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拉曼光譜儀在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用

閱讀:4379      發(fā)布時(shí)間:2018-10-22
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* 引言

 

癌癥是威脅人類健康和生命的主要病之一,人體的所有器官均有發(fā)生癌變的可能。每年*約有600萬(wàn)人被癌癥奪去生命,在我國(guó)約150萬(wàn)人死于癌癥。臨床研究表明,癌癥的預(yù)與早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷和早期治密切相關(guān)。因此,癌癥的早期發(fā)現(xiàn)在臨床醫(yī)學(xué)上具有重要意義。目前,癌癥的常規(guī)診斷方法有醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查、腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)以及微創(chuàng)介入檢查等但這些方法很難檢測(cè)癌變組織和細(xì)胞早期所發(fā)生的生化和分子結(jié)構(gòu)異常,存在檢測(cè)陽(yáng)性率低、耗時(shí)及過(guò)渡診斷等缺點(diǎn)因此急需在臨床上研究一種方便快捷、無(wú)創(chuàng)、靈敏度和特異度高的診斷方法,以對(duì)高危人群進(jìn)行篩查并在一定程度上控制腫瘤的發(fā)展及提高患者的生存率。近年來(lái)出現(xiàn)的拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)達(dá)到單分子檢測(cè)水平可以作為一種有力的分析分子結(jié)構(gòu)工具用來(lái)研究各類生命科學(xué)問(wèn)題。

 

拉曼光譜能夠從分子水平反映組織生化的細(xì)微變化具有無(wú)創(chuàng)、快速和精細(xì)如“指紋”的分辨能力使拉曼光譜技術(shù)日益受到重視,在生物醫(yī)學(xué)研究和臨床診斷特別是早期癌癥的診斷中取得重大進(jìn)展。目前,拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于多種癌癥的診斷。

 

* 應(yīng)用

 

拉曼光譜儀用于胃癌早期診斷的研究

胃癌是目前第四大常見(jiàn)的惡性腫瘤,也是癌癥死亡的第二大病因,得不到早期的發(fā)現(xiàn)與及時(shí)治是胃癌高死亡率的主要原因。腺瘤息肉有明顯惡變?yōu)橄侔┑臐摿Γ瑢儆诓∽冎薪M織,如果對(duì)其可以早期發(fā)現(xiàn)并切除可以較低胃癌的發(fā)病率。但是通過(guò)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(yōu)點(diǎn),特別在使用近紅外激發(fā)光下可以更深的穿透組織進(jìn)行檢測(cè)。

分別對(duì)多個(gè)正常胃細(xì)胞組織、腺瘤息肉、胃腺癌組織進(jìn)行拉曼光譜檢測(cè),得到其平均拉曼光譜如圖1

 

 

正常胃細(xì)胞組織、腺瘤息肉、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,某些特征峰發(fā)生了拉曼頻移和強(qiáng)度的變化,這也反應(yīng)了其內(nèi)部物質(zhì)的變化。

 

單個(gè)肝癌細(xì)胞的拉曼光譜分析研究

 

肝癌也是死亡率很高的一種癌癥,早期的癌變不會(huì)有臨床癥狀且常規(guī)的檢測(cè)手段也難以發(fā)現(xiàn),拉曼光譜技術(shù)是從分子水平上來(lái)反映結(jié)構(gòu)和變化。對(duì)多組正常肝細(xì)胞(LO2)和肝癌細(xì)胞(SMMC-7721)進(jìn)行拉曼光譜檢測(cè)所得平均光譜如圖2

 

 

正常肝細(xì)胞(LO2)、肝癌細(xì)胞(SMMC-7721)的平均拉曼光譜

可以看出,正常肝細(xì)胞與肝癌細(xì)胞存在顯著差異,整體譜線強(qiáng)度變?nèi)?,在某些特征峰也存在顯著變化。依此可以判定肝癌細(xì)胞。

拉曼光譜技術(shù)是一種非破壞性、非侵入性、分辨能力高的檢測(cè)方法,在癌癥檢測(cè)中已經(jīng)初顯優(yōu)勢(shì)。在胃癌、乳腺癌、鼻咽癌、皮膚癌等方面都有廣泛應(yīng)用。隨著激光光鑷技術(shù)的以及共聚焦顯微技術(shù)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平上對(duì)癌細(xì)胞的診斷,有望揭示癌變的機(jī)理,從而為癌癥的診斷建立更有力的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

                                                     △拉曼光譜儀

參考文獻(xiàn):

 

拉曼光譜儀用于胃癌早期診斷的研究,羅舒文等

單個(gè)肝癌細(xì)胞的拉曼光譜分析研究,楊文沛等

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