M2检测。完成所有项目的受检者,按照其肠道内的病变,分成肠镜阳性组和肠镜阴性组。其中肠镜阳性组包括小腺瘤,进展期腺瘤和腺癌。未发现上述病变的受检者,被认为是肠镜阴性。实验结果：在425例达到实验要求,并完成肠镜的受检者中,肠镜结果阳性的115例,PK-M2检查结果阳性的147例,FOB检查结果阳性的151例,高危因素问卷调查结果阳性的81例。在3例腺癌中,FOB检测和PK-M2检测均为阳性,而问卷调查均阴性。FOB检查结果中,6例高级别上皮内瘤变5例阳性,敏感度达到83.3%；PK-M2检查结果中,6例高级别上皮内瘤变4例阳性,敏感度达到66.7%；问卷调查结果中,6例高级别上皮内瘤变1例阳性。FOB检查结果中,22例进展期腺瘤的16例阳性,敏感度达到72.7%；PK-M2检查结果中,22例进展期腺瘤的17例阳性,敏感度达到77.3%；问卷调查发现了22例进展期腺瘤中的1例,敏感度为4.5%。FOB检查结果中,90例小腺瘤的51例阳性,敏感度达到56.7%；PK-M2检查结果中,90例小腺瘤的58例阳性,敏感度达到64.4%；问卷调查结果中,90例小腺瘤的21例阳性,敏感度为23.3%。当FOB联合PK-M2时,可以发现100%的腺癌,95.5%的进展期腺瘤和74.4%的小腺瘤；特异性60.9%。卡方检验结果表明,PK-M2筛查结直肠癌及癌前期病变的敏感性,及特异性虽然在数值上高于FOB,但并未达到统计学差异。不同结直肠癌筛查方式在不同亚组结直肠病变的筛查效果结论：PK-M2筛查结直肠癌及癌前期病变的敏感性,和特异性虽然在数值上高于FOB,但并未达到统计学差异。未来,还需要更大样本的数据来检验PK-M2在结直肠癌筛查中的表现。第二部分KRAS12,13密码子和BRAFV600E突变在结直肠癌前期病变中的分布及其生物学意义实验方法：本研究所有病例均来自嘉善全国结直肠癌早诊早治示范基地。2011年5月-2014年4月,共87254位受检者接受高危因素问卷调查结合FOB的结直肠癌初筛。初筛阳性者,进行肠镜检查,肠镜发现4302例结直肠癌前期病变。这4302例结直肠癌前期病变的临床和病理特征得到分析。随机挑选其中2011年1月至2014年10月结直肠腺瘤肠镜活检标本石蜡组织495例,分析KRAS 12,13密码子和BRAFV600E的突变状况。实验结果：在495例被挑选的结直肠癌前期病变中,KRAS突变的143例,占28.9%。这143例突变的癌前期病变中,男性93(93/311,29.9%)例,女性50(50/184,27.2%)例。位于左半结肠的97(97/346,28.0%)例,位于右半结肠的46(46/149,30.9%)例。增生性息肉20(20/65,30.8%)例,低级别上皮内瘤变85(85/337,25.2%)例,高级别上皮内瘤变38(38/93,40.9%)例。在85例突变的低级别上皮内瘤变中,管状腺瘤24(24/155,15.5%)例,管状绒毛状腺瘤46(46/123,37.4%)例,锯齿状腺瘤12(12/52,23.1%)例,绒毛状腺瘤3(3/7)例。143例KRAS突变的腺瘤中,101例(70.6%)为12密码子单碱基突变,30例(21%)为13密码子单碱基突变,12例(8.4%)为不同碱基的同时突变或者同一个碱基两个以上的突变。总共155个突变中,97例(62.6%)为移码突变(transition mutation),50例(37.4%)为颠换突变(transversion mutation)。最常见的突变是G12D (GGT-GAT),该突变类型占所有突变的43.4%。在495例被挑选的结直肠癌前期病变中,共77例癌前期病变被发现有BRAFV600E突变,其中45例为男性,32例为女性。18例(18/149,12.1%)位于右半结肠,59(59/346,17.1%)位于左半结肠。24例为增生性息肉,48例为低级别上皮内瘤变,5例为高级别上皮内瘤变。在BRAF突变的低级别上皮内瘤变中,10例为管状绒毛状腺瘤,8例为管状腺瘤,26例(26/52,50%)为锯齿状腺瘤,4例为绒毛状腺瘤。KRAS和BRAF的分布特点结论：KRAS突变更常见于具有绒毛状结构的腺瘤(31.7%KRAS突变)和高级别上皮内瘤变(40.9%KRAS突变)。BRAF突变更常见于锯齿状腺瘤(50%BRAF突变)和增生性息肉。在65例增生性息肉中,KRAS突变的20例,BRAF突变的24例。虽然某些增生性息肉在形态学上未见不典型增生,但是在分子水平,已经有恶变的潜能。第三部分结直肠癌临床分期的优化1.1368例结直肠癌临床及预后分析实验方法：使用SPSS 19.0软件对1985年1月至2005年12月间于浙江大学医学院附属第二医院经手术病理证实的1368例结直肠癌患者的19个临床及病理因素进行分析,单因素分析时采用Kaplan-Meier法计算生存率,Log-rank法比较生存率差异。多因素分析时采用Cox风险比例模型,得出影响结直肠癌患者预后的独立因素。按AJCC第七版TNM分期标准,对所有患者进行分期。结果：1368例患者3、5、10年总生存率分别为67.5%、60.2%、53.5%；根治术后3、5、10年生存率分别为77.6%、69.9%、62.4%。按AJCC第七版TNM分期,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、 Ⅳ期的5年生存率分别为90.1%、72.6%、53.8%、10.4%。Cox模型多因素分析发现肿瘤浸润深度、转移淋巴结数、送检淋巴结总数、邻近器官受累、远处转移、手术方式和术后感染等7个因素是影响结直肠癌预后的主要独立因素。尤其是ⅡC期患者的5年生存率(44.8%)低于ⅢA期(79.6%)、ⅢB期(58.0%),上述各因素的生存曲线比较其差异有统计学意义(P<0.05)。结论：肿瘤浸润深度、转移淋巴结数等7个因素是影响结直肠癌预后的主要独立因素。原发肿瘤的浸润深度对于Ⅱ/Ⅲ期结直肠癌患者的预后可能更有提示作用。2. 结直肠癌临床分期的优化-结直肠癌分期应该增加T分期的权重实验方法：收集2080例1985-2011年接受手术的无转移进展期结直肠癌患者的T,N分期,病理特征和随访信息。使用总体生存率和疾病特异性生存率比较AJCC76版TNM分期系统和T-plus分期系统的均一性,区别力以及梯度的单一性。实验结果：从梯度单一性来看,T-plus分期系统对结肠癌和直肠癌都更好。根据Kaplan-Meier生存曲线,从T-plus分期系统对不同分期的区别力来看,患者的预后与分期成负相关。然而,AJCC7th版TNM分期系统中,Ⅲa期患者的预后比Ⅱ期直肠癌和Ⅰ期结肠癌的预后好。从相同分期的同质性和不同分期的区别力来看,两个分期系统对直肠癌是类似的,但是T-plus分期系统对结肠癌明显更好。结论：本课题组提出的T-plus分期系统体现了很好的梯度单一性。未来的结直肠癌分期,我们建议在结直肠癌Ⅱ期和Ⅲ期的区别上不能单独根据淋巴结的状态,还要增加T分期的比重。