为什么乳腺X线摄影和宫颈涂片的工作方式截然不同
宫颈癌与乳腺癌背后的生物学机制,如何塑造出两种截然不同的早期发现策略

要点
- •筛查检测面向没有症状的人群寻找疾病,而诊断性检测则是在某些情况已经引起怀疑后,用于确认或排除疾病。
- •高危型HPV持续感染是几乎所有宫颈癌发生的必要原因,因此与大多数其他癌症相比,宫颈癌具有异常明确的诱因。
- •宫颈癌会经历一个漫长且特征明确的癌前阶段,即宫颈上皮内瘤变;在浸润性癌发生前数年,就可能检测到这一阶段。
- •由于宫颈会自然脱落表面细胞,宫颈涂片细胞学可以直接检查这些细胞是否存在早期异常变化;这种方法最早于20世纪40年代被描述。
- •以人群为基础的宫颈细胞学筛查项目与宫颈癌发病率和死亡率的大幅下降有关。
- •乳腺癌缺乏容易取样的脱落细胞表面,也没有单一且明确的癌前阶段,因此乳腺X线摄影依靠X线成像观察结构变化,而不是采集细胞。
- •乳腺密度可能使肿瘤在乳腺X线摄影中不易显现,从而降低检测在高密度乳腺组织中的敏感性。
- •所有筛查都存在权衡,包括假阳性、过度诊断,以及提前时间偏倚和长度时间偏倚等统计学假象;这些因素可能使早期发现看起来比实际更有益。
宫颈涂片和乳腺X线摄影都被称为癌症筛查检测,但它们寻找的对象不同,工作方式也不同。一种是从宫颈表面采集细胞,在显微镜下进行观察;另一种则是对整个乳房进行X线成像,寻找肿块或具有提示意义的钙沉积聚集。这种差异并不是偏好或现有技术所决定的,而是直接源于每种癌症的形成方式。
什么样的检测才称为“筛查”
筛查检测面向的是完全感觉良好、没有任何症状的人群。它的任务是在疾病以其他方式显现之前发现疾病。诊断性检测则不同:当某些情况已经引起怀疑时,例如出现症状、肿块或筛查结果异常,才会使用诊断性检测。筛查必须能够在人群层面开展,面对的大多是健康人,因此需要简单、可重复,并且成本相对较低。这些实际限制与生物学因素同样重要,但最终决定检测究竟寻找什么的,还是生物学。
带有可见“指纹”的病毒
宫颈癌有一个不寻常的特点,使其特别适合进行筛查。几乎所有宫颈癌病例都由某些高危型人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)持续感染引起。HPV是一种常见病毒,大多数有性生活的人一生中某个阶段都可能接触到它。对大多数人来说,免疫系统会清除感染。但在少数人中,病毒会持续存在多年,而正是这种持续感染,推动宫颈表面细胞逐渐积累损伤,最终发展为癌症。这种因果关系已经接近癌症研究中所能确认的单一明确诱因,这种情况并不常见:大多数癌症都没有一个可以明确指出的单一病因。
由于HPV的作用过程缓慢且会留下可观察的变化,宫颈在癌症发生前会经历一个具有明确特征的中间阶段。病理学家将其称为宫颈上皮内瘤变(cervical intraepithelial neoplasia),通常简称为CIN:细胞在显微镜下看起来异常,但尚未癌变。这个阶段可能持续多年,有时甚至超过十年,为医生提供了较长的干预窗口。很少有其他癌症能够提供这样的预警期。
在异常细胞癌变前发现它们
这正是细胞学——对单个细胞进行研究——如此适合宫颈筛查的原因。宫颈会自然脱落细胞,在常规检查中可以通过简单的拭子采集样本。随后,病理学家直接观察这些细胞,检查是否存在提示早期异常的形态和结构变化。这种方法可以追溯到20世纪40年代:George Papanicolaou及其同事Herbert Traut首次证明,可以在简单的阴道涂片中识别异常宫颈细胞,这项工作也使宫颈涂片获得了“Pap smear”这一名称。其基本理念自那时起并没有太大变化:在异常细胞转变为浸润性病变之前发现它们。
这一理念在现实世界中的影响十分显著。在以人群为基础推广细胞学宫颈筛查项目的地区,宫颈癌发病率和死亡人数相较于模型预测的原本情况都大幅下降。例如,对英国筛查工作的分析估计,有组织开展的Pap检测避免了一场宫颈癌流行,而随着HPV感染变得更加普遍,这场流行原本可能会发生。这是一个罕见的例子:一种简单、已有数十年历史的检测,产生了清晰且可衡量的公共卫生影响。
为什么乳腺组织需要不同类型的检测
乳腺癌并没有一个与宫颈类似的、可见且会脱落细胞的表面。宫颈是一条通道,内壁覆盖着一层会自然脱落、可以用拭子采集的细胞。乳房则是位于皮肤和脂肪下方的实体组织,没有可直接取样的对应表面。此外,乳房中也没有一个与宫颈CIN发挥相同作用、能够在癌症发生前数年通过刮取表面细胞检测到的单一且明确的癌前阶段。因此,筛查必须从体外观察体内,这正是乳腺X线摄影所采用的方式。
乳腺X线摄影是一种寻找结构线索而非细胞线索的X线技术:例如不应存在的致密肿块,或可能提示早期变化的微小钙沉积模式。它不像是在显微镜下阅读一个细胞,更像是在一张照片中寻找与背景不相符的事物。这个比喻也解释了乳腺X线摄影的一个实际局限。乳腺密度,即纤维组织和腺体组织相对于脂肪组织的含量,可能使肿瘤与周围组织在影像上呈现相似的浅色,就像照片越杂乱,细节越难被发现一样。在乳腺密度较高的情况下,这种重叠可能降低乳腺X线摄影的敏感性,也就是正确发现实际存在疾病的能力。
提前发现的隐性代价
没有任何筛查检测不存在权衡,而这些权衡直接源于敏感性和特异性在实际中的含义。敏感性很高的检测能够发现更多真正的病例,但也往往会将更多最终证明不是癌症的情况标记为异常,从而降低特异性——也就是正确判定无病者没有疾病的能力。每项筛查项目都必须在这两种特性之间取得平衡,而两种检测都无法做到完美。
筛查还会带来一些更隐蔽的统计学假象,很容易被误读为治疗成功。如果癌症被更早发现,即使疾病无论是否早发现都注定会经历相同的病程,患者在诊断后看起来也可能存活了更长时间;这称为提前时间偏倚(lead-time bias),可能使早期发现看起来比实际更有益。一个相关效应有时称为长度时间偏倚(length-time bias),指的是筛查往往更容易发现生长较慢的癌症,仅仅因为它们存在的时间更长、更有机会被发现;而生长迅速的癌症可能会在两次筛查之间出现。这些效应结合起来,可能使筛查看起来比实际发现了更多疾病、挽救了更多生命。这种扭曲在20世纪90年代初的一项研究中得到了清晰阐述,该研究考察了影像学进展如何高估疾病患病率,以及治疗影像学发现的病变所带来的益处。通过筛查发现的一些病变,尤其是生长缓慢的异常,可能在一个人的一生中根本不会造成伤害,这种现象通常称为过度诊断。上述情况并不意味着筛查不起作用,而是意味着必须仔细权衡筛查的益处与代价,不能想当然地认为筛查必然有益。
宫颈筛查已经开始发生变化
我们知道,HPV本身推动了几乎所有宫颈癌的发生,这一认识已经改变了某些地区开展宫颈筛查的方式:在传统细胞学检查的基础上增加或改用针对高危型HPV的直接检测。其逻辑很直接:如果病毒是必要的诱因,那么检测病毒是否存在,即使在细胞异常出现之前,也可以提示风险。这并不会取代临床筛查指南,因为指南因国家和个人风险而异,由卫生主管部门制定,而不是由任何单项研究决定。不过,这确实说明了一个更广泛的规律:随着人们对某种癌症病因的理解不断加深,围绕该癌症建立的筛查策略也会随之演变。
为什么一种检测无法覆盖所有癌症
宫颈涂片和乳腺X线摄影之间的差异,并不是一种检测比另一种更先进或更复杂。它们反映的是两种确实不同的癌症生物学特征:一种有明确的病毒病因,并且存在漫长、可观察的癌前阶段;另一种则没有可比的单一诱因,也没有便于取样的表面。通用筛查检测需要一种通用的癌症,而癌症并没有如此整齐划一。每种检测都是围绕目标疾病展现自身的具体方式建立的,这也是为什么应该采用何种筛查方式、多久进行一次,应与医疗服务提供者共同决定,而不是遵循一条适用于所有人的统一规则。
常见问题
参考文献
- Jan M. M. Walboomers, Marcel V. Jacobs, M. Michele Manos, F. Xavier Bosch, J. Alain Kummer, Keerti V. Shah, Peter J. F. Snijders, Julian Peto, Chris J. L. M. Meijer, Nubia Mu�oz (1999). Human papillomavirus is a necessary cause of invasive cervical cancer worldwide
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- George N. Papanicolaou, Herbert F. Traut (1941). The Diagnostic Value of Vaginal Smears in Carcinoma of the Uterus
- Julian Peto, Clare Gilham, Olivia Fletcher, Fiona E Matthews (2004). The cervical cancer epidemic that screening has prevented in the UK
- William C. Black, H. Gilbert Welch (1993). Advances in Diagnostic Imaging and Overestimations of Disease Prevalence and the Benefits of Therapy
团队审阅: 本文由以下人员审阅 Canceria Research Team

