激光誘發(fā)自體熒光診斷大腸癌光譜參數(shù)分析

1、激光誘發(fā)自體熒光診斷大腸癌光譜參數(shù)分析    激光誘發(fā)自體熒光診斷大腸癌光譜參數(shù)分析    中國(guó)腫瘤臨床 2000年第7期第27卷 論著    作者：曹建彪李世榮高革翟力平    單位：曹建彪(北京軍區(qū)總醫(yī)院消化內(nèi)科北京市100700)；李世榮(北京軍區(qū)總醫(yī)院消化內(nèi)科北京市100700)；高革(北京軍區(qū)總醫(yī)院消化內(nèi)科北京市100700)；翟力平(北京軍區(qū)總醫(yī)院消化內(nèi)科北京市100700)    關(guān)

2、鍵詞：激光誘發(fā)自體熒光；大腸癌；診斷    摘要目的：探討激光誘發(fā)自體熒光(LIF)診斷大腸癌光譜參數(shù)的意義。方法：采用激光誘發(fā)自體熒光技術(shù)對(duì)61例大腸癌標(biāo)本進(jìn)行了檢測(cè)。結(jié)果：56例(91.8%)癌標(biāo)本主峰峰強(qiáng)度5500U，次峰峰強(qiáng)度2000U，波谷強(qiáng)度1800U；而相應(yīng)的非癌對(duì)照組織主峰峰強(qiáng)度11000U，次峰峰強(qiáng)度4000U，波谷強(qiáng)度3800U；相差分別為13.36、15.94、15.22。與非癌組織比較，癌組織主峰波長(zhǎng)略偏紅光，次峰略偏紫光，主、次峰間的波下降速率相對(duì)較緩。用本研究標(biāo)準(zhǔn)判別，LIF診斷大腸癌，敏感性為91.8%，特異性為100%。結(jié)

3、論：癌組織與非癌組織的LIF有明顯差異，LIF作為一種無(wú)創(chuàng)性內(nèi)鏡下惡性病變的篩檢方法，用以引導(dǎo)內(nèi)鏡活檢有良好的發(fā)展前景。    Analysis of laser-induced Fluorescence Spectra in Colorectal Cancer Specimens    Cao JianbiaoLi ShirongGao geet al(Department of Gastroenterology,Beijing Army General Hospital,Beijing)  

4、  AbstractObjective:To analyse the significance of laser-induced fluorecence(LIF) spectra in diagnosis of colorectal cancinoma.Methods:Sixty one cases of specimens of colorectal cancinoma were detected using the technique of LIF.Results:The positive rate was91.8%(56/61).The intensities of

5、the first wave peak,the second wave peak and the trough in cancer specimens were5500u,2000u and 1800u respectively,while those in the control group were11000u,4000u and 3800u respectively.The ratio of cancer/control were 13.36,15.94 and 15.22 respectively.Compared to the control group,the wave lengt

6、h of the first wave peak transferred to red,and the second wave peak to violet.The waves of the control group declined relatively slower than those in the cancer group,but 5 of 61 specimens had none of these typical spectra.The pathological findings revealed abundant intracellular fibrous tissue in

7、2,and the diagnosis of another 3 cases were not certain probably due to variation of submucosal structure.The sensitivity of LIF was91.8%,the specificity 100%.Conclusion:It is significant difference between the cancer tissue of colorectal cancer and non-cancerous tissue when examined by lIF.Therefor

8、e LIF is an ideal nontraumatic examination in diagnosing colorectal cancer.    Key WordsLaser-inducedFluorescenceColorectalneoplasmDiagnosis    近年來(lái)，我國(guó)大腸癌的發(fā)病率呈逐年增加趨勢(shì)，嚴(yán)重威脅著人們的生命和健康1。大腸癌早期可無(wú)任何癥狀，臨床診斷的病例，多屬中、晚期，5年存活率不超過(guò)50%。因此，早期診斷大腸癌便成為一個(gè)很困難又很必要的研究課題。結(jié)腸鏡檢查是目前確診大腸癌

9、最有效的手段，但操作過(guò)程中主要憑借醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行活檢，帶有一定的盲目性，早期病變?nèi)菀茁┰\、誤診。激光誘發(fā)自體熒光(Laser-induced fluorescence,LIF)理論上可以區(qū)別腫瘤組織與非腫瘤組織，將這一技術(shù)與內(nèi)鏡技術(shù)結(jié)合，可區(qū)分癌和非癌組織，準(zhǔn)確引導(dǎo)活檢，提高活檢的正確率。我們對(duì)61例大腸癌標(biāo)本進(jìn)行了LIF檢測(cè)，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。    1材料與方法    61例大腸癌標(biāo)本，均源自我院普通外科手術(shù)切除之標(biāo)本，診斷依據(jù)病理結(jié)果確定。其中，結(jié)腸腺癌27例，結(jié)腸惡性淋巴瘤2例，直腸腺癌28例，直腸鱗癌3例

10、，直腸重度異型增生1例。    新鮮標(biāo)本未經(jīng)任何固定處理，離體30分鐘內(nèi)完成檢測(cè)。將波長(zhǎng)337nm激光通過(guò)光纖激發(fā)癌組織，選擇距病變區(qū)5cm左右正常組織作為對(duì)照，所有激光檢測(cè)區(qū)域均同時(shí)取材行病理檢查。激光所誘發(fā)的熒光經(jīng)OMA2000軟件系統(tǒng)處理并記錄。    統(tǒng)計(jì)各特征點(diǎn)波長(zhǎng)及峰強(qiáng)度結(jié)果，并行t檢驗(yàn)。    計(jì)算各特征點(diǎn)之間中位點(diǎn)附近波變化速率，以此反映波形變化緩急。    2結(jié)果    激光誘發(fā)

11、的自體熒光光譜見(jiàn)附圖，癌組織和對(duì)照組織的熒光波形形狀相似，均有主峰和次峰。主峰波峰為A點(diǎn)，次峰波峰為C點(diǎn)，兩峰間波谷為B點(diǎn)；與非癌組織比較，癌組織的熒光波形明顯偏低。        附圖大腸癌標(biāo)本及對(duì)照組織LIF光譜    56例(91.8%)癌標(biāo)本主峰峰強(qiáng)度5 500U，次峰峰強(qiáng)度2 000U，波谷強(qiáng)度1800U；而對(duì)應(yīng)的對(duì)照組織主峰峰強(qiáng)度11 000U，次峰峰強(qiáng)度4000U，波谷強(qiáng)度3 800U，各特征點(diǎn)波長(zhǎng)及峰強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)附表。   &#

12、160;癌組織與對(duì)照組織各特征點(diǎn)波長(zhǎng)比較，A點(diǎn)波長(zhǎng)輕度紅移(偏向紅光波長(zhǎng))；C點(diǎn)波長(zhǎng)輕度紫移；B點(diǎn)兩組相似；癌組織同對(duì)照組織A、B、C點(diǎn)峰強(qiáng)度比較，分別為13.36、15.94和15.22，差別顯著(P0.05)。    癌組織A、B間中位點(diǎn)附近波變化速率為41.4±6.2U/nm，對(duì)照組織為186.0±15.2U/nm；癌組織C、B間中位點(diǎn)附近波變化速率為6.0±2.9U/nm；對(duì)照組織為22.3±4.7U/nm；二組比較，差別明顯。    附表56例大腸腫瘤與對(duì)照組織各特

13、征點(diǎn)波長(zhǎng)及峰強(qiáng)度比較(±s)            項(xiàng)目    癌標(biāo)本    對(duì)照組織    峰強(qiáng)度比值            A點(diǎn)        &

14、#160;   波長(zhǎng)(nm)    467.0±6.6    462.1±2.9            峰強(qiáng)度(U)    3 680.0±1 686.7    12 373.2±1 845.3    13.3

15、6            B點(diǎn)            波長(zhǎng)(nm)    414.9±4.4    414.4±3.6            

16、;峰強(qiáng)度(U)    851.6±491.0    5 055.8±934.4    16.94            C點(diǎn)            波長(zhǎng)(nm)    393.7&

17、#177;7.3    397.6±6.4            峰強(qiáng)度(U)    984.5±568.4    5 143.9±986.1    15.22           

18、; *癌與對(duì)照組織比較，P0.05    *癌與對(duì)照組織比較，P0.05    另有5例(8.2%)檢測(cè)結(jié)果并不完全符合上述特點(diǎn)，癌組織與對(duì)照組織A、B、C點(diǎn)峰強(qiáng)度比較，其中2例幾乎無(wú)差別，3例相差不顯著(相差均不超過(guò)50%，P0.05)；這5例標(biāo)本中，2例為直腸腺癌，病理可見(jiàn)有大量纖維組織；3例病理報(bào)告為結(jié)腸腺癌，其中2例為菜花狀腫物，1例為潰瘍性癌，LIF檢測(cè)點(diǎn)選擇標(biāo)準(zhǔn)與其它腫瘤標(biāo)本一致。    用本研究標(biāo)準(zhǔn)判別，LIF診斷大腸腫瘤，敏感性為91.8%，特異性為

19、100%。3討論    目前大腸癌的篩查方法包括：糞便潛血試驗(yàn)(如Hemoccult)、糞便免疫潛血試驗(yàn)(如Hemeselect)、結(jié)腸鏡檢查或乙狀結(jié)腸鏡檢查、鋇灌腸檢查、充水結(jié)腸超聲檢查法(hydrocolonic ultrasonography)、K-ras基因突變檢測(cè)等。上述檢查方法中結(jié)腸鏡檢查加活檢是大腸癌最理想的篩查方法2。雖然現(xiàn)在結(jié)腸鏡型不斷更新、技術(shù)日臻完善，但早期癌的發(fā)現(xiàn)還主要依賴內(nèi)鏡醫(yī)師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行活檢，無(wú)明確的客觀標(biāo)準(zhǔn)，尤其是平坦型早期癌很難用肉眼判斷，故易致漏診、誤診。近年來(lái)，LIF技術(shù)在生物及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用發(fā)展十分迅速。所謂L

20、IF是指生物組織被一定波長(zhǎng)的激發(fā)光激發(fā)后，處于激發(fā)態(tài)的分子在下降到基態(tài)過(guò)程中，以光量子的形式釋放出所吸收的能量，也就是說(shuō)，無(wú)需外加光敏物質(zhì)、生物組織受激發(fā)后就可產(chǎn)生熒光，故又稱為自發(fā)熒光(Autofluorescence)。自發(fā)熒光的產(chǎn)生與生物體特定的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，所以不同的生物組織由于其分子結(jié)構(gòu)不同，其所對(duì)應(yīng)的自發(fā)熒光光譜也不同，這種特異性的LIF可作為內(nèi)鏡下確定活檢部位的對(duì)照指標(biāo)，有助于提高癌的早期檢出率3。    國(guó)內(nèi)外學(xué)者近年來(lái)在LIF診斷腫瘤方面做了大量的研究工作。Yakshe4等發(fā)現(xiàn)，無(wú)論癌還是非癌組織，熒光光譜都表現(xiàn)為兩個(gè)峰，與我們觀測(cè)的結(jié)

21、果一致。本研究顯示，癌與非癌組織比較，癌組織主峰波長(zhǎng)略偏紅光，次峰略偏紫光。癌組織主、次峰間的波下降速率比非癌組織相對(duì)較緩。Romer5也報(bào)道了相似的發(fā)現(xiàn)。    從本研究結(jié)果看，癌與非癌組織的LIF差異主要反映在主、次峰及波谷的強(qiáng)度方面，91.8%癌組織A、B、C三點(diǎn)峰強(qiáng)度與相應(yīng)的非癌組織比較，相差分別為13.36、15.94、15.22，統(tǒng)計(jì)學(xué)上有顯著性差異(P0.05)。Marchesini3報(bào)道結(jié)腸腺癌與相應(yīng)正常組織比較，峰強(qiáng)度比值在11.515之間，癌組織明顯偏低。Hung6報(bào)告正常組織峰強(qiáng)度是癌組織的56倍，與我們的結(jié)果相似。 &#

22、160;  本組資料中有5例(8.2%)未表現(xiàn)出上述特點(diǎn)，對(duì)照病理，2例癌細(xì)胞間可見(jiàn)到大量纖維組織，是否提示纖維組織增生者其LIF與正常組織差別不大，因本組資料有限，難以做出結(jié)論。另3例病理為結(jié)腸腺癌，尚無(wú)法解釋造成LIF差別不顯著的原因，推測(cè)也可能與粘膜下組織結(jié)構(gòu)差異有關(guān)。    造成癌組織與非癌組織LIF不同的原因目前還未達(dá)成共識(shí)，有人認(rèn)為L(zhǎng)IF的變化與組織中所含的熒光物質(zhì)有關(guān)，如組織中的膠原、NADH(煙酰胺嘌呤二核苷酸)、FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸)等熒光成分，并提出癌組織反映的自體熒光來(lái)自生物體內(nèi)的內(nèi)源性卟啉；有人認(rèn)為非癌組

23、織和癌組織的區(qū)別在于癌組織發(fā)育異常的上皮細(xì)胞胞漿中含有熒光物質(zhì)，而正常組織的細(xì)胞中則沒(méi)有6；Bottirol7的研究比較深入，認(rèn)為短激發(fā)波長(zhǎng)(350nm)導(dǎo)致不同病變組織熒光光譜強(qiáng)度不同的原因，取決于組織結(jié)構(gòu)(如膠原含量)的不同，特別是與粘膜下層的結(jié)構(gòu)有關(guān)；長(zhǎng)激發(fā)波長(zhǎng)(350nm)主要導(dǎo)致光譜形狀的差異，這種差異可能來(lái)自機(jī)體與腫瘤組織的相互作用如炎癥反應(yīng)、組織變性過(guò)程中產(chǎn)生的熒光物質(zhì)(如脂肪小體、中性粒細(xì)胞的大量顆粒)。    綜上所述，癌組織與非癌組織的LIF存在著明顯的差異，雖然這種LIF差異的根本原因不明，但正如本組研究結(jié)果所示，LIF作為一種無(wú)創(chuàng)

24、性內(nèi)鏡下惡性病變的篩查方法，用以引導(dǎo)內(nèi)鏡活檢有良好的發(fā)展前景。    參考文獻(xiàn)        2，Ransohoff DF,Lang CA.Screening for colorectal cancer.N Engl J med,1991;325:37    3，Marchesini R,Brambilla M,Pignoli E,et al.Laser-induced fluoresc    ence spectroscopy of adenomas,adenocarcinomas and nonneoplastic mucosa inhuman colon.J Photochem Photobiol Boil,1992;14:129    4，Yakshe P