《“光”鉴癌踪：拉曼光谱在临床医疗中的神奇应用》

一、拉曼光谱技术的发展与应用

拉曼光谱技术，作为一种基于光与物质相互作用的光谱分析方法，在科学研究和实际应用领域正发挥着愈发重要的作用。自上世纪90年代以来，伴随激光技术的蓬勃发展以及新型探测器CCD工艺的不断成熟与广泛应用，拉曼光谱技术迎来了新的发展机遇。

二、拉曼光谱在子宫癌诊断中的应用

子宫癌，作为世界范围内第二大常规恶性肿瘤，同时也是导致女性死亡的第五大恶性肿瘤，其早期准确诊断至关重要。然而，传统的巴氏涂片检查及阴道镜等常规检查方法存在着固有的误报及副作用等问题。因此，科学家们一直在积极探索更为准确、有效的检测方法。

近年来，拉曼光谱技术在子宫癌诊断方面取得了显著进展。相关研究表明，将遗传算法应用于拉曼光谱分析中，能够对子宫上的早期癌性组织进行活体快速识别。这一前瞻性工作发表于《分析》（Analyst）杂志上。

新加坡国立大学光学生物成像实验室的Shiyamala Duraipandian、Wei Zheng、Zhiwei Huang及国立大学医院妇产肿瘤科的Joseph Ng、Jeffrey Low、A. Ilancheran等研究人员，在这一领域进行了深入研究。他们解释说，子宫癌的早期准确诊断对于患者的治疗和预后具有重要意义。他们将近红外拉曼光谱应用于临床癌前细胞检测，并采用遗传算法 - 偏最小二乘、判别分析（GA - PLS - DA）技术来解释拉曼光谱。这种化学计量学分析方法能够在癌变早期快速检测宫颈组织的生物分子变化，即所谓的肿瘤转换。

具体而言，研究者从征募的29名志愿者病人身上的57个不同位置（其中35个位置正常，22个位置癌前病变）采集分析了105幅拉曼光谱。通过采用遗传算法及偏最小二乘，成功获得了正常与病变组织拉曼光谱的显著性差异信息。他们分析识别得到7个与组织内蛋白、核酸、血脂相关的拉曼光谱带。研究结果显示，对癌早期诊断的准确度达到82.9%（灵敏度72.5% (29/40)，特异性89.2% (58/65)）。

与传统的巴氏涂片检查和阴道镜检查相比，拉曼光谱技术具有明显优势。巴氏涂片的灵敏度及特异性分别为30到87%和86到100%，然而它不能同时获得高的检测灵敏度及特异性。同样，对于子宫癌早期检测，阴道镜灵敏度可达96%，但特异性却只有48%。从正常良性组织中判别低度癌早期病变，即使在操作熟练的专家手中采用阴道镜，判别也十分困难，因为良性组织的特征与低度病变组织十分相似。而拉曼光谱技术的应用，意味着很多妇女可以避免不必要的活检及治疗，让肿瘤科医生能够通过拉曼光谱得到更准确、积极的检验结果。

三、拉曼光谱在膀胱癌与前列腺癌诊断中的应用

膀胱癌和前列腺癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤，其准确诊断对于患者的治疗和预后至关重要。近年来，拉曼光谱技术在膀胱癌与前列腺癌的诊断方面也展现出了良好的应用前景。

科学家们验证了光纤近红外拉曼光谱用于诊断膀胱癌和前列腺癌的可行性。英国的研究人员指出，光纤拉曼光谱作为一种光学技术，可提供组织样本的分子结构信息，因而可用于活体检测、膀胱癌和前列腺癌的体外诊断。

P. Crow和他的同事Derriford Hospital进行了相关实验研究。他们在实验室分析了膀胱镜结果中29个冻结膀胱样本的220张拉曼光谱和尿道前列腺切除术中38个冻结前列腺样本的197张拉曼光谱。结果表明，光纤近红外拉曼光谱可用于膀胱移行细胞癌和前列腺癌的体外诊断。

通过独立的诊断算法分析这些与组织学特征相关的光谱信息，可用于膀胱癌和前列腺癌的诊断。这种算法的准确性可通过分析病理样本的拉曼光谱进行验证。基于膀胱癌的算法可用于良性样本（正常和膀胱炎）和恶性样本（膀胱移行细胞癌）的区分诊断，准确度为84%。基于前列腺癌的算法可用于良性样本（良性前列腺增生和前列腺炎）和恶性样本（前列腺癌）的区分诊断，准确度为86%。

研究人员指出，研究结果表明临床光纤拉曼光谱技术用于膀胱癌和前列腺癌的体外诊断，可提供客观且较准确的结果。由于拉曼探头可用于内窥镜、腹腔镜或其他开放性检查过程中，因此，该法也可应用于活体研究。Crow和他的同事在Urology上发表了他们的研究成果（光纤近红外拉曼光谱用于诊断膀胱癌和前列腺癌的可行性研究. Urology, 2005; 65(6): 1126 - 1130）。

四、拉曼在生物医学中的应用

在生物医学领域，拉曼光谱技术的应用还延伸至拉曼系统。根据生物分子的拉曼散射特性建立相应的光谱特征库，可有效识别生物组织的特定化学成分、浓度、分布及其变化，特异性、敏感性和准确率均达90%以上，从而实现分子病理学诊断。

拉曼配置具有灵活性和多样性。可以选择高性能的QE Pro - Raman光谱仪，或者Ocean HDX Raman光谱仪，再配上比色皿、探头或SERS基片的样品架、以及软件和激光安全护目眼镜，即可配套构建成完整的系统。

这种拉曼系统为生物医学研究提供了新的手段和方法，有助于深入了解生物分子的结构和功能，为疾病的诊断和治疗提供更准确的依据。

拉曼光谱技术在临床医疗、癌症检测与诊断等领域具有广阔的应用前景。随着技术的不断发展和完善，相信拉曼光谱技术将为人类健康事业做出更大的贡献。景颐光电等企业在拉曼光谱技术领域的不断创新和发展，也将推动这一技术在更多领域的应用和推广。

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