第一部分早期结直肠肿瘤黏膜下深浸润的危险因素分析和预测模型构建目的:早期结直肠肿瘤（Early colorectal tumor,ECT）浸润深度的精准判断可以协助医师在术前就病灶该采取哪种最合适的治疗方式做决策。虽然目前有多种内镜技术能够协助ECT的浸润深度判断,但往往单因素指标判断的敏感性、特异性或准确率都不会很高,并且存在比较大的主观性,因此本研究旨在探索ECT发生深浸润的危险因素,并试图构建判断ECT病变浸润深度的预测模型。方法:本研究回顾性分析了从2010年8月至2020年12月中国医学科学院肿瘤医院实施内镜下治疗或外科根治性手术的ECT病人的临床及病理资料,通过多因素回归分析的方法确定ECT深浸润的独立危险因素,最后将纳入的独立危险因素通过列线图的方式构建预测模型并进行验证。结果:本研究共纳入717例ECT患者进行建模分析,有590例浸润深度在黏膜下浅浸润（Submucosal,SM1）以内（SM1以内组）,127例浸润深度超过SM1（超SM1组）。两组在性别、年龄、病变位置间均无统计学差异。经过多因素回归分析得出只有糜烂或破溃（OR=4.028,p=0.007）、局部凹陷（OR=3.105,p=0.001）、浸润性日本 NBI 专家组（Japan NBI Expert Team,JNET）分型（OR=5.622,p＜0.001）、浸润性pit pattern（OR=2.722,p=0.006）是ECT发生黏膜下深浸润的独立危险因素。将纳入的独立危险因素构建列线图,并将其应用于临床工作实践中,共纳入1 14例作为验证组。通过对建模组及验证组进行该模型验证,结果显示该模型在预测ECT发生黏膜下深浸润方面具有良好的区分度和校准度。结论:本研究基于ECT多种内镜下表现的多因素Logistic回顾分析构建的Nomogram预测模型在对ECT发生黏膜下深浸润方面具有较好的预测效能。第二部分 结直肠癌根治术后吻合口新发异时性早期癌及癌前病变行内镜黏膜下剥离术的有效性及安全性分析目的:结直肠癌根治性外科术后吻合口处（Anastomotic site,AS）新发异时性早期癌或癌前病变（Metachronous early cancer or precancerous lesions,MECPL）的发生率很低,因此很少有研究探讨这些病变的临床特征、诊断和治疗方法。由于该部位黏膜下存在严重的纤维化和吻合钉（Anastomotic nail,AN）,内镜黏膜下剥离术（Endoscopic submucosal dissection,ESD）在技术上很难治疗这些病变。本研究的目的是探讨结直肠癌根治性术后AS新发MECPL行ESD治疗的安全性和有效性。方法:回顾性收集2014年1月至2019年5月期间在中国医学科学院肿瘤医院所有因结直肠癌根治性术后在AS新发MECPL而接受ESD治疗的患者的数据。采用SPSS统计软件分析整块切除率、完整切除率、治愈性切除率及并发症发生率。结果:本研究共纳入11例结直肠癌根治术后AS新发MECPL的患者。中位手术时间为48min（40-262min）。整块切除率、完整切除率、治愈性切除率分别为63.6%、54.5%和54.5%。术后仅1例出血,无穿孔等并发症,且所有患者均未追加额外的手术。且在14个月中位随访时间中,均未发现复发和淋巴结转移及远处转移。结论:综上所述,ESD治疗结直肠癌根治术后AS新发MECPL是安全有效的。特别是对于吻合口新发病变的位置接近肛门缘的患者,这种方法可以避免再次外科手术的风险,提高保肛率。

食管鳞状细胞癌（esophageal squamous cell carcinoma,ESCC）由于其局部浸润和远处转移的特点,是最致命的胃肠道恶性肿瘤之一。PURA基因编码的富含嘌呤元件结合蛋白 α（purine-rich element binding protein alpha,PURα）是一种在进化上高度保守的DNA/RNA结合蛋白,在基因的转录调控、mRNA的运输和翻译以及DNA修复中发挥重要作用。本实验室一直研究PURA基因在ESCC中潜在的功能和作用机制。为了探究PURα在ESCC中的功能和作用机制,我们首先构建了 KYSE510-PURα稳定细胞系来进行ChIP-seq实验。在全基因组层面,功能富集分析PURα所调控的基因,发现PURα与转录起始、蛋白结合和突触小泡膜等功能和代谢通路、单纯疱疹病毒1感染和阿米巴病等通路相关,这提示PURα可能参与多种功能的生物学过程。PURα结合motif特征分析发现,PURα结合的特征主要为己报道过的“GGN”,“GA”和“GC”motif,还发现了 一些新的 motif,如“TTN”,“TA”和“TC”。为了探究PURα在ESCC中是否具有其他功能和作用,我们重新分析了前期KYSE510-pCMV6/PURα的RNA-seq数据,发现PURα与氧化磷酸化和脂肪酸代谢呈正相关。然后整合RNA-seq和ChIP-seq数据综合分析并筛选出20个与代谢相关的上调基因,其中排名前三的基因分别是ATP5J2,COX5B和PCK2。为了进一步探究PURα调控基因的具体机制,我们利用ALLGEN PROMO在线网站预测分析发现线粒体型磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（mitochondrial phosphoenolpyruvate carboxykinase,PCK2）基因的启动子区存在PURα的结合位点,可能受其调控。结合ChIP-seq数据的可视化分析,进一步证实了PURα结合PCK2启动子区的区域为Chr14:24093172-24093825。通过点突变和截短体的双荧光素酶报告基因实验以及ChIP-PCR/qPCR验证,发现PURα可以直接结合PCK2启动子区的S1位点（GGGAGGCGGA）,且PURα结合的核心区域为转录起始位点（transcriptional start site,TSS）上游的-727/-382。分别干扰KYSE170和KYSE510细胞中PURα的表达,通过Western blotting检测发现KYSE510细胞中外源过表达PURα,促进了 PCK2的转录和蛋白水平,而在KYSE170细胞中敲降PURα,显著抑制了 PCK2的转录和蛋白水平。为了初步探究PURα和PCK2对ESCC的代谢影响和其他功能,我们分别构建了稳定敲降PURα的KYSE170细胞、稳定敲降PCK2的KYSE510细胞和稳定过表达PCK2的KYSE170细胞,然后进行了代谢表型实验。结果显示相比对照组,KYSE1 70-shPURα32/34细胞显示出更低的糖酵解和线粒体呼吸能力,而KYSE510-shPCK2-1/2细胞仅显示出更低的糖酵解能力,KYSE170-Lv5-PCK2细胞也仅显示出更高的糖酵解能力,对细胞的线粒体呼吸能力都没有影响。回复性实验发现,KYSE510-shCtrl/shPCK2-1/2 细胞中过表达 PURα-NLS 仅能回复 shCtrl组的 PCK2蛋白水平,对shPCK2-1/2组中的PCK2蛋白水平几乎没有影响。功能性实验发现,KYSE170-Lv5/Lv5-PCK2细胞中过表达的PCK2能促进KYSE170细胞的增殖、侵袭和迁移能力。综上研究结果提示,ESCC细胞中异常表达的PURα可以通过结合于PCK2启动子区的GGGAGGCGGA位点,促进其转录和表达。PURα可以促进ESCC细胞的糖酵解和线粒体呼吸的能力,而PCK2仅能促进ESCC细胞的糖酵解能力,还可以促进其增殖、侵袭和迁移的能力。

第一部分早期结直肠癌经内镜非治愈性切除术后癌残留或淋巴结转移的风险因素分析背景与目的:内镜下切除是目前治疗早期结直肠癌主要的手段,当黏膜病理结果提示非治愈性切除,具有追加外科根治手术指征时,需要及时追加外科手术。但在实际临床中,患者按照现有指南追加外科根治手术后,术后病理很少看到有癌残留或淋巴结转移,这不仅给患者带来经济上的损失,更是对患者的又一次打击,尤其是对于低位直肠癌患者,如果追加外科手术,对其以后生活质量的影响不言而喻。同时也有一部分病人由于经济、身体等综合原因,不愿意追加外科根治手术,从而错过了最佳治疗时机。然而由于内镜手术的局限性,在进行追加外科根治手术之前,我们又很难根据内镜切除标本的病理评估是否存在癌残留或淋巴结转移,因此,我们这项研究的意义在于探究经内镜非治愈性切除术后追加外科根治手术的病变中与癌残留或淋巴结转移相关的风险因素,进而优化患者追加外科根治手术的指征,避免过度追加外科根治手术,使病人最大程度获益。材料和方法:收集2009年至2019年期间诊断为早期结直肠癌,并在中国医学科学院肿瘤医院内镜科行内镜下治疗的病例资料,在这些病例中进一步筛选出内镜切除术后病理提示为非治愈性切除,并在我院追加外科根治手术的81例病例资料,分析各种因素与内镜下切除术后病变癌残留或淋巴结转移风险的关系。结果:当内镜切除术后病变病理组织分化类型为低分化癌、黏膜下层浸润深度≥2000μm、静脉侵犯阳性时,病变发生癌残留或淋巴结转移的风险更高,有统计学意义;位于降结肠、横结肠、升结肠及盲肠的病变比位于乙状结肠及直肠的病变经内镜非治愈性治疗术后发生癌残留或淋巴结转移的风险更高,有统计学意义;Logistic多因素回归分析显示,低分化癌（OR=4.998,95%CI:1.046—23.873,P=0.044）是早期结直肠癌经内镜非治愈性切除术后癌残留或淋巴结转移的独立危险因素。结论:对于经内镜非治愈性切除术后的早期结直肠癌,当术后黏膜病理合并有低分化癌、黏膜下层浸润深度≥2000μm、静脉侵犯阳性以及病变位于降结肠、横结肠、升结肠及盲肠时更易发生癌残留或淋巴结转移,多因素分析显示低分化癌是早期结直肠癌经内镜非治愈性切除术后发生癌残留或淋巴结转移的独立危险因素,建议对于合并低分化癌的病变追加外科根治手术。第二部分结直肠锯齿状腺瘤的临床特征及恶变影响因素分析背景和目的:锯齿状腺瘤是公认的结直肠癌的癌前病变,约30%的结直肠癌通过锯齿状途径发展而来,锯齿状途径作为结直肠癌发生发展的一个重要途径,近年来备受研究者关注,研究锯齿状腺瘤的癌变途径对于防治结直肠癌的发生发展具有重要的意义。本研究通过分析锯齿状腺瘤在结直肠中的分布特点及潜在恶变因素,总结结直肠锯齿状腺瘤的临床及病理特征,更好的对锯齿状腺瘤这一癌前病变进行发现和识别,以期为临床实践提供一定帮助。材料和方法:本研究回顾性收集2017年4月至2019年7月期间在中国医学科学院肿瘤医院内镜科行肠镜检查并经病理诊断为锯齿状腺瘤患者的病例资料,排除同时具有两种及以上病理类型病变的患者,通过单因素和Logistic多因素回归分析,总结锯齿状腺瘤的临床特征,探讨影响锯齿状腺瘤发生恶变的因素。结果:共在28730例行肠镜检查患者中,发现311例（1.08%）锯齿状腺瘤患者,共发现锯齿状腺瘤372枚。按WHO分类,无蒂锯齿状腺瘤/息肉22枚（5.9%）,传统锯齿状腺瘤84枚（22.6%）,未分类锯齿状腺瘤266枚（71.5%）。病理结果显示:无异型增生病变106枚（28.5%）,低级别上皮内瘤变病变228枚（61.3%）,高级别上皮内瘤变或癌变38枚（10.2%）。病变长径＜10mm有204枚（54.8%）,≥10mm有168枚（45.2%）;病变位于左半结直肠238枚（64.0%）,右半结肠134枚（36.0%）。内镜下大体分型:扁平型16枚（4.3%）,无蒂型174枚（46.8%）,亚蒂型117枚（31.5%）,带蒂型59枚（15.9%）。窄带成像国际结直肠内镜（NICE）分型:Ⅰ型85枚（22.8%）,Ⅱ型280枚（75.3%）,Ⅲ型4枚（1.1%）。单因素分析显示,病变大小、病变位置、病变部位及不同WHO分类与结直肠锯齿状腺瘤发生恶变有关（均P＜0.05）;不同NICE分型的锯齿状腺瘤,其恶变率的差异亦有统计学差异（P=0.001）。Logistic多因素回归分析结果表明:病变长径＞10mm（OR=6.699,95%CI:2.843～15.786）以及病变位于左半结直肠（OR=2.657,95%CI:1.042～6.775）是结直肠锯齿状腺瘤发生恶变的独立危险因素)。结论:锯齿状腺瘤主要位于左半结直肠,当病变长径≥10mm或病变位于左半结直肠时,易发生恶变。

研究目的基于中国食管鳞癌（Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC）高发区人群,描述正常不吸烟不饮酒人群,以及正常吸烟饮酒人群口腔、食管上中下三段菌群的构成,探索吸烟饮酒对正常人口腔、食管上中下三段菌群构成的影响。同时收集正常人、食管低级别异型增生、高级别异型增生、食管鳞癌人群口腔、食管配对样本,对比各组人群口腔、食管菌群构成差异,筛选出各组差异性菌群,探索微生态变化与食管鳞癌及其癌前病变的关联,为食管鳞癌的病因学探索、食管癌早期筛查、早期诊断及治疗,提供微生物组学方向的证据。材料与方法1、吸烟和饮酒对健康人口腔和食管微生物群的影响:以山东省肥城市食管癌高发现场参加上消化道癌筛查项目的76例正常人群的唾液和食管上中下段细胞刷样本为研究对象,基于Ion S5TMXL平台,运用16S核糖体RNA（16S rRNA）测序技术和 QIIME2（Quantitative Insights into Microbial Ecology）软件对标本进行测序和生物学分析,对比正常不吸烟不饮酒人群和正常吸烟饮酒人群唾液、食管上、中、下段微生物构成的差异。运用线性判别效应量分析（Linear discriminant analysis Effect Size,LEfSe）寻找各个部位的特异菌。2、食管癌前病变和鳞状细胞癌患者口腔和食管微生物群的特征:收集中国医学科学院肿瘤医院、河南省林州市肿瘤医院、河北省磁县肿瘤医院和山东省肥城市人民医院,食管正常、低级别异型增生、高级别异型增生、食管鳞癌共计276例病人的唾液、食管细胞刷配对样本,基于Ion S5TMXL平台,运用16S rRNA测序技术和QIIME2软件对比食管癌不同病理分期各组唾液、食管细胞刷样本微生物构成的差异,运用LEfSe和随机森林筛选出各组特异微生物（属水平）,并使用随机森林建模评估疾病组特异菌的诊断效力。利用PICRUSt2（Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States,通过重建未观察到的状态对群落进行系统发育研究）进行功能预测。唾液和细胞刷样本中同一病理程度的物种在属水平上的差异采用DESeq2分析。研究结果1、正常不吸烟不饮酒人群唾液中有普雷沃氏菌属（Prevotella）、奈瑟菌（Neisseria）、卟啉单胞菌属（Porphyromonas）等13种特异菌。食管上段标本中,有链球菌属（Streptococcus）、嗜血杆菌属（Haemophilus）、孪生球菌（Gemella）和丁酸梭菌属（Butyrivibrio）4种特异菌。食管中段标本中,有拟杆菌属（Bacteroides）、约翰森氏菌属（Johnsonella）、食酸菌属（Acidovorax）等6种特异菌。食管下段标本中,有乳杆菌（Lactobacillus）、节旋藻（Arthrospira）、博斯氏菌属（Bosea）等18种特异菌。2、正常吸烟饮酒人群唾液中有普雷沃氏菌属（Prevotella）、奈瑟菌属（Neisseria）、卟啉单胞菌属（Porphyromonas）等15种特异性微生物;食管上段标本中,有链球菌属（Streptococus）一种特异性微生物;在食管中段标本中,有博斯氏菌属（Bosea）、柄杆菌属（Caulobacter）、贪铜菌属（Cupriavidus）等35种特异性微生物;食管下段标本中有嗜血杆菌属（Haemophilus）、孪生球菌（Gemella）两种特异性微生物。3、与不吸烟不饮酒组相比,吸烟饮酒组的唾液样本有普雷沃氏菌属（Prevotella）、卟啉单胞菌属（Porohyromonas）、梭杆菌属（Fusobacterium）等15种特征性微生物;食管上段样本有链球菌属（Streptococcus）、拟普雷沃菌属（Alloprevotella）、孪生球菌（Gemella）等14种特征性微生物;食管中段样本有博斯氏菌属（Bosea）、柄杆菌属（Caulobacter）、支原体（Mycoplasma）等32种特征性微生物;食管下段样本有罗氏菌属（Rothia）、链球菌属（Streptococcus）、孪生球菌（Gemella）等15种特征性微生物。4、对于唾液标本,在属水平上,食管鳞癌的特异性微生物为嗜胨菌属（Peptoniphilus）、消化链球菌属（Peptostreptococcus）、博斯氏菌属（Bosea）、毛螺菌G9属（Lachnospiraceae[G-9]）、孪生球菌（Gemella）、Solobaterium和链球菌（Streptococcus）。食管高级别异型增生的特异性微生物为芽孢杆菌（Bacillus）、Peptoniphilaceae[G-3]、鲍特氏菌属（Bordetella）、嗜胨菌属（Peptoniphilus）、细小单胞菌（Parvimonas）、农杆菌（Agrobacterium）、孪生球菌（Gemella）、乳杆菌（Lactobacillus）、颗粒链菌属（Granulicatella）、毛螺菌科 G9 菌属（Lachnospiraceae[G-9]）和链球菌（Streptococcus）。食管低级别异型增生的特异性微生物为肠球菌（Enterococcus）、厌氧菌（Lachnoanaerobaculum）、异氧菌（Atopobium）、细孔菌（Veillonella）、细小单胞菌（Parvimonas）、孪生球菌（Gemella）、Solobaterium、放线菌（Actinomyces）、纤毛菌（Leptotrichia）、单糖菌门 G7菌属(SaccharibacteriaTM7[G-7])、沙利亚氏菌属（Schaalia）、颗粒菌（Granulicatella）、罗氏菌（Rothia）和链球菌（Streptococcus）。其中链球菌（Streptococcus）是经过LEfSe和随机森林筛选出来的,属于低级别异型增生、高级别异型增生、ESCC病人的共同特异菌。5、对于细胞刷标本,在属水平上,食管鳞癌的特异性微生物为细小单胞菌（Parvimonas）、蜈蚣菌属（Centipeda）、幽门螺杆菌（Helicobacter）、消化链球菌属（Peptostreptococcus）、细孔菌（Veillonella）、单糖菌门 G1 菌属（Saccharibacteria（TM7）[G-1]）、沙利亚氏菌属（Schaalia）、Solobacterium、孪生球菌（Gemella）、克雷伯氏菌属（Klebsiella）、纤毛菌（Leptotrichia）、不动杆菌（Acinetobacter）、AbsconditabacteriaSR1[G-1]、罗氏菌（Rothia）、梭杆菌属（Fusobacterium）和博斯氏菌属（Bosea）。高级别异型增生的特异性微生物为毛螺菌科 G2 菌属（Lachnospiraceae[G-2]）、乳杆菌（Lactobacillus）和博斯氏菌属（Bosea）。低级别异型增生的特异性微生物为沙利亚氏菌属（Schaalia）、纤毛菌（Leptotrichia）、幽门螺杆菌（Helicobacter）、梭杆菌（Fusobacterium）、颗粒菌（Granulicatella）、孪生球菌（Gemella）、罗氏菌（Rothia）和链球菌（Streptococcus）。其中博斯氏菌属（Bosea）是经过LEfSe和随机森林筛选出来的,属于低级别异型增生、高级别异型增生、ESCC病人的共同特异菌。6、唾液和细胞刷样本中排名前3菌属用于区分食管低级别异型增生、高级别异型增生、ESCC患者和正常人的ROC曲线下面积（Area Under the Curve,AUC）分别为 91.16%、80.28%和 87.16%;91.2%、73.97%和 89.13%。7、PICRUSt2结果表明,细胞刷样本中,高级别异型增生、ESCC患者编码亚硝酸还原酶基因丰度显著下降;唾液样品中,高级别异型增生、ESCC组编码亚硝酸还原酶基因丰度显著下降,而且ESCC组编码硝酸盐还原酶基因丰度显著上升（P＜0.05）。研究结论1、吸烟和饮酒会改变口腔及食管上中下段微生态的组成,造成口腔中与牙周病、龋齿、口腔癌相关的菌属（牙龈卟啉单胞菌（Porphyromonas gingivalis）、链球菌属（Streptococcus）、普雷沃氏菌属（Prevotella）等）)丰度增加。但吸烟饮酒者食管上中下段的特征微生物,并不是既往研究中发现的巴雷特食管、食管腺癌、ESCC的特异菌。2、正常人、食管低级别异型增生、高级别异型增生、ESCC病人的唾液和病变表面的微生物菌群构成存在显著差异。链球菌属（Streptococcus）是经过LEfSe和随机森林筛选出来的,属于低级别异型增生、高级别异型增生、ESCC病人唾液中的共同特异菌;博斯氏菌属（Bosea）则是上述病人食管表面的共同特异菌。3、食管低级别异型增生、高级别异型增生、ESCC病人的唾液和病变表面的微生物特征性菌属,具有良好的区分正常人与病人的诊断效力,可以作为ESCC筛查、早诊早治的临床诊断标志物。功能预测分析显示,ESCC病人口腔产生亚硝酸盐能力增加,同时口腔、食管代谢亚硝酸盐功能均降低。未来针对本研究发现的食管不同疾病状态的特异菌与宿主间相互作用的研究,将有助于未来食管鳞癌的病因学研究、疾病诊断和治疗,以及无创性早期癌症筛查产品的开发。

前言:近年来,人工智能（Artificial Intelligence,AI）取得了飞速的发展,其图像识别技术在各领域都取得了显著的进展。该技术利用深度卷积神经网络（deep convolutional neural network,DCNN）进行自我学习,通过改变算法和神经网络的内部参数在没有人类指示的情况下提取关键特征。目前该技术已被应用到医学领域来辅助、提高医师的诊断水平,特别是在内镜辅助诊断方面也取得了初步的成果。诊断上消化道肿瘤的主要手段是内镜检查,而它不仅要求医师要具备熟练操作的技术,还需要足够的知识储备来正确识别和诊断病变,通过训练的DCNN辅助诊断系统不仅可以辅助内镜医师进行诊断,还可能提高诊断水平、减少漏诊。应用DCCN诊断上消化道疾病关键的第一步是正确识别解剖位置。因此,在本研究中,本中心首先利用DCNN构建AI辅助上消化道部位识别模型,以正确识别上消化道解剖部位,作为计算机辅助诊断上消化道病变的初步步骤。另外,该辅助部位识别模型还有望成为内镜检查质量控制和规范化操作的客观评价模型,以此监测上消化道内镜检查盲区,规范内镜操作、提高检查质量。材料和方法:该研究依据解剖将上消化道内镜检查区域分为30个部位,每个部位收集500-1000张图片。共收集中国医学科学院肿瘤医院2019年1月至2021年6月期间的21310张上消化道内镜图片,其中19191张图片用于深度学习构建部位识别模型,2119张图片用于验证该模型。研究比较了两种DCCN网络Inception-ResNetV2（ResNetV2）和 Inception-ResNetV2 and Squeeze-Excitation Networks（RESENet）分别所构建的ResNetV2模型和混合神经网络RESENet模型在部位识别上的性能差异。结果:ResNetV2模型和RESENet模型在上消化道部位识别上的平均准确度、平均灵敏度、平均特异度、平均阳性预测值及平均阴性预测值分别为97.60%vs 99.34%、75.58%vs 99.57%、98.75%vs 99.66%、63.44%vs 90.20%、98.76%vs 99.66%。在这些评价指标上RESENet模型在上消化道部位识别上的性能均优于ResNetV2模型,且具有统计学差异（p＜0.05）。结论:利用混合神经网络RESENet构建的AI辅助上消化道部位识别模型的准确度、灵敏度、特异度、阳性预测值及阴性预测值相较于传统的ResNetV2模型均得到明显提高,该模型在上消化道解剖部位分类识别能力上具有巨大潜力,可用于监测上消化道内镜检查部位的完整性,减少检查中的盲区,有望成为规范上消化道内镜检查并提高检查质量的重要助手,成为上消化道内镜检查质量监督与控制的重要工具。前言:食管癌的早诊早诊对降低死亡率至关重要,内镜筛查是提高食管癌早诊早治的重要手段。由于早期食管癌及癌前病变缺乏特异的症状,且内镜下白光成像形态不典型,早期食管癌及癌前病变的漏诊率较高。窄带光成像（narrow band inaging,NBI）及色素内镜等的使用需要丰富的临床经验及熟练的操作技术,缺乏相关经验或技术的内镜医师需要一种更简单、有效、智能的方法来辅助诊断早期食管癌变。近年来,人工智能在内镜中的各方面应用均已显示出了巨大的潜力,特别是在消化道病变的检出及鉴别诊断方面。本研究以人工智能深度学习的方法,构建基于Yolov51模型的辅助早期食管鳞癌和癌前病变的病变性质识别模型,旨在减少漏诊、提高早期食管癌及癌前病变的诊断水平。材料和方法:收集中国医学科学院肿瘤医院2019年6月至2021年7月1126例患者中13009张白光成像（white light imaging,WLI）、NBI和卢戈液染色内镜成像（lugol chromoendoscopy,LCE）的食管图片,包括低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变、限于黏膜层的食管鳞癌、良性食管病变（食管胃黏膜异位、反流性食管炎、碘染色阳性灶经病理证实的食管炎和霉菌性食管炎）及正常食管。通过计算机随机函数方法,分为训练集（1 025例患者的11 547幅图像）和验证集（101例患者的1 462幅图像）。以训练集训练、构建YOLOv51模型,以验证集验证该模型,同时由2名高年资和2名低年资内镜医师分别对验证集进行诊断,比较YOLOv51模型与内镜医师的诊断结果。结果:在验证集中,YOLOv51模型在WLI、NBI和LCE模式下诊断早期食管癌及癌前病变的准确度、灵敏度、特异度、阳性预测值（PPV）和阴性预测值（NPV）分别为 96.9%、87.9%、98.3%、88.8%和 98.1%,98.6%、89.3%、99.5%、94.4%和98.2%,93.0%、77.5%、98.0%、92.6%和 93.1%。NBI 模式下的准确度高于 WLI 模式（P＜0.05）,LCE模式下的准确度低于WLI（P＜0.05）。YOLOv51模型在WLI、NBI和LCE模式下诊断早期食管癌及癌前病变的准确度与2位高年资内镜医师（分别为 96.9%、98.8%和 94.3%,97.5%、99.6%和 91.9%;均 P＞0.05）相当,但明显高于2位低年资内镜医师（分别为84.7%、92.9%和81.6%,88.3%、91.9%和81.2%;均 P＜0.05）。结论:本研究构建的Yolov51模型在内镜WLI、NBI及LCE诊断早期食管癌及癌前病变中具有较高的准确度,与高年资内镜医师水平相当,高于低年资内镜医师水平。该模型可以辅助低年资内镜医师提高其诊断水平、减少漏诊。

研究目的基于中国食管癌高发区人群,描述其口腔、食管、贲门部位菌群基本特征和构成特点,对比不同食管、贲门疾病状态人群口腔部位菌群构成差异,并筛选差异性菌群,探索上消化道微生态变化与食管癌、贲门癌及其癌前病变的关联,为我国食管癌和贲门癌的病因学探索提供微生物组学方向的新思路。材料与方法1.中国食管癌高发区食管癌及贲门癌患者菌群特征研究:以河南林州食管癌医院确诊的 67 例食管鳞状细胞癌（Esophageal squamous cell carcinoma,ESCC）和 36例贲门癌（Gastric Cardia Adenocarcinoma,GCA）患者为研究对象,采集其术后癌组织及周围配对的癌旁组织标本,基于Illumina MiniSeq平台,运用16S核糖体RNA（16S rRNA）测序技术和 QIIME1（Quantitative Insights into Microbial Ecology）软件对标本进行测序和生物信息学分析,描述组织微生物特征,包括α多样性、β多样性和门、纲、目、科、属各个分类水平菌群相对丰度的构成。α多样性主要包括观测特征数（Observedspecies）和香农指数（Shannonindex）,β多样性包括加权和非加权的Unifrac距离矩阵。采用Wilcoxon秩和检验比较不同部位及肿瘤状态之间的α多样性差异。采用主坐标分析（Principal Coordinates Analysis,PCoA）和置换多元方差分析（Permutational Multivariate Analysis of Variance,PERMANOVA）检验不同部位和肿瘤状态之间的菌群特征构成差异。采用线性判别效应量分析（Linear discriminant analysis Effect Size,LEfSe）方法筛选与肿瘤状态或部位相关的差异性菌群。2.中国食管癌高发区食管及贲门疾病患者口腔菌群特征研究:以河南林州筛查队列人群中60例正常人、97例食管癌癌前病变患者和98例贲门癌癌前病变患者以及河南林州食管癌医院确诊的1 10例ESCC和GCA患者为研究对象,采集其口腔唾液、舌部拭子和牙菌斑标本,运用16S rRNA测序技术和QIIME2软件对标本进行测序和生物信息学分析。采用PCoA和PERMANOVA方法描述和比较正常人、食管鳞状上皮轻度不典型增生、中度不典型增生、重度不典型增生、ESCC、贲门肠上皮化生（Intestinal Metaplasia,IM）、低级别上皮内瘤变（Low-grade Intraepithelial Neoplasia,LGIN）、高级别上皮内瘤变（High-grade IntraepithelialNeoplasia,HGIN）和GCA患者口腔不同部位的菌群特征。α多样性包括观测特征数、香农指数和Faith系统发育多样性（Faith’sphylogenetic diversity,Faith’s PD）,β多样性包括 Bray-Curtis距离矩阵、加权和非加权的Unifrac距离矩阵。运用多元Logistic回归模型和随机森林方法探索口腔菌群与ESCC、GCA及其癌前病变的关联。3.中国食管癌高发区人群口腔菌群特征动态变化的纵向研究:以36例河南林州筛查队列人群为研究对象,对其进行内镜筛查并收集其口腔唾液标本,间隔一年后对其进行二次内镜随访及口腔唾液标本采集,运用16S rRNA测序技术和QIIME2软件对标本进行测序和生物信息学分析,采用Wilcoxon符号秩和检验描述和对比其口腔唾液菌群特征随时间动态变化的规律。研究结果1.ESCC和GCA患者的平均年龄分别为62.2岁（标准差为6.8）和62.1岁（标准差为6.6）。GCA组织香农指数（4.3 vs 2.0;P＜0.001）和观测特征数（102.5 vs 58.0;P=0.001）均显著高于癌旁组织。对于β多样性,基于加权Unifrac距离矩阵的分析显示ESCC组织和癌旁组织菌群构成呈现显著差异（P=0.015）,基于加权和非加权Unifrac距离矩阵结果均显示,GCA组织和癌旁组织菌群构成存在差异（P=0.004,P=0.002）。ESCC组织中梭杆菌属（Fusobacterium）的相对丰度高于癌旁组织,且这种趋势在门、纲、目、科各分类水平上也呈现一致性（门水平:3.9%vs 1.7%;属水平:3.2%vs 1.3%）。GCA组织与癌旁组织相比,普氏菌属（Prevotella,23.3%vs 13.7%）、链球菌属（Streptococcus,11.2%vs 4.2%）、韦荣球菌属（Veillonella,8.6%vs3.7%）、嗜血杆菌属（Haemophilus,4.3%vs 1.0%）和奈瑟球菌属（Ne isseria,4.8%vs 1.5%）的相对丰度高于癌旁组织,而螺杆菌属（Hellicobacter,11.8%vs 60.5%）相对丰度低于癌旁组织。2.梭杆菌属（Fusobacterium）相对丰度与ESCC肿瘤分级之间存在正相关关系,即随着ESCC肿瘤级别的升高,其癌组织中梭杆菌属（Fusobacterium）的相对丰度也随之增加（P=0.290）。对于GCA,普氏菌属（Prevotella）的相对丰度随肿瘤级别的升高而增加（P=0.080）,螺杆菌属（Helicobacter）的相对丰度随肿瘤级别的升高而降低（P=0.500）。3.ESCC癌旁组织α多样性显著高于GCA癌旁组织,其香农指数分别为3.8和2.0（P＜0.001）,观测特征数分别为87.0和58.0（P=0.001）。ESCC组织和GCA组织之间的α多样性无统计学差异,基于加权和非加权的Unifrac距离矩阵的主坐标分析表明,ESCC组织和GCA组织菌群构成相似（P=0.017,P=0.004）,但ESCC癌旁组织和GCA癌旁组织菌群构成存在差异（两种距离矩阵均为P=0.001）。4.口腔牙菌斑的香农指数高于唾液和舌部（P＜0.00I）,但唾液菌群的观测特征数最高（P＜0.001）。对于β多样性,基于Bray-Curtis距离矩阵和Unifrac距离矩阵的分析均表明口腔牙菌斑的菌群构成与唾液及舌部具有显著差异,约15.0%的菌群构成变异来源于不同的口腔部位。5.在校正了年龄、性别、吸烟情况、饮酒情况、受教育程度、BMI（Body Mass Index）、水果摄入量以及口腔卫生情况后,结果显示食管鳞状上皮重度不典型增生患者口腔唾液多样性低于正常人（Faith’s PD,P-0.030）;贲门肠上皮化生、贲门低级别上皮内瘤变和GCA患者口腔唾液菌群的α多样性均高于正常人（观测特征数P均小于0.050）,而贲门高级别上皮内瘤变患者口腔唾液菌群α多样性低于正常人（Faith’s PD,P=0.060）。6.多元Logistic回归模型分析显示,在校正了年龄、性别、吸烟情况、饮酒情况、受教育程度、水果摄入量和口腔卫生情况后,口腔唾液罗氏菌属（Rothia）的相对丰度与ESCC癌前病变呈正相关。以正常人为对照组,食管轻度和重度不典型增生患者的OR值分别为1.25和1.80（P=0.002,P＜0.001）。随机森林分析显示,唾液罗氏菌属（Rothia）对于区分正常人和食管鳞癌癌前病变患者具有较高的贡献度。口腔唾液二氧化碳嗜纤维菌属（Capnocytophaga）和韦荣球菌属（Veillonella）的相对丰度每增加1%,患ESCC的风险分别为原来的1.67倍和1.30倍（P均小于0.001）。对于贲门疾病,在校正了年龄、性别、吸烟情况、饮酒情况和水果摄入情况后,多元Logistic回归模型分析显示,口腔唾液罗氏菌属（Rothia）的相对丰度与贲门肠上皮化生的发生呈正相关（OR=1.30,P＜0.001）。7.对比一年前后的两次口腔菌群特征发现,个体的唾液菌群多样性和菌属相对丰度构成发生变化,且变异程度各异,但总体上无统计学差异（P均大于0.050）。普氏菌属（Prevotella）在食管疾病好转者唾液菌群中含量升高,而在食管疾病恶化患者中含量降低;口腔唾液奈瑟菌属（Neisseria）、卟啉单胞菌（Porphynomonas）和罗氏菌属（Rothia）含量在食管疾病恶化患者中呈现上升趋势。结论1.与癌旁组织相比,ESCC组织中梭杆菌属（Fusobacterium）相对丰度较高,GCA组织中螺杆菌属（Helicobacter）相对丰度显著降低。食管和贲门部位的癌旁组织菌群特征显著不同,但在癌组织中两部位的菌群特征趋于相似。未来还需要更多的病例对照研究以及大规模的前瞻性队列研究来验证特定菌属和ESCC及GCA之间的关系。2.食管癌高发区人群口腔不同部位菌群构成不同,严重食管或贲门疾病患者的唾液菌群构成与轻度食管或贲门疾病患者之间存在显著差异。口腔唾液罗氏菌属（Rothia）相对丰度较高者患食管和贲门癌前病变的风险均增加,唾液二氧化碳嗜纤维菌属（Capnocytophaga）和韦荣球菌属（Veillonella）含量增加者患ESCC的风险增加。特定的微生物菌群具有作为上消化道肿瘤早期诊断的潜在价值。3.食管癌高发区人群口腔唾液菌群多样性及构成在一年内整体水平上无显著变化,但个体水平上变化较大。未来在开展探索口腔菌群与食管疾病关联的大规模前瞻性研究的同时,应注重口腔菌群随时间动态变化的规律。

目的聚焦我国食管癌高发区筛查现场,摸底食管癌高发区焦虑、抑郁现状,探索焦虑、抑郁与食管癌的潜在关联;探索食管癌筛查对受筛者可能带来的短期和长期心理影响;在筛查人群中筛选与焦虑、抑郁相关的特征性菌群;为优化我国食管癌筛查策略和筛查效果的综合评价提供新思路。材料与方法1.食管癌高发区筛查人群焦虑、抑郁现状及与食管癌的关联研究:2017-2019年,依托食管癌高发区多中心筛查现场,采用以人群为基础的横断面研究设计,通过电子化问卷调查,获取所有筛查对象既往危险因素暴露信息和焦虑、抑郁数据。采用GAD-7（Generalized Anxiety Disorder Scale-7,GAD-7）问卷评估焦虑状态,PHQ-9（Patient Health Questionnaire-9,PHQ-9）评估抑郁状态。采用连续性变量（得分均值）和二分类变量（阳性率）评估焦虑、抑郁水平。通过内镜下碘染色及指示性活检,筛查对象被诊断为正常、食管炎、低级别上皮内瘤变（Low-grade intraepithelial neoplasia,LGIN）、高级别上皮内瘤变（High-grade intraepithelial neoplasia,HGIN）和食管癌。采用多元logistic回归评估焦虑、抑郁与食管相关病变的关联性。2.食管癌筛查流程对受筛者焦虑、抑郁的影响研究:2020年,以多中心食管癌高发区的筛查对象为目标人群,采用GAD-7和PHQ-9调查问卷,监测筛查流程中多阶段关键节点的焦虑、抑郁状态（筛查前、内镜后、得知不同病理结果）。方差趋势检验和χ2趋势检验比较筛查流程中焦虑、抑郁变化,细化评估得知不同筛查结果焦虑、抑郁的差异。同时2020-2021年,以磁县筛查对象为目标人群,探索性利用智能手环情绪追踪技术,通过应激算法获取交感神经活动指数（Sympathetic Activity Index,SAI）和副交感神经活动指数（Parasympathetic Activity Index,PAI）,动态评估筛查流程中交感和副交感神经活跃度。3.食管癌筛查受筛者焦虑、抑郁的随访研究:2019-2020年,基于多中心食管癌高发区筛查现场,采用前瞻性研究设计,选取研究一基线人群（2017-2019年参与食管癌筛查且有明确病理诊断的对象）,对基线筛查诊断的正常、食管炎和低级别上皮内瘤变患者随机抽样,对高级别上皮内瘤变和食管癌所有患者全部纳入,随访调查焦虑、抑郁状态。采用McNemar’s检验比较基线和随访时焦虑、抑郁阳性率变化,χ2检验比较不同筛查结果患者在随访时焦虑、抑郁阳性率差异。同时2017-2019年在林州和磁县挑选参与两次筛查的研究对象,对其两次血液标本进行实验室检测（包括应激指标皮质醇、免疫球蛋白IgA、IgM和IgG）,采用重复测量方差分析,比较基线和随访时皮质醇和免疫球蛋白水平变化。4.筛查人群中焦虑、抑郁与肠道菌群关联的探索性研究:2019年,依托食管癌高发区林州筛查现场,在筛查人群中选取23名焦虑、抑郁患者,46名对照（1:2匹配）,通过粪便隐血试验（Fecal Occult Blood Test,FOBT）卡纸收集粪便标本,基于 Illumina MiniSeq 平台,采用16S rRNA 测序技术和 QIIME1（Quantitative Insights into Microbial Ecology）软件对标本进行测序和生物信息学分析,描述并比较两组肠道菌群特征,包括α多样性、β多样性和门、科、属、种水平菌群构成。采用线性判别分析筛选与焦虑、抑郁相关的特征性差异菌群。研究结果1.食管癌高发区焦虑、抑郁现状及与食管癌的关联研究:最终纳入25650名合格筛查对象,平均年龄55.5±7.7岁。9586名食管病理活检（37.4%）,其中正常1055例,食管炎6780例,低级别上皮内瘤变1377例,高级别上皮内瘤变272例,食管癌102例。食管癌高发区筛查对象焦虑和抑郁平均得分（95%CI）分别为2.0（1.9-2.0）和2.2（2.2-2.3）,焦虑和抑郁阳性率（cut-off:5分）分别为16.9%和25.7%。筛查诊断为正常、食管炎、低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变和食管癌的患者基线焦虑阳性率分别为5.2%、18.5%、17.7%、43.5%和36.3%（P＜0.001）,对应抑郁阳性率依次为 16.1%、26.4%、25.7%、38.0%和 40.2%（P＜0.001）。女性、未婚/独居/离婚/丧偶、大学及以上学历、家庭低收入和自评健康状态差的筛查对象更容易存在焦虑、抑郁情绪。多中心横断面调查显示,焦虑、抑郁与高级别上皮内瘤变和食管癌之间可能存在正相关性。以正常为参照,焦虑与食管炎、低级别上皮内瘤变、高级别上皮内瘤变和食管癌调整后 OR（95%CI）分别为 1.08（1.05-1.12）、1.03（0.99-1.07）、1.35（1.29-1.42）和 1.19（1.10-1.29）（P＜0.001）,抑郁与以上食管病变调整后 OR（95%CI）依次为 1.08（1.05-1.11）、1.04（1.01-1.08）、1.20（1.15-1.26）和 1.17（1.10-1.25）（P＜0.001）。敏感性分析发现正相关依然存在。2.1食管癌筛查流程对受筛者焦虑、抑郁的影响研究—基于问卷调查:共2337筛查对象完成关键节点焦虑、抑郁调查,其中正常355例,食管炎1713例,低级别上皮内瘤变213例,高级别上皮内瘤变43例,食管癌13例。筛查参与者焦虑、抑郁水平明显高于未参与筛查者（P＜0.001）。受筛者筛查流程中焦虑、抑郁变化规律呈现“V”型,即在等待筛查时和得知食管病理结果后焦虑、抑郁水平较高,内镜后焦虑、抑郁水平较低。在筛查前、内镜后和得知病理结果后筛查者焦虑阳性率分别为5.6%、0.3%和3.2%（P＜0.001）,抑郁阳性率依次为3.6%、0.2%和2.1%（P＜0.001）。得知筛查结果病理级别越高,焦虑、抑郁水平越高（P＜0.001）,尤其是筛查结果为高级别上皮内瘤变（16.3%和9.3%）和食管癌（23.1%和30.8%）。2.2 食管癌筛查流程对受筛者焦虑、抑郁的影响研究—基于手环监测:手环情绪追踪探索性研究发现（N=43,平均年龄63.9岁）,筛查前至内镜中交感副交感神经活动无显著变化（SAI,P=0.161）,在得知病理结果后交感神经兴奋（SAI,P＜0.001）。不同病理级别患者在筛查流程中交感副交感神经活动变化趋势一致。3.1 食管癌筛查受筛者焦虑、抑郁的随访研究—基于问卷调查:基于多中心前瞻性的研究设计（N=1973）,共随访正常593例,食管炎527例,低级别上皮内瘤变649例,高级别上皮内瘤变147例,食管癌57例。平均随访22.2月。相较基线,随访时焦虑、抑郁水平均显著下降（14.3%vs.5.3%,18.4%vs.5.4%,均P＜0.001）。筛查结果为正常、食管炎和低级别上皮内瘤变的患者随访时焦虑、抑郁水平明显降低,逐渐正常化（均P＜0.00l）。筛查结果为高级别上皮内瘤变和食管癌的患者随访时焦虑、抑郁水平无明显下降,仍处于较高水平,并且更容易从基线非焦虑非抑郁状态转变为焦虑、抑郁状态,或在随访时维持基线焦虑、抑郁状态。3.2 食管癌筛查受筛者生物学指标的随访影响—基于实验室指标:共纳入61例研究对象（正常和食管炎组31例,低级别上皮内瘤变组30例）,平均随访14.0月。与基线相比,随访时皮质醇、IgG和IgM水平没有显著变化（P=0.778,P=0.064,P=0.110）,IgA略有下降（P=0.015）。无论是基线还是随访时,正常食管炎组和低级别上皮内瘤变组皮质醇、IgA、IgG和IgM水平均无显著差异。4.筛查人群中焦虑、抑郁与肠道菌群关联的探索性研究:菌群探索性研究发现（N=69）,筛查参与者肠道菌群在门水平上主要由Firmicutes（厚壁菌门）,Bacteroidetes（拟杆菌门）和Proteobacteria（变形菌门）组成,属水平上主要由Faecalibacterium（粪杆菌）,Roseburia（玫瑰杆菌）和Prevotella（普氏菌）组成。相较对照组,焦虑、抑郁组α多样性降低,尽管无统计学差异;焦虑、抑郁组相对丰度前5位菌属排序发生改变,焦虑、抑郁组和对照组Top 1菌属分别为Prevotella（普氏菌）和Faecalibacterium（粪杆菌）。相较对照组,焦虑、抑郁组Gemmiger（吉米菌属,1.4%vs.2.3%,P=0.025）、Ruminococcus（瘤胃球菌属,0.6%vs.0.8%,P=0.037）和Veillonella（韦荣球菌属,0.6%vs.1.3%,P=0.020）相对丰度降低,为特征性差异菌属。结论1.我国食管癌高发区自然人群焦虑、抑郁现状不容忽视。焦虑、抑郁可能增加高级别上皮内瘤变和食管癌病变风险,提示焦虑、抑郁在浓缩食管癌高危人群筛查方面的潜力,为食管癌筛查策略和综合防控提供新线索。2.筛查流程对受筛者带来了负向心理影响,筛查前和得知筛查结果后焦虑、抑郁水平较高,尤其是得知筛查结果为高级别上皮内瘤变和食管癌的患者焦虑、抑郁水平显著升高。研究结果为优化筛查流程提供建议,对筛查前节点应给予更多关注,缓解焦虑、抑郁,同时改善高级别上皮内瘤变和食管癌患者筛查结果告知方式。结果提示需进一步探索浓缩高危人群方法,减少内镜筛查人数,提高食管癌筛查检出率,从而减少筛查带来的心理影响。3.筛查带来的心理影响随时间推移有所减轻,逐渐正常化,整体上对受筛者无长期焦虑、抑郁影响,除了筛查结果为高级别上皮内瘤变和食管癌的患者,其随访时焦虑、抑郁无明显下降（仍处于高水平）。研究结果为食管癌筛查效果综合评价提供新证据和新视角。4.在筛查参与者中,相比对照组,焦虑、抑郁组菌群模式发生变化。Gemmiger（吉米菌属）、Ruminococcus（瘤胃球菌属）和Veillonella（韦荣球菌属）可能为焦虑、抑郁特征性差异菌属。研究结果在癌症筛查中为识别焦虑、抑郁患者提供关键线索,且具有潜在临床意义。

研究目的基于我国上消化道癌高发区内镜筛查项目,量化评估不同贲门粘膜病变的长期癌变风险,评价血清胃蛋白酶原、胃泌素及幽门螺杆菌（Helicobacterpylori,H.pylori）抗体分型等胃粘膜“血清学活检”指标用于贲门癌（gastric cardia adenocarcinoma,GCA）及癌前病变的诊断价值,并在蛋白质组学层面探索与贲门癌发生发展相关的蛋白标志物,以期为我国贲门癌内镜筛查方案的优化提供数据参考及新思路。材料与方法1.我国上消化道癌高发区贲门癌及癌前病变发病风险的前瞻性队列研究:本研究为基于自然人群的前瞻性队列研究。以2005-2009年在我国上消化道癌高发区河南林州的筛查队列为基础,选取队列中参与内镜筛查并有明确病理诊断的40-69岁人群作为目标人群,整理收集目标人群一般人口学信息、流行病学暴露信息及内镜病理诊断信息。根据基线病理诊断,将目标人群分为正常（健康）、非萎缩性贲门胃炎（non-atrophic carditis,NAC）、萎缩性贲门胃炎（atrophic carditis,AC）、低级别上皮内瘤变（cardia low-grade dysplasia,CLGD）、高级别上皮内瘤变（cardia high-grade dysplasia,CHGD）组。通过主动随访与被动随访相结合的方式,调查目标人群贲门癌发病情况与死亡情况。队列随访截止至2017年12月。以人年为单位计算队列人群贲门癌标化发病率、死亡率。将随访期间贲门癌发病人数除以随访总人数计算贲门癌1年、3年、5年累积发病率,Log-Rank法比较不同组间发病/死亡风险之间的差异。采用COX比例风险模型计算基线贲门粘膜病变状态对贲门癌发病/死亡的风险比及95%的置信区间,并按照性别、年龄组展开亚组分析。2.胃功能血清学指标对贲门癌及癌前病变诊断价值的研究:本研究为一项以人群为基础的病例对照研究。研究对象来自2017-2019年河南林州及山东肥城参与过食管癌专病队列研究的普通人群。收集队列中基线病理诊断为早期GCA（粘膜内腺癌）、CHGD及CLGD患者的受检者,从中选择符合条件的患者作为病例组。以早期GCA患者为参照,根据年龄及性别,按照1:2的匹配原则选择队列中健康人群作为通用对照组。使用酶联免疫吸附实验对两组研究对象的血清胃蛋白酶原（pepsinogen,PG）Ⅰ/Ⅱ、胃泌素17（gastrin-17,G-17）水平做定量检测,通过免疫印迹法对血清H.pylori抗体做分型检测。描述各组间PGⅠ/Ⅱ、胃泌素及H.pylori抗体分型的分布情况,结合Logistic回归模型、受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve,ROC）及曲线下面积（area under curve,AUC）分析上述胃功能血清学指标在贲门癌及癌前病变诊断中应用价值。3.基于蛋白质组学的贲门癌生物标志物探索性研究:本研究为一项以人群为基础的病例对照研究。研究以经病理确诊的GCA、CHGD、CLGD及健康者为研究对象。血浆蛋白提取后通过LC-MS进行分离,在数据依赖性采集（data-dependent acquisition,DDA）模式建立扫描图谱库的基础上,采用数据非依赖性采集（data-independentacquisition,DIA）模式进行质谱数据采集。通过主成分分析（principal component analysis,PCA）及偏最小二乘法判别分析（partial least squares discriminant analysis,PLS-DA）,观察各组间蛋白表达谱的整体分类趋势。通过火山图分析健康、GCA、CHGD、CLGD四组间两两比较时的差异蛋白。通过加权基因共表达网络分析（weighted correlation network analysis,WGCNA）识别与GCA发病相关的关键模块,对关键模块进行功能GO分析及KEGG/WikiPathways 通路分析。采用随机森林（randomforest,RF）和套索（leastabsolute shrinkage and selection operator,LASSO）回归浓缩关键模块中的特征蛋白。结合蛋白组织特异性,筛选潜在蛋白标志物,构建诊断Panel,通过ROC曲线下面积AUC评价其对贲门癌及癌前病变诊断能力。研究结果1.2005-2009至2017年间,队列中共有9,740人纳入最终的随访分析。随访期间,共有123名新发贲门癌患者并有31人因贲门癌死亡。队列中位随访时间为10年,目标人群贲门癌年龄标准化发病率和死亡率分别为128.71/10万人年和35.69/10万人年。健康组、NAC组、AC组、CLGD组和CHGD组贲门癌累积发病率分别为 0.57%（27/4728）、0.71%（22/3099）、1.58%（20/921）、3.05%（27/884）和25%（27/108）。贲门癌长期发病风险与死亡风险均随病变级别的升高而升高。此外,亚组分析结果表明,50-69岁年龄组的贲门癌累积发病率和死亡率分别是40-69岁年龄组的4.4倍和4.7倍;男性贲门癌累积发病率是女性的1.8倍,死亡率是女性的2倍。同正常组相比,AC组累积发病率在随访第五年后才呈现上升趋势,而CLGD组在随访前3年便已出现显著差异。2.CHGD、GCA组中PGII水平高于对照组（P＜0.05）,疾病相关风险随着PGII 水平升高而升高（Ptrend＜0.05）。PGR 水平与 CHGD（OR=2.42,95%CI:1.19-4.92）、GCA（OR=2.04,95%CI:1.00-4.15）及全疾病（OR=1.89,95%CI:1.08-3.29）发病呈负相关。各病例组PGI及G-17水平与对照组相比无显著差异（P＞0.05）。对照组、CLGD组、CHGD组及GCA组H.pylori感染率分别为53.33%、71.67%、71.88%及 71.67%。H.pylori感染与 CLGD（OR=2.23,95%CI:1.11-4.47）、CHGD（OR=2.27,95%CI:1.17-4.39）、GCA（OR=2.21,95%CI:1.14-4.32）的发生有关,且趋势性分析结果表明,病变程度与H.pylori感染率之间呈正相关（Ptrend＜0.05）。TypeⅠ及TypeⅡ均阳性者与贲门癌前病变发生密切相关（OR=2.67,95%CI:1.57-4.54）,其中,CagA（+）/VagA（+）（OR=2.64,95%CI:1.44-4.84）以及 CagA（-）/VagA（+）（OR=7.98,95%CI:1.71-32.21）均可观测到较高的发病风险。诊断试验结果表明,五种胃粘膜“血清学活检”指标联合诊断可发现人群中66.7%的癌前病变患者,联合诊断对于CLGD的诊断效果最高（AUC=0.72,95%CI:0.65-0.79）,对CHGD（AUC=0.67,95%CI:0.62-0.72）及 GCA（AUC=0.64,95%CI:0.56-0.71）的诊断效果欠佳。剔除PGI及G-17后,诊断效果未发生显著变化。3.PCA及PLS-DA分析显示,健康组、CLGD组、CHGD组及GCA组血浆蛋白存在显著的分类趋势,观察到变异的主要来源可用分组差异来解释;且任意两组进行比较时,蛋白表达谱均存在一定程度的差异,为差异蛋白的筛选提供了先验证据。WGCNA对蛋白表达谱与疾病进程进行了关联分析,42个蛋白分子与GCA发展正相关,正相关中蛋白基因在微量元素硒相关信号通路、泛素蛋白酶体通路、金黄色葡萄球菌感染以及雄激素受体信号通路中富集;165个蛋白分子与GCA发展负相关,负相关中蛋白基因在肌蛋白调节、自噬信号通路、粘着斑信号通路、脂质代谢、病毒致癌作用、雌激素相关信号通路、谷胱甘肽信号通路中富集。RF得到的Top200蛋白标志物与WGCNA关键模块取交集,最终得到67个蛋白分子。利用LASSO回归结合蛋白组织特异性,发现了 LY6G6F、CSRP1、PRDX1、GSTP1及RAB27B等5个潜在蛋白质生物标志物。交叉验证结果显示,构建的Panel对贲门癌及癌前病变具有较好的诊断效果,AUC为0.96（95%CI:0.77-1.00）。研究结论1.CHGD患者癌变风险较高,一经发现应及时接受治疗,拒绝治疗者每半年随访一次;CLGD患者应在初次内镜后1-3年内接受复查;AC/CIM患者的内镜随访间隔延长到5年1次。从筛查成本的角度出发,可将高发区内镜筛查起始年龄推迟到50岁。本研究结果提供了各级别癌前病变的贲门癌发病的绝对风险与相对风险,为我国上消化道癌高发区内镜筛查方案的优化提供了循证医学依据,并为下一步内镜筛查方案的推广提供了数据支持。2.相比于PGI及G-17,血清PGII及PGR水平更能反映贲门粘膜的病变进展情况,Ⅰ型H.pylori感染,尤其是VagA型H.pylori感染与贲门癌前病变发生关联最为密切。PGII、PGR联合血清H.pylori感染情况对于仅累及贲门部的贲门癌及癌前病变有着较好的诊断应用前景,但仍需要更多研究证据加以支持。3.肿瘤恶病质所致的肌损失、硒水平及性激素相关通路与GCA进展相关,在疾病发病的纵贯视角发现的5个蛋白质标志物对于贲门癌及癌前病变诊断具有显著效果。通过蛋白质组学发现潜在标志物,为识别和浓缩贲门癌高危个体提供了新的研究方法及思路,但基于小规模人群所筛选的生物标志物在应用于人群筛查前,还需要再大规模、前瞻性研究中加以验证。

研究目的在中国上消化道癌高发区多中心前瞻性人群筛查队列中,探索并验证贲门癌（gastric cardia adenocarcinoma,GCA）危险因素及血浆预测预警蛋白标志物,构建高发区人群贲门癌风险预测模型,为我国贲门癌的综合防控提供科学依据。材料和方法1.中国上消化道癌高发区食管胃交界部癌（贲门癌）危险因素及预测预警标志物的横断面探索研究:包括4部分内容:一是采用以人群为基础的多中心横断面研究设计。基于2005-2009年在我国上消化道癌高发区（河南林州、河北磁县和山东肥城）的人群筛查项目,应用非条件logistic回归模型分析各暴露因素与贲门癌及癌前病变的关系。二是制定烫热饮食热暴露情况的精准调查方案,在不同热暴露特征的两组样本人群中（20名欧洲和52名中国高发区有烫热饮食习惯者）进行调查,验证可行性。评价第一口温度、平均温度、摄入量加权平均温度和食管内温度（intra-esophagealtemperature,IET）等指标对两组样本人群热暴露特征的量化能力。三是基于2015-2017年河南林州的人群筛查队列（随机对照试验）,随机抽取筛查组20%的人群进行13C-尿素呼气试验（13C-urea breath test,13C-UBT）,检测H.pylori现症感染情况。结合H.pylori现症感染、贲门粘膜病理诊断及流行病学调查数据,采用非条件logistic回归模型分析H.pylori现症感染与贲门各级粘膜病变的关系。四是依托河南林州上消化道癌筛查与早诊早治项目,选取年龄（±3岁）、性别1:1个体匹配的10对贲门癌、高级别上皮内瘤变（high-grade intraepithelial neoplasia,HIN）、低级别上皮内瘤变（low-grade intraepithelial neoplasia,LIN）和贲门正常者,采集其血浆标本。采用数据非依赖采集（data-independent acquisition,DIA）质谱蛋白组学定量技术对前述4组血浆进行全谱分析,建立贲门癌及癌前病变血浆差异蛋白表达谱,筛选贲门癌及癌前病变潜在血浆蛋白标志物。筛选标准为DIA检测蛋白表达量在贲门正常血浆中均处于较低水平,而在贲门癌或癌前病变血浆中处于较高水平（＞5倍）。2.中国上消化道癌高发区食管胃交界部癌（贲门癌）危险因素的多中心前瞻性队列研究及预测预警模型构建:该研究在本文第一部分基础上,建立多中心贲门癌人群筛查亚队列。利用当地覆盖全人群的肿瘤登记系统进行长期肿瘤监测随访。采用Cox 比例风险模型分析队列基线危险因素及贲门粘膜病变与贲门癌发病风险的关系。基于宏观危险因素和贲门粘膜病理诊断信息,采用Logistic回归模型构建贲门癌风险预测预警模型。采用Harrell’s一致性统计量（concordance statistics,C-statistic）评价模型的区分度,采用Hosmer-Lemeshow拟合优度检验评价模型的校准度。研究结果1.3个高发区共计完成人群筛查21592人,检出贲门正常粘膜（normal cardia mucosa,Normal）/非萎缩性贲门炎（non-atrophic carditis,NAC）18356 例、萎缩性贲门炎（atrophic carditis,AC）/肠上皮化生（intestinal metaplasia,IM）1094 例、LIN 1117例、HIN150例、贲门癌118例。男性、年龄较高（≥50岁）、吸烟、无饮茶习惯、蔬菜水果摄入较少（＜1次/周）、葱蒜、腌晒食品、油炸食品和烫热食品摄入较多（≥1次/周）、有肿瘤家族史和高体质指数（bodymassindex,BMI）（≥25.0kg/m2）与贲门癌及癌前病变发生呈正相关（OR值均＞1.0,P值均＜0.05）。2.与IARC组调查对象相比,中国高发区组摄入烫热饮食时的热暴露明显较高,其摄入第一 口的时间更早（平均早5.6minutes）、温度更高（平均高9.5℃）、摄入量更多（平均多17g）、IET也更高（平均高18.6℃）。第一口温度对两组样本人群的区分效果较差,第一口 IET对两组样本人群的区分效果较好。3.调查人群H.pylori现症感染率为 41.34%（828/2003）。Normal/NAC、AC/IM、LIN和 HIN/GCA的H.pylori现症感染率分别为:39.29%、62.16%、55.91%和 52.17%。H.pylori感染与 AC/IM、LIN 和HIN/GCA 关联的 OR 值分别为:2.78（95%CI:1.70-4.53）、2.14（95%CI:1.47-3.10）和 2.29（95%CI:0.98-5.33）。4.共鉴定蛋白质1212个。与贲门正常组相比,LIN、HIN和GCA组分别获得差异表达蛋白149、170和89种。生物信息学分析显示各病变组差异表达蛋白质生物过程主要集中于细胞信号传导、上皮细胞增殖、发育、分化、凋亡、迁移和黏附,以及血管生成和免疫调节等。信号通路主要集中于焦点黏连、肌动蛋白骨架调节、细胞黏附分子、血小板激活、PI3K-Akt信号通路、H pylori感染的上皮细胞信号转导和胃酸分泌等。本研究优先筛选出RNH1、TERA、ATAD2、ROBO4、RAC1、ICAM1、GBP4和REG3A等8个贲门癌或癌前病变潜在分子标志物。5.截止2017年12月31日,21474例队列人群总计随访207179人年,平均随访9.7年,共收集贲门癌新发病例202例（男性125例,女性77例）。男性（HR=1.92,95%CI:1.36-2.70）、年龄较高（50-59 岁:HR=2.59,95%CI:1.75-3.85;60-69 岁:HR=4.50,95%CI:2.91-6.96）、无饮茶习惯（HR=1.80,95%CI:1.19-2.74）、肉蛋奶类摄入较少（＜1 次/周）（HR=1.31,95%CI:0.98-1.76）、葱蒜（HR=1.67,95%CI:1.08-2.58）和烫热食物（HR=1.37,95%CI:1.03-1.81）摄入较多（≥1次/周）、有肿瘤家族史（家族中≥2 人曾患肿瘤:HR=2.05,95%CI:0.83-5.06）和高 BMI（25.0～29.9kg/m2:HR=1.28,95%CI:0.95-1.72）增加贲门癌发病风险。6.贲门正常粘膜/非萎缩性贲门炎（Normal/NAC）人群的贲门癌发病率为44.30/10万,萎缩性贲门炎/肠上皮化生（AC/IM）、低级别上皮内瘤变（LIN）和高级别上皮内瘤变（HIN）人群的贲门癌发病率分别为:227.07/10万、380.95/10万和4366.35/10万。AC/IM、LIN和HIN的贲门癌变风险较Normal/NAC分别增加:3.45倍（HR=4.45,95%CI:2.74-7.23）、5.67 倍（HR=6.67,95%CI:4.48-9.94）和 60.65 倍（HR=61.65,95%CI:40.19-94.55）。7.基于宏观危险因素建立的贲门癌风险预测模型的C-statistic为0.717（95%CI:0.679-0.754）,模型的拟合优度较好（χ2=6.20,P=0.625）。联合宏观危险因素和贲门粘膜病理诊断建立的贲门癌风险预警模型的C-statistic为0.834（95%CI:0.810-0.871）,模型的拟合优度较好（χ2=6.83,P=0.555）。结论1.男性、年龄较高（≥50岁）、无饮茶习惯、肉蛋奶类摄入较少（＜1次/周）、葱蒜、烫热食物摄入较多（≥1次/周）、有肿瘤家族史、高BMI（≥25.0kg/m2）以及H.pylori感染可能是高发区居民贲门癌的危险因素。本研究发现仅使用既往流行病学研究常用的第一口温度指标不能准确评价摄入烫热饮食时的真实热暴露。未来流行病学研究应注意同时测量摄入温度和摄入量暴露信息。本研究制定的精准测量方案具有可行性,可供使用。2.RNH1、TERA、ATAD2、ROBO4、RAC1、ICAM1、GBP4 和 REG3A 等 8个蛋白可能为贲门癌或癌前病变早期诊断分子标志物,但尚需进一步验证。3.萎缩性贲门炎/肠上皮化生、低级别和高级别上皮内瘤变的长期贲门癌癌变风险逐级升高,是贲门癌的癌前病变。4.基于前瞻性验证的宏观危险因素和贲门粘膜病理诊断指标,初步构建的贲门癌风险预测预警模型具有良好的预测能力,在高发区人群筛查初筛和分流中具有潜在应用价值。