研究背景下咽癌(Hypopharyngeal Carcinoma)是一种以鳞状细胞癌为主的头颈部肿瘤,发病部位隐蔽,且早期往往没有任何症状,容易造成漏诊或误诊。由于下咽癌容易发生喉部等部位的早期侵犯及淋巴结转移,导致确诊时多发展为晚期。虽然在头颈部肿瘤中下咽癌发病率较低,但其生物学特性恶劣,多为低分化癌,是一种高致死率的头颈部肿瘤。下咽癌的预后较差,五年生存率为40%左右,十年生存率仅为13.8%。现阶段,手术仍是大部分中晚期下咽癌临床治疗的主要方式。临床中,主要通过超声、喉镜、CT和MRI等影像学检查来确定肿瘤大小、形态、病灶范围及有无浸润等情况,以帮助确定科学的手术治疗方案。超声检查是以超声波在不同组织的反射不同来进行组织辨别,可以相对清晰显示病灶的形态结构,具有经济方便等优点,但依赖医生的经验和水平;喉镜有间接喉镜、直接喉镜、纤维喉镜、电子喉镜等多种不同检测方式,各具优缺点,需根据病症、病人特点进行选择;CT分辨率较高,可清楚显示组织范围、浸润程度等,但有较强电离辐射;MRI成像分辨率高、无辐射作用,能明确显示软组织侵犯,但扫描时间长。虽然这些传统的影像学可以帮助确定下咽癌肿瘤范围,但是尚不能指导术中肿瘤组织的彻底切除。因此,寻找一种能够安全快速高效,具有高度客观性的检测和定位肿瘤组织的方法,对临床治疗有重大意义。大量研究表明,手术过程中彻底切除肿瘤组织对患者的治愈至关重要。阴性手术切缘是保证肿瘤彻底切除的主要指标,是头颈部恶性肿瘤独立的、最重要的预后因素,对降低肿瘤局部复发和提高病人远期存活率具有决定性意义。目前,冰冻切片几乎是头颈外科术中判断手术切缘的唯一方法,而该诊断方法仍存在一定的假阴性和不可确诊几率。亟待寻找一种能够在术中与冰冻切片相互补充,准确判断下咽癌手术切缘的方法。对于生物医学检测来讲,非电离、灵敏度高的太赫兹检测技术无疑是一种理想的检测方式。太赫兹技术是在20世纪80年代兴起的一项具有广阔应用前景的检测技术,依赖太赫兹波谱(0.1-10 THz之间的电磁波)的高透性、指纹谱性、高分辨率和保密性高等特点,太赫兹技术展现了在医学、化学、国防安全和通信等多个科学领域的应用潜力。虽然太赫兹波具有其他检测技术所没有的诸多特性,但是当前对太赫兹技术的了解和应用还处在探索阶段。在生物医学领域,人们对太赫兹技术的应用进行了广泛的研究,以期太赫兹技术能够在生物检测、临床应用中掀起一场新的改革。特别是,人们利用太赫兹技术,对发病机制尚未得到充分了解的肿瘤进行了大量研究。目前,已有大量研究报道了对基底细胞癌、乳腺癌、肝癌、胶质瘤等的太赫兹光谱和成像检测,而对于耳鼻咽喉部肿瘤的检测还很少见。本研究中,我们用太赫兹时域光谱系统(Terahertz Time-domain Spectroscopy System,THz-TDS)检测人下咽癌石蜡标本和裸鼠移植瘤标本(包括冰冻切片和石蜡标本)。通过分析其相关的光学指标,探讨太赫兹系统鉴别下咽癌肿瘤组织与正常组织的准确性,评估其在下咽癌病理切缘判断中的作用,旨在寻找一种能够在术中快速判断肿瘤切缘的新方法。研究方法1.收集行下咽癌全喉切除术患者的肿瘤组织和正常组织标本。标本经固定、脱水后制作石蜡切片,并通过H&E染色切片确定肿瘤组织和正常组织。2.选用SPF级5周龄雄性BALB/c裸鼠,以背部皮下注射法构建人下咽癌Fa Du细胞株裸鼠移植瘤模型。将获得的移植瘤标本进行病理学诊断,以进一步确定肿瘤组织范围。3.将获得的移植瘤标本制作成冰冻切片和石蜡切片,部分切片同时含有肿瘤组织和正常组织。4.经透射式太赫兹时域光谱系统分别对人下咽癌石蜡切片(包含肿瘤组织和正常组织)、移植瘤冰冻切片和石蜡切片(含肿瘤组织、正常组织、癌旁组织标本)进行检测。5.应用Origin软件绘制标本太赫兹图谱,进行统计学分析。研究结果1.对人下咽癌标本的太赫兹检测结果显示,不同患者标本的下咽癌组织太赫兹吸收强度均大于正常组织,相位也表现出不同延迟。肿瘤组织的吸收系数显著高于正常组织,这种差异在有效频谱范围内呈上升趋势,且具有显著性(p<0.01)。2.移植瘤肿瘤组织的太赫兹吸收系数高于正常组织,冰冻切片中当检测频率大于0.48 THz时其差异具有统计学意义(p<0.05);石蜡切片中在0.2-1.6 THz的有效频谱范围内,其差异始终具有统计学意义(p<0.01)。经两种方式处理的标本,肿瘤组织和正常组织折射率差异均具有显著性(p<0.01)。3.癌旁组织太赫兹吸收系数落在正常组织和肿瘤组织之间,低频阶段癌旁组织吸收系数同正常组织差异较小,有重叠区域;高频阶段,三者吸收系数差异随频率升高而愈发显著。结论1.背部皮下种植法构建人下咽癌裸鼠移植瘤模型成瘤速度快、成瘤率较高、瘤体生长速度较快,是较理想的下咽癌移植瘤构建方法。2.通过组织的吸收系数和折射率等光谱差异,太赫兹时域光谱系统能够比较准确判断肿瘤组织和正常组织。3.太赫兹系统能够灵敏地检测出癌旁组织的光谱变化。4.太赫兹光谱系统操作简单,检测过程快速高效,并且仪器检测更具客观性。经过系统的改进,太赫兹技术将来可成为病理切缘诊断的另一种工具。