拉曼光谱在癌症方面的应用
* 引言

癌症是威胁人类健康和生命的最主要疾病之一人体的所有器官均有发生癌变的可能每年全世界约有600万人被癌症夺去生命,在我国约150万人死于癌症。临床研究表明癌症的预与早期发现、早期诊断和早期治疗密切相关。因此癌症的早期发现在临床医学上具有重要意义。目前,癌症的常规诊断方法有医学影像学检查、肿瘤标志物检测以及微创介入检查等但这些方法很难检测癌变组织和细胞早期所发生的生化和分子结构异常,存在检测阳性率低、耗时及过渡诊断等缺点因此急需在临床上研究一种方便快捷、无创、灵敏度和特异度高的诊断方法以对高危人群进行筛查并在一定程度上控制肿瘤的发展及提高患者的生存率。近年来出现的拉曼光谱技术已经达到单分子检测水平可以作为一种有力的分析分子结构工具用来研究各类生命科学问题

拉曼光谱能够从分子水平反映组织生化的细微变化具有无创、快速和精细如“指纹”的分辨能力使拉曼光谱技术日益受到重视在生物医学研究和临床诊断特别是早期癌症的诊断中取得重大进展。目前,拉曼光谱技术已经应用于多种癌症的诊断


* 应用

拉曼光谱用于胃癌早期诊断的研究

胃癌是目前第四大常见的恶性肿瘤,也是全球癌症死亡的第二大病因,得不到早期的发现与及时治疗是胃癌高死亡率的主要原因。腺瘤性息肉有明显恶变为腺癌的潜力,属于病变中组织,如果对其可以早期发现并切除可以较低胃癌的发病率。但是通过胃镜下肉眼观察仍然存在一定困难,拉曼光谱具有非侵入性、快速、灵敏等优点,特别在使用近红外激发光下可以更深的穿透组织进行检测。

分别对多个正常胃细胞组织、腺瘤性息肉、胃腺癌组织进行拉曼光谱检测,得到其平均拉曼光谱如图1

 

 

1 正常胃细胞组织腺瘤性息肉胃腺癌组织

虽然拉曼光谱图较为相似,但依然可以看出,随着正常胃组织的病变,某些特征峰发生了拉曼频移和强度的变化,这也反应了其内部物质的变化。

单个肝癌细胞的拉曼光谱分析研究

肝癌也是死亡率很高的一种癌症,早期的癌变不会有临床症状且常规的检测手段也难以发现,拉曼光谱技术是从分子水平上来反映结构和变化。对多组正常肝细胞(LO2)和肝癌细胞(SMMC-7721)进行拉曼光谱检测所得平均光谱如图2

 

 

2 正常肝细胞(LO2)、肝癌细胞(SMMC-7721)的平均拉曼光谱

可以看出,正常肝细胞与肝癌细胞存在显著差异,整体谱线强度变弱,在某些特征峰也存在显著变化。依此可以判定肝癌细胞。

拉曼光谱技术是一种非破坏性、非侵入性、分辨能力高的检测方法,在癌症检测中已经初显优势。在胃癌、乳腺癌、鼻咽癌、皮肤癌等方面都有广泛应用。随着激光光镊技术的以及共聚焦显微技术的发展,实现单细胞水平上对癌细胞的诊断,有望揭示癌变的机理,从而为癌症的诊断建立更有力的实验基础。


参考文献:

拉曼光谱用于胃癌早期诊断的研究,罗舒文等

单个肝癌细胞的拉曼光谱分析研究,杨文沛等

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