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研究背景及目的:当今世界恶性肿瘤的发病率与死亡率居高不下,是人类健康的重大威胁。同进展期癌症相比,消化道早癌的预后较好,因此,消化道早期癌症的诊断十分重要。目前常规使用的上消化道早癌的诊断手段主要是内镜技术,同时辅助采用血清学、影像学及病理学检查。拉曼光谱是新兴的肿瘤诊断手段,具有无创、客观、快速、准确率高等优点。本研究通过光纤拉曼系统对体外早期食管癌、胃癌内镜粘膜下剥离术(endoscopic submucosal dissection,ESD)组织与非病变ESD组织的拉曼光谱分析,结合体内早期胃癌组织与正常组织拉曼光谱,对早期食管癌与胃癌进行拉曼光谱诊断,探索光纤拉曼系统在早期食管癌、胃癌及癌前病变诊断中的应用。实验方法:使用光纤拉曼系统对在陆军军医大学第一附属医院行ESD手术的16例早期食管癌患者、11例胃低级别上皮内瘤变(low-grade intraepithelial neoplasia,LGIN)患者、10例高级别上皮内瘤变(high-grade intraepithelial neoplasia,HGIN)患者、11例早期胃癌患者的ESD术后标本的病变与非病变组织分别进行拉曼光谱测量,14例早期胃癌患者的病变与正常组织进行体内拉曼光谱测量,将光谱数据预处理后进行拉曼峰物质归属分析,并进行峰强比、积分能量比等数据的统计学分析。结果:1、体外胃ESD标本非病变组织、LGIN组织与HGIN组织拉曼光谱:三组拉曼光谱平均图像走形存在差异,部分拉曼峰归属物质存在不同:1)非病变组在852 cm-1、891 cm-1、992 cm-1、1103 cm-1、1171 cm-1、1234 cm-1、1417 cm-1、1560 cm-1、1586cm-1处可观察到明显拉曼峰,而LGIN与HGIN两组对应的拉曼峰位移分别发生一定程度偏移;2)非病变组于1479 cm-1处,LGIN组于805 cm-1、819 cm-1、1306 cm-1、1327cm-1处,HGIN组于875 cm-1、1304 cm-1、1324 cm-1处分别可观察到特征性拉曼峰;2、体外胃ESD标本非病变组织、HGIN+早期胃腺癌组织拉曼光谱:1)两组拉曼光谱平均图像走形存在差异,部分拉曼峰归属物质不同:部分非病变组可观察到的拉曼峰在病变组未观察到;非病变组在891 cm-1、992 cm-1、1103 cm-1、1206 cm-1、1234 cm-1、1292 cm-1、1417 cm-1、1560 cm-1、1678 cm-1可见明显拉曼峰,而HGIN+腺癌组对应波峰则偏移到888 cm-1、987 cm-1、1101 cm-1、1209 cm-1、1236 cm-1、1294 cm-1、1413cm-1、1562 cm-1、1682 cm-1处;病变组于1324 cm-1处观察到特征拉曼峰;2)两组的积分能量比和典型的峰强比存在统计学差异:非连续性频带(E1500cm-1—1600cm-1/E1050cm-1—1150cm-1)积分能量比诊断早期胃癌的受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)曲线下面积(area under curve,AUC)为0.992,对应的准确率、敏感度、特异性分别为99.2%、93.9%和95.5%,连续频带(E1350cm-1—1500cm-1/E1200cm-1—1350cm-1)积分能量比诊断早期胃癌的AUC为0.996,对应的准确率、敏感度、特异性分别为99.6%、97.0%和95.5%;I1560cm-1/I1103cm-1峰强比诊断早期胃癌的AUC为0.988,对应的准确率、敏感度、特异性分别为98.8%、93.9%和91.9%;3、体内胃正常组织、HGIN+胃粘膜内癌组织拉曼光谱:1)两组拉曼光谱平均图像走形存在差异,部分拉曼峰归属物质不同:正常组在822 cm-1、863 cm-1、950 cm-1、990 cm-1、1087 cm-1、1103 cm-1、1171 cm-1、1206 cm-1、1321 cm-1、1515 cm-1、1645cm-1可观察到明显拉曼峰,而病变组对应拉曼峰则偏移到820 cm-1、860 cm-1、952 cm-1、987 cm-1、1089 cm-1、1100 cm-1、1169 cm-1、1208 cm-1、1323 cm-1、1517 cm-1、1646cm-1处;病变组在847 cm-1、877 cm-1、886 cm-1、898 cm-1、911 cm-1、930 cm-1、974 cm-1、996 cm-1、1152 cm-1、1180 cm-1、1226 cm-1、1588 cm-1可观察到特征拉曼峰;2)两组的积分能量比存在统计学差异:非连续性频带(E1500cm-1—1600cm-1/E1050cm-1—1150cm-1)积分能量比诊断早期胃癌的AUC为0.976,对应的的准确率、敏感度、特异性分别为97.6%、94.4%和93.7%,连续频带(E1350cm-1—1500cm-1/E1200cm-1—1350cm-1)积分能量比诊断早期胃癌的AUC为0.983,对应的准确率、敏感度、特异性分别为98.3%、94.4%和93.7%;连续频带(E1200cm-1—1600cm-1/E800cm-1—1200cm-1)积分能量比诊断早期胃癌的AUC为0.986,对应的准确率、敏感度、特异性分别为98.6%、94.4%和100.0%;4、体外食管ESD标本非病变组织、HGIN+早期食管鳞癌组织拉曼光谱:1)两组拉曼光谱平均图像走形存在差异,部分拉曼峰归属物质不同:非病变组在818 cm-1、918cm-1、963 cm-1、975 cm-1、1171 cm-1、1210 cm-1、1298 cm-1、1309 cm-1、1416 cm-1、1486 cm-1、1538 cm-1、1560 cm-1、1640 cm-1、1678 cm-1、1734 cm-1观察到较明显的拉曼峰,而病变组对应拉曼峰则偏移到820 cm-1、920 cm-1、961 cm-1、970 cm-1、1173cm-1、1209 cm-1、1299 cm-1、1308 cm-1、1418 cm-1、1488 cm-1、1540 cm-1、1563 cm-1、1641 cm-1、1676 cm-1、1737 cm-1处;病变组在1025 cm-1、1608 cm-1、1684 cm-1可观察到特征拉曼峰;2)两组的积分能量比存在统计学差异:非连续频带(E1400 cm-1—1550 cm-1/E1120 cm-1—1270 cm-1)积分能量比诊断早期食管癌的AUC为0.991,对应的准确率、敏感度、特异性分别为99.1%、97.0%和100.0%。结论:1、拉曼光谱可以将体外ESD组织的早期食管癌、胃癌病变与非病变组织相鉴别,且准确率、灵敏度和特异性均较高;2、拉曼光谱可以在将体内早期胃癌组织与正常组织相鉴别,准确率、灵敏度和特异性较高,尤其连续频带(E1200cm-1—1600cm-1/E800cm-1—1200cm-1)较非连续性频带(E1500cm-1—1600cm-1/E1050cm-1—1150cm-1)及连续频带(E1350cm-1—1500cm-1/E1200cm-1—1350cm-1)诊断效果更为优异。