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拉曼技术用于诊断与检测皮肤癌

2018.3.05

   癌症是威胁人类健康和生命的最大疾病之一。目前的医学发展水平尚不能对癌症进行彻底治疗,如果能够在早期发现和诊断,绝大多数癌症都是可以治疗的。因此,癌症的尽早发现在临床医学上具有重要意义。目前,拉曼光谱已经被用于多种组织癌如皮肤癌、乳腺癌等的检测与诊断研究中,并取得了重要的研究成果。

  皮肤癌

  皮肤是人体的最大器官,人类最普遍的癌症就是皮肤癌,并且其发病率正在急剧上升。

  美国哈佛大学的科学家在最新研究中利用受激拉曼散射(SRS)显微镜技术,在无需荧光标记的情况下,观察到活体皮肤癌细胞分裂过程中DNA分子动力活动机理。新技术是一种不用着色的非标记技术,可在不干扰细胞正常进程的条件下了解细胞癌变程度。

  研究人员对使用苯二甲酸(TPA,可促进细胞分裂)的老鼠皮肤进行了活体研究。除了同样观察到上述细胞周期的每个阶段,他们还观察到癌细胞中染色体的迁移,发现细胞有丝分裂活动高达18个小时,24小时后下降。这是首次细胞有丝分裂率在活体内以量化方式记录。

  他们还检测了该技术在诊断人类肿瘤中的可行性。实验采用三位鳞状细胞癌患者的皮肤癌组织作为样本。他们发现,癌变细胞的有丝分裂在不断增加,从而增加细胞分裂和细胞增殖。这表明新方法可与传统染色病理诊断相提并论。此外,新技术还能让研究人员对肿瘤细胞有丝分裂动力学进行量化研究。研究人员表示,该技术可用来计算体内有丝分裂速度,有助于皮肤癌诊断。

  研究人员表示,该技术提供了自然环境下细胞和细胞核的高分辨率影像,对于无创皮肤癌诊断和癌细胞快速评估具有较好的应用前景。

  British Columbia BC癌症研究中心综合肿瘤部门成像单元科学家Haishan Zeng从十多年前就开始了拉曼技术作为潜在诊断工具的研究。那时,一次扫描所花费的时间是20秒,这对于临床应用来说太慢了。有了先进的光学、激光、CCD技术和专有的拉曼探针设计,Zeng和他的团队将信噪比提高了16倍,并加快了分析过程,1.5秒就可以采集并分析一个拉曼光谱图。“这打开了拉曼光谱临床应用的大门。”Zeng说。

  2012年,Zeng和同事在癌症研究中报道,拉曼光谱可以区分癌变和良性的皮肤病变。现在,Zeng正与Verisante公司合作来进行商业化。“它帮助医生决定什么样的损伤需要活检,以及病变是癌变或良性的可能。”他说。Verisante公司在该研究中负责检测皮肤癌。研究结果显示,该设备可以检测95%的皮肤癌,能减少一到两倍不必要的活体组织检查。

  “目前,该设备唯一的商业应用就是检测皮肤癌,” Verisante资深科学家Michael A. Short说。Verisante的技术在加拿大、澳大利亚、欧洲已经被批准用于皮肤癌临床应用,该公司目前正在申请美国食品和药物管理局的批准。


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