甲状腺滤泡肿瘤分为良性的甲状腺滤泡腺瘤(FA)和恶性的甲状腺滤泡癌(FTC)。FTC是第二大常见的甲状腺癌,侵袭性较强,常侵犯血管或(和)包膜,预后较差。FTC与FA的治疗与随访存在诸多差异。对FTC与FA进行精准鉴别诊断,有利于甲状腺滤泡性肿瘤的精准治疗,避免过度治疗或治疗不足。因此,鉴别诊断FTC与FA具有重要的临床意义。然而,FTC与FA的鉴别诊断几乎都依赖于诊断性甲状腺切除术后的病理学检查,术前诊断尚存在一定困难。近年来,影像学、细胞病理学、分子诊断学和代谢组学等领域的发展,为术前精确诊断甲状腺滤泡肿瘤的良恶性提供了新的方法和依据,具有较高的诊断效能和良好的应用前景。本文旨在综述甲状腺滤泡肿瘤良恶性诊断技术的最新研究进展。
詹思琪, 周天晗, 张煜, 等. 甲状腺滤泡肿瘤良恶性诊断技术的研究进展[J]. 中华普通外科杂志, 2023, 38(10): 792-795. DOI: 10.3760/cma.j.cn113855-20221027-00655.
近三十年来,甲状腺肿瘤的发病率呈持续上升趋势。2022年中国全国癌症报告显示,从2000至2016年,甲状腺癌发病率在16年间增长了约20倍。目前,甲状腺癌的发病率在所有恶性肿瘤中位列第7,而在女性人群中位列第3[1]。甲状腺滤泡肿瘤分为良性的甲状腺滤泡腺瘤(follicular thyroid adenoma,FA)和恶性的甲状腺滤泡癌(follicular thyroid carcinoma,FTC)。FTC是第二常见的甲状腺癌,约占总数的6.0%~10.0%。FTC侵袭性较强,常侵犯血管和(或)包膜,约有15.0%~27.0%经血行播散发生远处转移,其中最常见的转移部位是骨和肺[2]。与甲状腺乳头状癌相比,FTC病死率较高,发生转移的FTC患者10年生存率仅为23.6%~28.0%[3]。目前,甲状腺滤泡肿瘤良恶性的确诊有赖于病理学检查,主要依据肿瘤是否侵犯血管和(或)包膜。FTC与FA的治疗手段与随访监测存在诸多差异。对两者进行精确鉴别诊断有利于甲状腺滤泡性肿瘤的精准治疗,避免过度治疗或治疗不足,可以指导FTC患者接受更为全面彻底的综合治疗,改善患者预后。因此,术前鉴别诊断FTC与FA具有重要的临床意义。然而,美国甲状腺学会2015版指南指出,术前诊断甲状腺滤泡肿瘤的良恶性尚存在困难,其确诊几乎都依赖于诊断性甲状腺切除术后的病理学检查,诊断性手术切除已成为长期建立的管理标准。近年来,影像学、细胞病理学、分子诊断学和代谢组学等领域的发展,为术前精确诊断甲状腺滤泡肿瘤的良恶性提供了新的方法和依据,具有较高的诊断效能和良好的应用前景。因此,本文旨在综述甲状腺滤泡肿瘤良恶性诊断技术的最新研究进展。
影像学检查
甲状腺B超、CT是目前诊断甲状腺结节的常用方法。甲状腺滤泡肿瘤因其超声特征不典型,尤其是恶性潜能未定的滤泡性肿瘤和微小侵袭性FTC,术前超声诊断的敏感性仅为18.2%,特异性为88.7%。FTC的超声特征通常表现为形态不规则、边界不清、无细晕(包括无晕和不规则晕)、低或极低回声、有微钙化、实性的结节;而FA的超声特征则常表现为形态规则、边界清、有细晕、中等或高回声、无钙化、囊实性的结节。两者在超声特征上的差异有助于进行术前鉴别诊断。Ou等[4]分析了294例甲状腺滤泡性肿瘤的超声特征,其结果同样显示边界不清、低回声、结节性甲状腺肿、微钙化的超声特征与FTC显著相关。然而,与既往研究不同的是,该研究提出囊性变性和更高的甲状腺影像报告和数据系统分类也与FTC相关。研究者认为,囊性变性的形成可能是由于FTC的侵袭性和血管的坏死,是FTC的典型生物学行为表现。此外,肿瘤细胞的快速增殖和不同部位生长速度的不同也可能会导致囊性结构的形成。陈铃等[5]提出将改良版美国放射学协会甲状腺影像报告和数据系统中的边缘呈分叶状及不规则、中央血流为主作为鉴别FTC的指标,其敏感性和特异性分别为26.0%和98.6%、80.0%和56.3%,超声特征中的间断晕、卫星结节及小梁结构也有助于诊断FTC。因此,通过分析特定超声特征可以在一定程度上实现FTC和FA的鉴别。
CT扫描对鉴别甲状腺滤泡肿瘤同样具有重要意义。张洋[6]开展了一项纳入75例甲状腺滤泡肿瘤患者的回顾性研究,发现CT联合超声诊断滤泡肿瘤的敏感性为 92.0%,显著高于单独的超声诊断(68.0%)或单独的CT诊断(62.7%)。该研究发现FTC的CT特征表现为未发现树枝样结构、不丰富的血流信号、血管形态呈不规则性,且可见圆弧状、粗大或者斑块状钙化灶,钙化灶概率较高,多为微小钙化灶。对于甲状腺滤泡病变,超声与CT联合诊断的应用价值较高,能够提高疾病检查灵敏度,从而指导临床尽早采取有效治疗措施。虽然,CT在发现结节和定性诊断准确度方面不如超声,但其优势在于能够清晰显示较大病灶与周围结构关系及病灶血供状况,且对甲状腺癌淋巴结转移、环形或者粗大钙化及胸骨后甲状腺肿的观察更优于超声。因此,两者可互补以提高FTC诊断的准确性。
近年来,随着人工智能技术的快速发展,其已被广泛应用于医疗领域,包括诊断、鉴别诊断及临床决策等。在鉴别FTC和FA方面人工智能也具有较好的应用价值。Seo等[7]收集了230例FA和77例FTC超声图像中甲状腺结节边缘上的特征,运用卷积神经网络技术提取关键非图像化信息成功构建了鉴别诊断模型。该模型鉴别FA和FTC的准确率高达89.5%。Shin等[8]基于支持向量机和人工神经网络算法建立了以10个影像学特征为指标的FTC和FA鉴别诊断模型。研究结果显示,人工智能模型鉴别诊断准确率远高于超声医师(74.1%比64.8%)。虽然人工智能的甲状腺滤泡肿瘤良恶性鉴别诊断效能高于超声医师,但其准确率仍有待提高。如何将人工智能与超声、CT等传统检查方法进行深度系统化结合,进一步提高鉴别诊断的准确率,仍有待进一步探索研究。
近年来,随着影像学技术的进步,PCN的检出率呈上升趋势,特别是MRI的检出率可达2.4%~49.1%[2]。临床常见的PCN主要包括导管内乳头状黏液性肿瘤(intraductal papillary mucinous neoplasm,IPMN)、黏液性囊性肿瘤(mucinous cystic neoplasm,MCN)、浆液性囊性肿瘤(serous cystic neoplasm,SCN)、实性假乳头状肿瘤(solid pseudopapillary neoplasm,SPN)、囊性神经内分泌肿瘤(cystic neuroendocrine neoplasm,cNEN),约占所有PCN的90% [1 , 2]。不同类型的PCN具有不同的生物学行为,如IPMN和MCN均属于癌前病变,存在恶变风险[3]。PCN的直径大小、强化壁结节是否存在、主胰管扩张程度、囊壁厚度以及肿瘤增长速度等均是判断良恶性和手术指征的重要因素,不同PCN的恶变率差别较大,例如SCN的恶变较为少见[4],而IPMN、MCN及SPN均有较高恶变潜能[5 , 6],因此治疗策略也不尽相同。
细胞病理学
超声引导下细针穿刺(fine needle aspiration,FNA)细胞学检查是诊断甲状腺结节良恶性的重要手段。然而,仍有20.0%~30.0%的病例通过FNA细胞学检查未能明确诊断。通常不建议对滤泡肿瘤进行FNA,主要原因是不能准确判断有无血管或包膜的侵犯。此外,还有一部分未明确为滤泡肿瘤的患者进行了FNA细胞学检查,会因为穿刺对术后病理的影响增加假阳性率,导致误诊。也有学者研究发现,与FNA细胞学检查归为滤泡样病变患者相比,归类为滤泡样肿瘤患者术后组织病理学诊断为恶性肿瘤的占比更高(7.0%比21.4%)[9]。此外,FNA细胞学检查归为滤泡样肿瘤并且直径>4 cm的患者中,最终组织病理学检查证实约有37.5%为恶性。这一结果提示,根据FNA细胞学检查结果将甲状腺结节划分为肿瘤和病变可有效区分高风险和低风险结节,指导临床决策。Na等[10]发现除常见的指向恶性的细胞学特征外(多形性、细胞结构增加、细胞核大小不一、单一细胞核比例增加、核沟和异型性、巨滤泡结构减少及穿支血管),高细胞性、小梁状排列的小滤泡、核仁突出和大细胞发育异常等细胞形态学特征也有助于鉴别恶性肿瘤。
针芯活检(core needle biopsy,CNB)又称为粗针穿刺活检,常作为作诊断甲状腺结节的替代或补充方法。CNB具有较高的诊断准确率、较低的并发症发生率等优势,目前已在韩国等地广泛用于甲状腺结节的术前检查。相较于FNA,CNB对滤泡性肿瘤或可疑滤泡性肿瘤诊断的敏感度更高,提高了标本利用的充分性,有助于减少重复活检。CNB不仅可以提供结节本身的组织学信息,还可以显示结节与包膜及周围正常甲状腺组织的关系,其在甲状腺滤泡肿瘤鉴别诊断中的作用仍在探索当中。在一项纳入了298例FTC患者的研究中,Park等[11]比较了CNB、FNA和超声在指导患者手术中的价值,该研究发现只有仅进行了超声或FNA检查的患者发生手术延期,这表明CNB比FNA具有更好的手术指导作用。因此,对于具有超声特征且怀疑连续生长的大结节,CNB有助于尽早筛选出必要进行手术的患者。但有研究者发现,术前诊断滤泡性肿瘤或可疑滤泡性肿瘤时,CNB在预测恶性肿瘤方面并不优于FNA,在术前两种方式归为肿瘤的患者中,经术后组织病理学检查证实为恶性肿瘤的占比分别为46%和48%[12]。
液基细胞学检查是一种通过收集和制备细胞标本的新型检测技术,可清除血细胞和胶质蛋白对涂片的影响,提高诊断准确率,可用于甲状腺结节的穿刺活检,有助于诊断甲状腺滤泡肿瘤良恶性。Suzuki等[13]收集了57例FA和17例FTC患者的细胞学特征进行比较分析,发现细胞间隙、滤泡簇的明显外缘、细胞质突起和膜物质构成是液基细胞学检查中提示FA的指标,而纤维蛋白和细长的微滤泡则提示FTC。依据液基细胞学检查中不同的细胞学特征,有助于提高鉴别诊断甲状腺滤泡肿瘤的准确性。
分子诊断学
分子诊断是指应用分子生物学方法检测患者体内蛋白、核酸等分子标志物的结构或表达水平进而诊断疾病。目前,分子标志物用于FTC的诊断已有广泛报道和应用。
一些分子标记物如P27、CHEK1、c-KIT、TPO等,因其在良性或恶性甲状腺滤泡肿瘤中表达存在显著差异,可作为鉴别FTC和FA的指标。杨如菊等[14]收集了32例FTC和23例FA组织石蜡标本进行免疫组织化学染色检测,结果表明MCM2、Galectin-3 在FTC与FA组织中的表达存在明显差异,对两者的诊断和鉴别诊断具有价值;而Ki-67、CyclinD1、CK19则无差异。Galectin-3用于FTC和FA鉴别诊断的可靠性已有多项研究进行了验证。李瑞平等[15]对Galectin-3和Glypican-3在甲状腺滤泡型肿瘤鉴别诊断中的意义进行了研究,发现Galectin-3的诊断敏感性较高,达86.0%,而Glypican-3的诊断特异性较高,达75.0%。因此,联合应用Galectin-3和Glypican-3可提高FTC的诊断准确率。宝荣等[16]发现部分滤泡性腺瘤中灶性滤泡细胞Galectin-3和Ki-67阳性反应提示存在着灶性细胞的恶性转化。蔺广荣等[17]研究发现HSPA9和Beclin-1蛋白与FTC的发生、发展密切相关,并且有望成为治疗FTC的新靶点,但其具体机制尚待进一步的探究。Cracolici等[18]发现单纯CD61染色不能区分非典型滤泡腺瘤、非转移性癌和转移性癌。然而,当与血管内肿瘤细胞联合时,表达CD61的血小板可以作为血管侵犯的标志,并有助于FTC的诊断。Sato等[19]提出免疫荧光分析53BP1的表达可以作为一种新型FTC诊断方法。Sun等[20]采用蛋白质组学技术检测了24例FA和22例FTC样本,构建了一个包含121 960个肽和9 941个蛋白质组的图谱,通过分析最终确定了9种可能区分FA和FTC的蛋白质,包括PTPRE、LRP4、KPNA2、FRMD3、SMOC2、GPD1、GMIP、CA4以及ITIH5,并且通过支持向量机算法构建诊断模型,该模型的AUC高达0.963,准确度高达91.7%。
FTC在发生发展过程中常发生细胞基因序列的突变,利用测序技术检测FTC的特异性突变也有助于鉴别诊断。已有多项研究报道了端粒酶逆转录酶启动子基因突变广泛发生于FTC,可作为鉴别诊断FTC的潜在标志物[21]。然而,端粒酶逆转录酶启动子基因突变也可发生于甲状腺乳头状癌患者,因此临床上在鉴别诊断时应联合其他检查手段综合判断。Borowczyk等[22]利用二代测序技术研究FA与FTC突变特征的差异,结果显示在FTC患者中,最常见的是 FLT3突变,FLT3阳性检出率显著高于FA(51.4%比28.6%);而TP53是第二常见的突变,阳性检出率达28.6%。根据上述结果,研究者提出FLT3和TP53是检测滤泡性病变恶性肿瘤的潜在标志物,有助于鉴别甲状腺滤泡肿瘤良恶性。叶财盛等[23]采用抗因子Ⅷ相关抗原抗体检测40例FTC和20例FA,发现FTC的微血管密度高于FA。
相较于传统基因检测较低的检测效能,多基因检测技术可充分利用1份FNA样本检测多种甲状腺癌相关点突变、基因融合、拷贝数改变和基因表达改变,避免了诊断性手术,有望实现FTC患者的早期个体化精准诊疗。Steward等[24]开展了一项多中心大样本的前瞻性临床试验,发现多基因检测技术对鉴别甲状腺良性和恶性结节具有高度敏感性(94.0%)和特异性(82.0%),可避免61%的Bethesda Ⅲ~Ⅳ期不确定结节患者的诊断性手术,以及82%的细胞学不确定良性结节患者的诊断性手术。该技术有望应用于甲状腺滤泡肿瘤良恶性鉴别,但目前尚缺乏相关研究,有待进一步探索。
代谢组学
代谢组学是一种能够检测不同病理或生理状态下组织、血液代谢变化的高通量方法。代谢物是生物生化活动的调控末端,能够直接而全面地反映生物标志物信息。因此,代谢组学作为最下游的组学日益受到各领域研究者的关注。与蛋白质组学和转录组学相比,甲状腺滤泡肿瘤在代谢组学方面的研究相对较少。早期使用的核磁共振光谱技术进行代谢组学分析的灵敏度较低,尚未发现区分甲状腺滤泡肿瘤性质的特征性生物标志物。虽然核磁共振光谱灵敏度较低,但其仍具有独特优势,如高度可重复性,并且能够对代谢物浓度进行绝对定量。此外,它可以检测质谱技术不易检测到的化合物,如糖、有机酸、醇类和其他高极性化合物等。
除了核磁共振光谱技术外,代谢组学研究目前最常用的分析方法还有质谱技术,其具有高选择性、灵敏性等特点,可同时检测多种代谢物,提供极为丰富的生物代谢信息,日益成为代谢组学研究主流的分析方法。Rezig等[25]通过质谱技术对甲状腺滤泡腺瘤组织和甲状腺癌组织进行代谢组学研究,发现恶性肿瘤与氨基酸如酪氨酸、丝氨酸、丙氨酸、亮氨酸及苯丙氨酸均呈正相关,与肌醇、鲨肌醇和柠檬酸盐均呈反相关。该研究采用上述多种代谢产物成功构建甲状腺肿瘤良恶性鉴别诊断模型,针对性质不确定的病变时,诊断准确率高达84.8%。代谢组学用于FTC的研究目前开展较少,通过代谢组学技术深度解析FTC与FA的差异仍待进一步探究。
展望
FTC虽然仅占全部甲状腺癌的6.0%~10.0%,但与乳头状甲状腺癌相比侵袭性较强,常侵犯血管和(或)包膜,预后显著较差。为了改善FTC患者的预后,同时使良性疾病患者避免不必要的手术,早期术前精准诊断尤为重要。然而临床上对甲状腺滤泡肿瘤良恶性的术前鉴别诊断尚存在一定困难,确诊仍有赖于术后组织病理学检查。近年来,在影像学、细胞病理学、分子诊断学及代谢组学等领域的研究为术前精确诊断甲状腺滤泡肿瘤的良恶性提供了新策略、新方法,显示出良好的术前诊断的准确率,有望指导个体化临床诊疗,改善患者预后,具有较好的临床应用前景。但是目前尚缺乏前瞻性研究、多种诊断技术间效能对比和联合效能对比研究以及成本效益研究,同时新技术的诊断效能有待进一步提高。未来在上述领域取得进展有望推动新型诊断技术在临床中的应用和普及。
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