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)用越來越廣泛。近年來，振動光譜，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判別。這些方法有很多優(yōu)勢，由腫瘤形成演變過程來看，首先是基因發(fā)生變化，導(dǎo)致相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)改變，進一步形成癌細胞，直至腫塊的形成，具有占位效應(yīng)，這時才能用核磁共振、CT、B超、X光等物理方法檢測出來。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、，檢測出腫瘤分子結(jié)構(gòu)的異常，即在腫瘤發(fā)生的第二個階段就有可能檢測到癌癥，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胞與正常細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，我們在本研究中利用了傅

3、立葉變換紅外光譜儀和顯微共焦拉曼光譜儀測定了宮頸癌組織及相應(yīng)的正常組織的紅外及拉曼光譜，并將對應(yīng)的標(biāo)本作病理學(xué)檢查。用統(tǒng)計學(xué)方法對光譜結(jié)果作配對T檢驗，選擇其中差異性明顯的光譜參數(shù)設(shè)立變量，對變量作Logistic回歸，建立宮頸癌判別模型的方程。再用已經(jīng)經(jīng)過病理學(xué)和組織化學(xué)檢測的組織切片(檢驗組)作回復(fù)檢驗。 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)過常規(guī)病理學(xué)HE染色予以確認。 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的對稱伸縮振動譜帶位于1082cm-1，癌變后移至1086cm-1，反對稱伸縮振動譜帶正常組織位于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不到。說明癌變后核酸氫鍵化程度增強，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，說明其蛋白質(zhì)種類發(fā)生了變化，基團的氫鍵化程度增加；分析其相對于核酸的光譜吸收減弱，說明癌變后蛋白質(zhì)的含量相對于核酸的含量減少。 (3)糖類譜帶的變化：宮頸正常組織具有明顯的1025cm-1特征峰，該特征峰來源于碳水化合物的CH2OH基團，癌變組織觀測不到該峰，揭示其碳水化合物含量可能降低。這是因為細胞癌變發(fā)生惡性增殖時，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驗結(jié)果表明：(1)癌變組織的拉曼光譜中1089cm-1線比正常組織的明顯增強。分析認為：1089cm-1處屬于磷酸二酯基團中對稱伸縮振動譜帶。由于癌組織中細胞核內(nèi)的DNA增多，細胞核肥大，核仁數(shù)增加，是造成癌組織拉曼光譜中1089cm-1線的增強的可能原因。(2)蛋白質(zhì)酰胺Ⅰ特征譜帶從1670cm-1位移到1664cm-1，說明癌變后蛋白質(zhì)種類和結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。(3)脂類特征譜線1590cm-1減弱。

7、上述譜線變化表明，癌變組織中核酸的相對含量增加；蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；脂類含量減少。 4、統(tǒng)計分析及模型建立經(jīng)配對T檢驗和Logistic回歸等統(tǒng)計學(xué)分析，建立了宮頸癌判別模型。回復(fù)檢驗的結(jié)果顯示模型對癌變組織的判別率達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、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)配對樣本T檢驗、MEANS比較和Logistic回歸，再用已經(jīng)經(jīng)過病理學(xué)和組織