快速筛查大肠癌高危人群的研究

目录

前言

甲烷和大肠癌相关性的研究

检查呼气甲烷的原理

检查呼出气中甲烷的方法

实验设计方案

小结

前言

大肠癌是常见的恶性肿瘤，近年来，我国大肠癌的发病率呈现明显上升的趋势。根据国内发表的资料，2002年，我国大肠癌的发病率为7%，到了2015年，大肠癌的发病率达到13%，翻了将近一倍。中国的大肠癌每年发病递增速度为世界平均数的两倍。在我国大肠癌的发病率和死亡率分别位于恶性肿瘤的第3位和第4位，在城市已经成为发病率第二位的癌症，并且呈现年轻化趋势，我国发病人群30岁以下占15％。在我国每5分钟就有一人死于大肠癌。

大肠癌发病率迅速上升主要与人的生活方式变化有关，如高蛋白、高脂肪、少谷物、少蔬果饮食，身体活动减少，超重肥胖增多等因素。大肠是体内细菌主要聚集地，对人的生理和病理起重要作用。国内外都有研究报道生活方式，特别是饮食方式明显改变肠道的微生态环境，导致菌群紊乱。细菌产生的毒素可以刺激大肠导致炎症和癌症。

早期大肠癌症状不明显，导致了我们不能及时的发现。目前常用的检查方法均是在大肠癌已经发生，出现明显的临床症状时才能引起人们的注意，而这时大肠癌已经发展到了中晚期阶段。有报导指出80％的大肠癌发现时已是中晚期，中晚期大肠癌５年生存率约50％。而如果能早期发现大肠癌，其5年生存率可以达到90%。早期发现大肠癌，甚至在大肠癌发生之前，早期发现易患大肠癌的高危人群是发达国家政府、医疗和科研机构所努力追求的目标。及早发现大肠癌的高危人群，改变生活方式有助于预防大肠癌。大肠癌的发病和肠道菌群紊乱、便秘有密切关系。及早发现肠道菌群紊乱，用非药物干预方法调节肠道菌群有助于预防和减少大肠癌发病率。

甲烷和大肠癌相关性的研究

呼出气中的甲烷来自于肠道内产甲烷菌，临床上可以作为一种生物标记物反映肠道内产甲烷菌的存在与否和活性。国内外均有临床研究发现甲烷和便秘及大肠癌有密切关系。美国加州大学JAY A.PERMAN博士在《胃肠病学》发表题为“甲烷和大肠癌”的综述文，指出检测呼出气中的甲烷技术是研究大肠癌的有用的工具。美国Wilkens博士等人在《癌症流行病学生物标记物和预防》期刊发表文章提出同时检查呼出气中氢气和甲烷的方法做大肠癌的流行病学调查是一种临床可行的方法。

国际著名的肿瘤研究中心，美国德克萨斯安德森肿瘤研究中心的科学家报道，呼出气中的氢和甲烷是大肠厌氧菌的代谢产物，也是大肠癌和大肠息肉的代谢标记物。大肠癌患者中有28%的人有同时有高甲基吲哚和高呼出气甲烷，而对照组只有2%的人有甲烷。他们提出检查呼出气中甲烷和粪便甲基吲哚是一种有用的筛查大肠癌高危人群的方法。

2012年《英国外科学》发表的文章介绍了美国克利夫兰医学中心发现测呼气预测大肠癌的准确率达到75%。英国科学家对南非1,016名患有大肠癌和其它大肠疾病的人群进行研究，发现大肠癌患者呼出气中的甲烷明显高于有患有其它大肠疾病的人群，其中，女性比例略高于男性（女性63%， 男性57%）。

西班牙科学家在《胃肠病学》期刊报道了他们的发现，在正常人群有42.9%的呼出气中可以测到甲烷，而在大肠癌患者中有91.4%的患者可以测到甲烷。他们还发现在切除大肠癌之后，这些患者呼出气中甲烷的检出率降到47.2%。

英国剑桥大学的科学家在国际著名的杂志《柳叶刀》发表文章报道大肠癌患者中有80%呼气中可以检测到甲烷，而患有其它大肠疾病的人群中只有39%的人呼气中可以检测到甲烷，在没有大肠疾病的人群中有40%的人呼气中可以检测到甲烷。在男性大肠癌的患者中有76%的患者呼出气中可以测出甲烷，只有24%的患者没有测到甲烷。在女性大肠癌的患者中有85%的患者呼出气中可以测出甲烷，只有15%患者没有测到甲烷。大肠癌患者呼出气中甲烷的平均数为28.8ppm。标准差为20.9ppm。

    我国上海市消化研究所和的科学家在《微生物学报》发病文章指出呼气宋气体标本中的甲烷量有望成为监护癌前状态发生结肠或直肠癌和监护癌肿切除者复发的一种快速 简便和非侵人性的方法。他们报的大肠癌切除前呼气中甲烷值为21.76±21.62ppm，癌肿切除后呼气中甲烷值为1.708±1.207ppm（P<0.O01）。大肠癌切除后呼气中甲烷量显著降低。他们发现正常人群呼出气中甲烷的阳性率为11%，大肠癌患者呼出气中甲烷的阳性率为80%。张丽冬等人在《上海医学》发表了他们题目为“甲烷呼气试验和粪便隐血试验对大肠癌诊断价值的评析”的研究结果。研究中发现甲烷呼气试验与大肠癌病期(T N M分期) 有显著相关性。

检查呼气中甲烷是一种快速, 简便和非侵入性的方法。国内外的研究揭示出检查呼出气中的甲烷可以做为一种简便实用的筛选大肠癌的方法。因此，呼气末气体标本中甲烷量的检测有望成为监护癌前状态结肠或直肠癌的发生和监护癌肿切除者复发的一种快速、简便和非侵入性的方法。

检查呼气甲烷的原理

    甲烷呼气检测之所以可以用于临床检验的基本是基于以下几个基本要素：

第一、人体的新陈代谢虽然可以产生氢离子，但是不产生分子状态的氢气和也不能产生甲烷气体。我们呼出气中的甲烷和氢气全部来自于胃肠道的细菌在酵解碳水化合物过程中产生的代谢产物。

第二、胃肠道产生甲烷和氢气必须基于两个最基本的条件，即胃肠道要有碳水化合和可以酵解碳水化合物的细菌，这两个因素缺一不可。所以可以认为甲烷和氢呼气主要是反映与胃肠道细菌和胃肠道对碳水化合物消化吸收有关的疾病。

第三、正常情况下，胃肠道细菌酵解碳水化合物后产生包括甲烷和氢在内的气体，其中大约有14-21%的气体可以通过肠粘膜屏障进入血液循环，经血液循环到达肺泡，通过气体交换呼出体外。呼出气中的甲烷和氢含量很低，在ppm水平。ppm是英文Parts Per Million的缩写，称百万分率，表示百万分之几。在某些疾病情况时，肠粘膜的通透性变化，甲烷通过率增加，有报导肠道甲烷和氢的通过率可以达到50%。

检查呼出气中甲烷的方法

    我们根据国内外大量研究结果和在中国临床开展甲烷和氢呼气应用，总结出适合于中国国情，便于普及和广泛开展的通过检查呼出气中甲烷，快速筛查大肠癌高危人群的方法。

    我们设计了专利的带有单向阀门的末端呼出气的专用气体采集袋，便于使用，价格适中，可以长期存储、便于运输。

    需要筛查的人员，在食用含有丰富的纤维素和多糖食物后4小时，在我们设计的专用呼气末气体采集袋写上本人的基本信息后向袋子吹一口气。单向阀门自动封闭进气孔。把气体采集袋送到甲烷气体检测中心，用专用的固态传感器甲烷和氢气体分析仪测量气袋气体中甲烷的含量，然后将结果通知受检者。

    对于40岁以上、有便秘史的人，如果末端呼气中甲烷含量大于10ppm应该考虑为大肠癌的高危人群。需要做进一步的检查。