宮頸癌組織的傅立葉變換紅外光譜和拉曼光譜的研究.pdf

1、分子光譜學(xué)在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。近年來(lái)，振動(dòng)光譜，包括FTIR-ATR光纖，顯微紅外光譜，F(xiàn)T-Raman和近紅外光譜等方法被用來(lái)區(qū)分正常組織和腫瘤組織，利用兩者在光譜中一系列吸收峰的差異來(lái)判別。這些方法有很多優(yōu)勢(shì)，由腫瘤形成演變過(guò)程來(lái)看，首先是基因發(fā)生變化，導(dǎo)致相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)改變，進(jìn)一步形成癌細(xì)胞，直至腫塊的形成，具有占位效應(yīng)，這時(shí)才能用核磁共振、CT、B超、X光等物理方法檢測(cè)出來(lái)。而紅外和拉曼光譜可作為分子結(jié)構(gòu)變化的靈敏探針

2、，檢測(cè)出腫瘤分子結(jié)構(gòu)的異常，即在腫瘤發(fā)生的第二個(gè)階段就有可能檢測(cè)到癌癥，有可能發(fā)展成為一種腫瘤早期診斷的方法，而早期診斷是癌癥治療的關(guān)鍵，因而發(fā)展光譜法診斷癌癥具有重要意義。 方法傅立葉變換紅外光譜和拉曼光譜是快速無(wú)創(chuàng)分析物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的有效手段。研究表明惡性腫瘤細(xì)胞與正常細(xì)胞之間的紅外光譜及拉曼光譜都存在明顯差別。因此紅外及拉曼光譜可以在分子水平上揭示腫瘤的特征。為探討紅外及拉曼光譜應(yīng)用于癌癥診斷的可行性，我們?cè)诒狙芯恐欣昧烁?/p>

3、立葉變換紅外光譜儀和顯微共焦拉曼光譜儀測(cè)定了宮頸癌組織及相應(yīng)的正常組織的紅外及拉曼光譜，并將對(duì)應(yīng)的標(biāo)本作病理學(xué)檢查。用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)光譜結(jié)果作配對(duì)T檢驗(yàn)，選擇其中差異性明顯的光譜參數(shù)設(shè)立變量，對(duì)變量作Logistic回歸，建立宮頸癌判別模型的方程。再用已經(jīng)經(jīng)過(guò)病理學(xué)和組織化學(xué)檢測(cè)的組織切片(檢驗(yàn)組)作回復(fù)檢驗(yàn)。 結(jié)果1、病理組織學(xué)和組織化學(xué)檢查：全部宮頸癌組織和正常組織切片都經(jīng)過(guò)常規(guī)病理學(xué)HE染色予以確認(rèn)。 2、經(jīng)Mean

4、s比較，正常組織與癌變組織紅外光譜差異：(1)核酸吸收譜帶的變化：正常組織的磷酸二酯基團(tuán)的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)譜帶位于1082cm-1，癌變后移至1086cm-1，反對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)譜帶正常組織位于1244cm-1，癌變組織的該譜帶移至1240cm-1，同樣來(lái)源于核酸的VsPO32-特征峰969cm-1在癌變組織明顯，而宮頸正常組織則觀測(cè)不到。說(shuō)明癌變后核酸氫鍵化程度增強(qiáng)，吸收增加，核酸數(shù)量增加。 (2)蛋白質(zhì)吸收譜帶的變化：組織癌變后表征

5、蛋白質(zhì)氨基酸殘基的譜帶發(fā)生位移，由1155cm-1移至1165cm-1，說(shuō)明其蛋白質(zhì)種類(lèi)發(fā)生了變化，基團(tuán)的氫鍵化程度增加；分析其相對(duì)于核酸的光譜吸收減弱，說(shuō)明癌變后蛋白質(zhì)的含量相對(duì)于核酸的含量減少。 (3)糖類(lèi)譜帶的變化：宮頸正常組織具有明顯的1025cm-1特征峰，該特征峰來(lái)源于碳水化合物的CH2OH基團(tuán)，癌變組織觀測(cè)不到該峰，揭示其碳水化合物含量可能降低。這是因?yàn)榧?xì)胞癌變發(fā)生惡性增殖時(shí)，糖原被大量消耗導(dǎo)致含量降低。

6、3.正常組織與癌變組織拉曼光譜差異實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：(1)癌變組織的拉曼光譜中1089cm-1線(xiàn)比正常組織的明顯增強(qiáng)。分析認(rèn)為：1089cm-1處屬于磷酸二酯基團(tuán)中對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)譜帶。由于癌組織中細(xì)胞核內(nèi)的DNA增多，細(xì)胞核肥大，核仁數(shù)增加，是造成癌組織拉曼光譜中1089cm-1線(xiàn)的增強(qiáng)的可能原因。(2)蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ特征譜帶從1670cm-1位移到1664cm-1，說(shuō)明癌變后蛋白質(zhì)種類(lèi)和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。(3)脂類(lèi)特征譜線(xiàn)1590cm-1減弱。

7、上述譜線(xiàn)變化表明，癌變組織中核酸的相對(duì)含量增加；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；脂類(lèi)含量減少。 4、統(tǒng)計(jì)分析及模型建立經(jīng)配對(duì)T檢驗(yàn)和Logistic回歸等統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，建立了宮頸癌判別模型。回復(fù)檢驗(yàn)的結(jié)果顯示模型對(duì)癌變組織的判別率達(dá)80％。 結(jié)論宮頸癌組織的紅外及拉曼光譜中與蛋白質(zhì)、脂類(lèi)、碳水化合物和核酸相關(guān)的譜帶同正常宮頸組織之間存在明顯的差異，光譜數(shù)據(jù)經(jīng)配對(duì)樣本T檢驗(yàn)、MEANS比較和Logistic回歸，再用已經(jīng)經(jīng)過(guò)病理學(xué)和組織