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拉曼光譜有望使甲狀腺癌診斷具有較小的侵襲性

2019-08-06

  研究人員已經證明,一種稱為拉曼光譜的光學技術可用于區分良性和癌性甲狀腺細胞。這項新研究顯示,拉曼光譜作為改善甲狀腺癌診斷的工具具有潛力,甲狀腺癌是美國每年診斷出超過50,000例新病例的第九大常見癌症。

  “我們令人鼓舞的結果表明,拉曼光譜可以發展成一種新的光學模式,可以通過提供目前無法獲得的生化信息來幫助避免用于診斷甲狀腺癌的侵入性手術,”加州大學的James W. Chan說。戴維斯,美國“這可能會對病理學領域産生重大影響,并可能導緻診斷其他疾病的新方法。”

  在光學學會(OSA)期刊Biomedical Optics Express,由Chan領導的多學科團隊的Eric C. Huang報告說,他們的拉曼光譜方法可以區分健康和癌症人類甲狀腺細胞,準确率為97%。

  “據我們所知,我們是第一個使用人類臨床甲狀腺細胞來證明拉曼光譜可以識别單細胞水平的癌症亞型,”Chan說。“但是,我們需要增加細胞數量和研究患者數量,以确認拉曼技術的準确性。”

  改善基于細胞的診斷

  頸部腫塊或結節是甲狀腺癌的常見症狀。然而,大多數甲狀腺結節不是癌性的。香港癌症專家,超聲引導的細針穿刺活組織檢查通常用于通過将細針插入結節來檢查癌症,以獲得在顯微鏡載玻片上制備的細胞,由病理學家染色和分析。

  對于約15%至30%的病例,病理學家無法确定從活組織檢查獲得的細胞是良性還是惡性。對于這些病例,需要采用稱為甲狀腺切除術的外科手術來移除組織,這為更準确的診斷提供了更多信息。

  研究人員将拉曼光譜作為一種可能的解決方案,因為它是一種非侵入性技術,無需樣品制備或染色即可确定複雜樣品(如細胞)分子組成的細微差異。

香港癌症專家

  “我們希望使用拉曼光譜來改善病理學家對細針穿刺獲得的細胞的分析,以減少必要的甲狀腺切除術的數量,”Chan說。“這既可以減少手術并發症,又可以降低醫療成本。”

  來自整個細胞的生化信息

  對于這項新研究,研究人員使用線掃描拉曼顯微鏡,使他們能夠從整個細胞體積中快速獲取拉曼信号。與僅從細胞體積的一部分獲得拉曼光譜的其他方法相比,這使得它們能夠更準确地捕獲整個細胞的化學組成。然後使用多變量統計方法和分類方法分析拉曼數據并以客觀,無偏見的方式對細胞進行分類。

  研究人員将這種拉曼光譜方法應用于從10例被診斷為良性或癌性的甲狀腺結節患者中分離的單個細胞。數據分析确定了獨特的光譜差異,可以區分癌細胞和良性,97%的診斷準确性。他們還表明其他亞型可以通過它們的光譜差異來識别。

  “這些初步結果令人興奮,因為它們涉及來自人體臨床樣本的單細胞,但需要做更多工作才能将其從研究項目轉移到最終臨床應用,”Chan說。

  除了在更多的細胞和患者身上進行測試之外,研究人員還需要将該技術應用于通過細針抽吸獲得的細胞,并在樣本上進行測試,病理學家無法确定這些細胞是良性細胞還是癌細胞。他們還希望開發一種自動原型系統,可以在最少的人為幹預下執行拉曼測量和分析。

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