癌症方面的應用

拉曼光譜在癌症方面的應用

  癌症是威脅人類健康和生命的最主要疾病之一,人體的所有器官均有發生癌變的可能,每年全世界約有600萬人被癌症奪去生命。臨床研究表明,癌症的預後與早期發現、早期診斷和早期治療密切相關。因此,癌症的早期發現在臨床醫學上具有重要意義。目前,癌症的常規診斷方法有醫學影像學檢查、腫瘤標誌物檢測以及微創介入檢查等,但這些方法很難檢測癌變組織和細胞早期所發生的生化和分子結構異常,存在檢測陽性率低、耗時及過渡診斷等缺點,因此急需在臨床上研究一種方便快捷、無創、靈敏度和特異度高的診斷方法,以對高危人群進行篩查並在一定程度上控制腫瘤的發展及提高患者的生存率。近年來出現的拉曼光譜技術已經達到單分子檢測水準,可以作為一種有力的分析分子結構工具用來研究各類生命科學問題。
拉曼光譜能夠從分子水準反映組織生化的細微變化,具有無創、快速和精細如“指紋”的分辨能力,使拉曼光譜技術日益受到重視,在生物醫學研究和臨床診斷特別是早期癌症的診斷中取得重大進展。目前,拉曼光譜技術已經應用於多種癌症的診斷。

 

  • 應用

拉曼光譜用於胃癌早期診斷的研究
胃癌是目前第四大常見的惡性腫瘤,也是全球癌症死亡的第二大病因,得不到早期的發現與及時治療是胃癌高死亡率的主要原因。腺瘤性息肉有明顯惡變為腺癌的潛力,屬於病變中組織,如果對其可以早期發現並切除可以較低胃癌的發病率。但是通過胃鏡下肉眼觀察仍然存在一定困難,拉曼光譜具有非侵入性、快速、靈敏等優點,特別在使用近紅外激發光下可以更深的穿透組織進行檢測。
分別對多個正常胃細胞組織、腺瘤性息肉、胃腺癌組織進行拉曼光譜檢測,得到其平均拉曼光譜如圖1

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                                                                         圖1 正常胃細胞組織、腺瘤性息肉、胃腺癌組織


雖然拉曼光譜圖較為相似,但依然可以看出,隨著正常胃組織的病變,某些特徵峰發生了拉曼頻移和強度的變化,這也反應了其內部物質的變化。

單個肝癌細胞的拉曼光譜分析研究
肝癌也是死亡率很高的一種癌症,早期的癌變不會有臨床症狀且常規的檢測手段也難以發現,拉曼光譜技術是從分子水準上來反映結構和變化。對多組正常肝細胞(LO2)和肝癌細胞(SMMC-7721)進行拉曼光譜檢測所得平均光譜如圖2

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                               圖2 正常肝細胞(LO2)、肝癌細胞(SMMC-7721)的平均拉曼光譜


可以看出,正常肝細胞與肝癌細胞存在顯著差異,整體譜線強度變弱,在某些特徵峰也存在顯著變化。依此可以判定肝癌細胞。

拉曼光譜技術是一種非破壞性、非侵入性、分辨能力高的檢測方法,在癌症檢測中已經初顯優勢。在胃癌、乳腺癌、鼻咽癌、皮膚癌等方面都有廣泛應用。隨著鐳射光鑷技術的以及共聚焦顯微技術的發展,實現單細胞水準上對癌細胞的診斷,有望揭示癌變的機理,從而為癌症的診斷建立更有力的實驗基礎。



參考文獻
拉曼光譜用於胃癌早期診斷的研究,羅舒文等
單個肝癌細胞的拉曼光譜分析研究,楊文沛等