一)拉曼光譜儀在乳腺癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值
乳腺癌是我國(guó)最為常見的女性癌癥,其早期診斷對(duì)于患者的治療十分重要。目前對(duì)于乳腺檢查(包括: 查體、彩超、鉬靶和磁共振成像等)所發(fā)現(xiàn)的異常(腫物、鈣化灶等), 只能通過(guò)手術(shù)活檢明確病變性質(zhì),但是總體活檢后約70%~90% 的患者被證實(shí)為良性病變。由于病理診斷必須進(jìn)行手術(shù)獲取病變組織,結(jié)果受到取材組織的影響,缺乏全面性。 乳腺癌早期病灶(如導(dǎo)管原位癌)的組織形態(tài)學(xué)改變不明顯,傳統(tǒng)影像(超聲、鉬靶)易漏診。拉曼光譜作為一種重要的光譜學(xué)方法,越來(lái)越多地應(yīng)用于癌癥腫物的良惡性鑒別。在波長(zhǎng)為 600~2000 cm?1的掃描范圍,拉曼光譜的每一個(gè)激發(fā)波長(zhǎng)點(diǎn)上都會(huì)有不同的光譜強(qiáng)度。由于組織化學(xué)成分的不同,當(dāng)給定相同的激發(fā)波長(zhǎng)時(shí),特征峰和強(qiáng)度表示出多樣性。拉曼光譜可通過(guò)以下方式輔助早期發(fā)現(xiàn):
檢測(cè)乳腺組織中生化成分的微小異常:例如,惡性細(xì)胞增殖會(huì)導(dǎo)致核酸含量升高、蛋白質(zhì)二級(jí)結(jié)構(gòu)改變(如 α- 螺旋減少),這些變化會(huì)在拉曼光譜上呈現(xiàn)特征峰偏移(如核酸相關(guān)峰 1094 cm?1 強(qiáng)度增加); 可結(jié)合光纖探頭實(shí)現(xiàn)微創(chuàng) / 無(wú)創(chuàng)檢測(cè):無(wú)需獲取完整組織標(biāo)本,僅通過(guò)體表或乳腺導(dǎo)管內(nèi)的光纖采集光譜,降低早期篩查的創(chuàng)傷性。

臨床中,部分乳腺結(jié)節(jié)(如不典型增生)的病理診斷存在 “灰色地帶”,拉曼光譜可提供客觀的分子層面依據(jù),如表一所示:
通過(guò)對(duì)比光譜特征差異區(qū)分良惡性:例如,惡性組織的脂質(zhì)峰(如 1440 cm?1、2850 cm?1)強(qiáng)度通常降低(因癌細(xì)胞過(guò)度消耗脂質(zhì)),而良惡性組織的光譜 “指紋” 差異可通過(guò)算法(如機(jī)器學(xué)習(xí))量化,輔助病理醫(yī)生減少誤診 / 漏診。
良性組織(拉曼特征峰cm-1) | 良性組織(拉曼特征峰cm-1) | 化學(xué)組成 |
873 | 873 | C-C stretch hypro |
1078,1298,1435,1650,1741 | 1078,1298,1435,1650,1745 | Lipids |
1175 | 1175 | Phosphodiester |
1261,1315,1638 | 1261,1315,1638 | Amide III (α-helix and β-structure)of proteins |
1340,1480 | Nucleic acids | |
1362,1383,1461 | 1364,1383,1461 | CH2 and CH3 symmetric deformation of proteins |
1534 | 1534 | Beta carotene |
1558 | 1558 | Tryptophan |
1675 | Amide I (collagen) |
通過(guò)比較5種乳腺組織光譜(圖二): 正常組織(NB)和4種病變組織(纖維腺瘤FD/癌前病變組織ADH/原位導(dǎo)管癌DCIS/ 浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌,IDC),并進(jìn)行區(qū)分,利用 DNA 和 β-胡蘿卜素的特征峰可以將癌組織包括原位導(dǎo)管癌和浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌與其它乳腺組織區(qū)分。

鈣化作為乳腺癌診斷的一個(gè)重要指標(biāo)經(jīng)常出現(xiàn)在乳腺的早期病變組織中,利用拉曼光譜分析纖維腺瘤、癌前病變和原位導(dǎo)管癌組織里中域型鈣化部位,從含有鈣化的良性和癌前病變的乳腺組織中獲得拉曼光譜(圖三),利用主成分分析可以較好地對(duì)域型鈣化進(jìn)行鑒別。

此外,在乳腺癌手術(shù)中,醫(yī)生需快速判斷切除邊緣是否殘留癌細(xì)胞,傳統(tǒng)冰凍切片需 30 分鐘以上,且存在取樣誤差,拉曼光譜可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)指導(dǎo)腫瘤精準(zhǔn)切除:
實(shí)時(shí)原位檢測(cè)
:通過(guò)手持探頭直接接觸手術(shù)切緣組織,1-2 分鐘內(nèi)獲取光譜并判斷是否存在癌細(xì)胞; 提高切緣陰性率
:幫助醫(yī)生精準(zhǔn)界定腫瘤邊界,減少因切緣陽(yáng)性導(dǎo)致的二次手術(shù),同時(shí)避免過(guò)度切除正常乳腺組織(保護(hù)患者外觀與功能)。
綜上,拉曼光譜儀為乳腺癌診斷提供了 “分子層面” 的新工具,尤其在早期篩查、精準(zhǔn)鑒別及術(shù)中指導(dǎo)中潛力顯著,未來(lái)有望成為傳統(tǒng)診斷技術(shù)(影像、病理)的重要補(bǔ)充。
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