突破CT極限:如何發(fā)現(xiàn)早期肺癌的苗頭?

張國(guó)楨醫(yī)生在看CT影像


文 | 吳建永(美國(guó)喬治城大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)教授

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肺癌是癌中之王,如果發(fā)現(xiàn)得晚患者生存率很低。但是一塊癌腫是從一個(gè)癌變細(xì)胞繁殖發(fā)展成不可治愈的一大塊(幾千萬個(gè)細(xì)胞),中間需要幾年的時(shí)間。如果能在早期發(fā)現(xiàn)并切除微小的癌細(xì)胞團(tuán)(術(shù)語叫“0期”和“Ⅰ期”),手術(shù)治愈率可以達(dá)到100%,術(shù)后也不需要放療化療。所以早期發(fā)現(xiàn)非常小的肺癌腫塊是攻克這一不治之癥的關(guān)鍵。

但是想早期發(fā)現(xiàn)肺癌是非常困難的。我先科普一下困難是什么,再講一個(gè)聰明的克服辦法。

要早期發(fā)現(xiàn)米粒大小癌細(xì)胞團(tuán)必須用無創(chuàng)的影像檢查,比如CT。CT是用X光透過人體組織來成像。X光與可見光不一樣,不能用透鏡將其聚焦。不能聚焦就不能用透鏡疊起來做成顯微鏡,看清癌細(xì)胞和正常組織的區(qū)別。由于我們沒有X光顯微鏡,就只能用演皮影戲那樣的方法,讓光透過組織投射在一個(gè)熒光屏上看。這樣分辨率就低多了。

現(xiàn)代的CT雖然利用了大量的計(jì)算機(jī)圖像處理算法,但是也只能確認(rèn)直徑10毫米以上的肺癌腫塊,這是CT分辨率的極限。而當(dāng)CT影像小于10毫米時(shí),就很容易與其他非癌腫的影像混淆。一旦看到了,究竟是切還是不切呢?此時(shí)醫(yī)生是非常糾結(jié)的。

因此在國(guó)際上,把10 毫米的腫塊作為手術(shù)指征的下限。但是,這時(shí)肺內(nèi)的癌塊里已經(jīng)含有千萬左右的癌細(xì)胞,很多細(xì)胞可能脫落下來,通過淋巴和血液轉(zhuǎn)移到別處,使其成為不治之癥。

好,現(xiàn)在講一個(gè)非常聰明的解決方法。此方法已經(jīng)過幾年實(shí)踐,挽救了上千個(gè)病人的生命和他們的家庭(一人絕癥,全家崩潰嘛)。在報(bào)紙上,稱發(fā)現(xiàn)這個(gè)秘密的人是“東方神眼”。恰巧這位醫(yī)生是我的表哥,親戚們都為他驕傲并在微信群中貼出報(bào)紙上登的大版新聞(題圖)。

我也讀了新聞,也為表哥驕傲,但是我心中總是藏著一個(gè)問題:X光不能被透鏡聚焦是個(gè)物理學(xué)事實(shí),這是不能被“東方神眼”所改變的。究竟是什么秘密,使肺癌早期診斷突破了CT的極限呢?

為此我特意在祝賀2016新年的電話里問了表哥,他說秘密就包含在“聯(lián)通”和”移動(dòng)”兩個(gè)詞中。我明白他不是在給該死的電話公司做廣告,而是利用這兩個(gè)詞來科普他的秘密。原來突破CT的分辨率極限發(fā)現(xiàn)早期肺癌的方法就像偵查兵通過炊煙來發(fā)現(xiàn)敵軍。雖然距離遠(yuǎn),不可能看見人,但敵人做飯的團(tuán)團(tuán)炊煙卻有較大目標(biāo),把敵軍的駐地給暴露了(圖2)。

圖2. 炊煙暴露了敵營(yíng),血管暴露了癌細(xì)胞 (插圖:陸綺)


這個(gè)暴露肺癌的“炊煙”,也是由于癌細(xì)胞“做飯”而產(chǎn)生的。原來癌細(xì)胞生長(zhǎng)得快,需要更多的養(yǎng)料。身體里細(xì)胞的養(yǎng)料都是由血管當(dāng)“快遞”送來的。癌細(xì)胞在瘋狂生長(zhǎng)時(shí)當(dāng)?shù)卦械拿?xì)血管遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以供給養(yǎng)料。

這時(shí)癌細(xì)胞就會(huì)分泌出幾種刺激血管的生物信號(hào),叫“血管生長(zhǎng)因子”。附近的毛細(xì)血管在血管生長(zhǎng)因子的刺激下會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)反應(yīng),一個(gè)叫“聯(lián)通”,即在癌細(xì)胞團(tuán)塊中的血管網(wǎng)膨脹發(fā)芽,生長(zhǎng)出許多互相聯(lián)通新枝;另一個(gè)現(xiàn)象叫“移動(dòng)”,就是癌腫外面的血管會(huì)向癌細(xì)胞塊的方向生長(zhǎng)、移入腫塊內(nèi),聯(lián)通和移動(dòng)兩個(gè)效應(yīng)一起,就提高了局部血液供應(yīng)、增加了局部的血循環(huán)量(圖3左)。

圖3. 左:血管的移動(dòng)和聯(lián)通(插圖 :陸綺);右:“磨玻璃結(jié)節(jié)”影像,經(jīng)病理證實(shí)的6毫米的微小肺癌病灶(張國(guó)禎教授供圖)


低劑量CT 篩查可發(fā)現(xiàn)很多的肺內(nèi)微小結(jié)節(jié),通常是數(shù)量較多、大小不一、新舊交替、種類復(fù)雜、多無特征。特別是其中出現(xiàn)的一種叫“磨玻璃結(jié)節(jié)”(ground-glass nodule,GGN)可能是癌前期表現(xiàn),它分泌的血管生長(zhǎng)因子可以引起其內(nèi)部毛細(xì)血管大規(guī)模增生并互相聯(lián)通,也可以使其外周的毛細(xì)血管移動(dòng)進(jìn)入結(jié)節(jié)內(nèi),均具有一定特征,可以通過對(duì) CT增強(qiáng)及影像的后處理識(shí)別出來。也就是在 “磨玻璃結(jié)節(jié)”中顯示出腫瘤微血管的移動(dòng)和聯(lián)通征象,從而原位腺癌的診斷才能成立(圖3右)。

我問他這個(gè)聰明想法是怎樣冒出來的,他說靈感來自多方面,一部分是在聽TED Talks 時(shí)產(chǎn)生的。他指的是2010年癌癥專家威廉·李(William ?Li)的Ted Talk[1]。我好奇地找來聽,發(fā)現(xiàn)李的中心思想是“癌細(xì)胞要想形成腫瘤,必須要靠新的血管,因此必定要分泌血管生長(zhǎng)因子”。表哥從這報(bào)告受到啟發(fā),利用血管生長(zhǎng)因子造成的影像特征突破了CT早期診斷肺癌的極限。這是典型的“他山之石,可以攻玉”的例子。

表哥說一個(gè)科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)有5個(gè)進(jìn)程:1、確立事實(shí); ?2、尋求依據(jù); ?3、判斷本質(zhì); ?4、得出結(jié)論 ; 5、實(shí)踐應(yīng)用。從李的2010年Ted Talk到表哥的大規(guī)模臨床實(shí)踐,只有短短的幾年時(shí)間。這進(jìn)程的速度在醫(yī)學(xué)科學(xué)中實(shí)屬罕見。

據(jù)統(tǒng)計(jì)在2013和2014年,他供職的上海華東醫(yī)院經(jīng)胸腔鏡手術(shù)—病理證實(shí)的 0期-Ⅰa期微小肺癌600例,CT診斷的準(zhǔn)確性高達(dá)95%。最小肺癌病灶僅為4 mm,這在一定程度上改變了將10mm 作為肺癌手術(shù)下限的傳統(tǒng)模式,改寫了世界上關(guān)于小于10 mm 的肺癌一律不可以觀察的固有認(rèn)識(shí)。將肺癌診斷和治療的關(guān)口前移,大大地提高了肺癌的治療水平及五年生存率。

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后記:

有關(guān)切的讀者不免會(huì)問,“普通疑似肺癌患者,是不是必須要到上海華東醫(yī)院檢查才可以,或者,其他醫(yī)院的醫(yī)生是否知道利用CT檢查血管生長(zhǎng)的方法?”

我不敢正面回答這一問題。從2015年9月上?!督夥湃?qǐng)?bào)》的報(bào)道看,這個(gè)技術(shù)里人的因素是很強(qiáng)的。從CT診斷到之后的微創(chuàng)手術(shù)切除,然后再用一項(xiàng)叫“充氣穿刺”的方法集取病理標(biāo)本,才能得到顯微鏡病理確認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。因?yàn)槿说囊蛩靥?,所以華東醫(yī)院用表哥的名字命名了工作室,這個(gè)由多學(xué)科專家組成“張國(guó)楨疑難CT讀片暨肺部微小結(jié)節(jié)診療中心” 打破醫(yī)院科室之間圍墻,積多年努力才作出如此成就。這種成功能在其他醫(yī)院復(fù)制嗎?

我有個(gè)同學(xué)前年回北京過春節(jié),順便做了個(gè)體檢,結(jié)果說是“肺癌”需要立即手術(shù),把兩口子差點(diǎn)嚇?biāo)?。還好他們保持了一絲理智,堅(jiān)持要回美國(guó)做手術(shù)。結(jié)果回美國(guó)復(fù)查發(fā)現(xiàn)是誤診。不難理解,花費(fèi)天價(jià)的診斷和治療,不僅可能只是誤診,而且可能會(huì)帶來過度醫(yī)療甚至以此牟利的企圖。

回到剛才的問題,怎樣能把表哥畢生經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶化作人類醫(yī)療寶庫中的資源,讓相關(guān)的醫(yī)生和患者都能受益?我把一些初步想法寫在下一篇科普,《當(dāng)“東方神眼”遇到西方神探》之中。

本文插圖由陸綺(美國(guó)韋恩州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院)制作。

參考文獻(xiàn)

[1]https://www.ted.com/talks/william_li?language=en

[2]http://newspaper.jfdaily.com/jfrb/html/2015-09/14/content_131046.htm


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