激光诱发自体荧光光谱联合内镜技术在肿瘤诊断中的应用.doc

激光诱发自体荧光光谱联合内镜技术在肿瘤诊断中的应用肖寒I朱焯炜2(1.无锡市第四人民医院 无锡 江苏 214062 2.江南人学 光信息科学与技术实验室无锡江苏214122)作者简介：肖寒，女，生于1981年，江苏常熟人，汉族，2006年毕业于南京中医药大学硕 士，目前在读博士，现工作于无锡市第四人民医院中西医结合肿瘤科，住院医师，主要研 究方向为肿瘤的中西关结介治疗通讯作者：肖寒214062 通讯地址：无锡市第四人民医院中西医结合肿瘤科 0510-88682212 13921270327 电子信箱：yourssuie@Application of laser inducedauto-fluorescence spectrum on the diagnosisof cancerHan Xiao 1 Zhuo-wei Zhu 2(l.Wuxi No4 Hospital, Wuxi 214062, Jiangsu Province , P.R.China 2. Jiangnan University Wuxi 214122 Jiangsu Province, P.R.China )Correspondence to: Dr.Han Xiao , Wuxi No4 Hospital, Wuxi 214062, Jiangsu Province , P.R.China yourssure @ sohu .comAbstractt: With the development of esculapian physicsjaser induced auto-fluorescence spectrum integrated with endoscopic technique become a new way to diagnose cancer in recent years.lt has the forte of sensitiveness and non-invaseve.The mechanism and clinical application and development tendency of laser induced auto-fluorescence spectrum are reported in this essay.Key words: laser induced auto-fluorescence spectrum endoscopic technique cancer diagnosis 摘要 随着荧光物理学与医学的相结合的交叉学科的蓬勃发展，激光诱发自体荧光光谱联合 内镜技术为肿瘤的早期发现提供了一种重要的方法。

具有灵敏、无创等优点，本文总结了激 光诱发口体荧光光谱产生的机制以及其与内镜技术相结合应用与肿瘤诊断领域的研究现状 和发展情况关键词 激光诱发自体荧光光谱 内镜技术 肿瘤诊断学科分类号140. 325自1924年Policard首先在实验中观察到了肿瘤组织的自体荧光⑴以来，荧光光谱技术 在肿斓中的应用口益发展起来1948年Figge等观察到恶性肿瘤组织可吸收荧光物质（吓 咻）内窥镜最初从1805年以烛光作为光源的硕式直管，经历了半可曲式内镜、纤维内镜和 电子内镜，发展至今己能深入人体各个系统的外腔、官腔内和闭合式的休腔内（如胸腔、腹 腔、关节腔等）进行观察、诊断和各种疾病的治疗第一次将荧光光谱技术与内窥镜相结合 的是Lipson, 1961年他首次采用荧光内窥镜在临床上成功识別了肿瘤组织，此后出现了荧 光物理学与更学中肿斓学的交叉学科的蓬勃发展，荧光光谱技术为肿瘤的早期发现提供了一 种重要的方法目询随着激光技术、光纤技术及组织光学的发展，体内激光诱发自体荧光光 谱联合内窥镜技术在临床上得到应用”1. 肿瘤组织自体荧光光谱发生的原理当低功率的激光照射人体组织表面，组织中的原子或分子吸收光后会被激发到激发态, 停止激发厉，处于激发态的原子和分子通过能量驰豫过程返冋基态时会发出光，这种光叫做 口休荧光。

口体荧光的光谱特征与生物组织的光学特性（吸收、放射、反射和各向界位等） 有关由于人体不同组织的牛化组成和形态结构不同，因而不同的组织具有独特的光学特性 和光谱特征人体组织内冇许多能发荧光的生物分子，例如胶原蛋白（荧光峰:390nm）、弹 性蛋白（荧光峰:400nm）、NADH（还原型辅酶I）（荧光峰:460nm）、FAD（黄素腺嚓吟二核苜 酸）（荧光峰:520nm）和血吓淋衍生物（荧光峰:630nm和680nm）等各种物质荧光特性不 同止常组织和肿瘤组织由于分化不同，会有不同的牛化成份，或者成份和似，但各成份 比例不同，例如，肿瘤组织相对正常组织含较少的FAD、NADH和较多的血II卜啦衍生物，因此止常组织和肿瘤组织在受到同样条件的激发光照射时所产生的口体荧光光谱形状和强度•波长曲线不同，如图1,因而可根据荧光光谱的差异性來区分它们图1止常组织和癌症纽织的口体荧光光谱形状和强度■波长曲线Fig.l Intension and wavelength curve of auto-fluorescence spectrum made by normaltissue and carcino-tissue2. 内镜下荧光光谱技术如图2所示，激光诱导荧光内镜就是将激光诱导荧光技术与内镜（如胃镜、肠镜、腹腔 镜等）相结合，在内镜检查过程中口内镜活检通道插入光导纤维，利用一定波长的低功率 激光照射正常组织与肿瘤组织，诱导产生自体荧光，并由光导纤维收集，传输到分析仪器 检测，得到荧光光谱。

再运用各种计算方法如多元冋归或判别分析对荧光光谱进行分析，得 出可靠的诊断信息图2激光诱导荧光内镜的组成系统Fig.2 The structure of laser induced auto-fluorescence spectrum integrated withendoscopic technique system3・激光诱发自体荧光光谱联合内镜技术在肿瘤诊断中的临床应用早期研究者们在体外比较了止常组织和肿瘤组织的不同荧光光谱1982年，曾塑等⑵ 报道了胃癌、肠癌等消化道肿瘤手术切除标本的荧光光谱，他们发现，止常组织只有在470nm 处冇一高峰值，而癌组织除了此处处的高峰值外在590mn还冇一独特的峰值，这一独特的 峰值命名为癌特征峰由于体内组织与体外组织在pH和氧化状态等方而存在差异，理化因素可影响光谱的结 果，所以体外光谱资料不能完全反映体内的情况因此研究者们将研究方向转向体内，将荧 光光谱技术与可以深入体内的内镜和结合Cothren等①°分别于1990年和1996年报道了采用激光诱发自体荧光光谱联合内镜 技术诊断结肠腺瘤的体内试验结果通过普通白光内镜活检孔道，利用光导纤维将激发光照 射至结肠组织表而，收集|'|发荧光进行-研究。

研究结果显示结肠腺瘤性和非腺瘤性组织在 390nm的紫外光作为激发光时町以很好地区分开来1996年进行的双盲研究中，88%的病例 获得良好的鉴别诊断结果，特杲性和敏感性分別为95%和90%李静等⑸用石英光纤通过结肠镜活检孔进入结肠，采用337 nm氮分子激光作激发光源, 对21例人肠癌患者进行激光诱发荧光光谱检测85%的患者的正常组织的主峰明显高于癌组 织选择荧光强度（400 nm/530 nm）.主峰强度和主峰波长作为参数，诊断人肠癌的敏感性、 特异性、阳性预测值和阴性预测值分别为85.7%、76.2%、78. 3%和84.2%2000年,李静⑹ 又报道了以相同的激发光源，对83例患者的大肠病变组织（包括大肠癌，腺瘤性息肉，慢 性炎症）与正常组织进行自体荧光光谱检测，得出结果，这种方法诊断大肠癌的敏感性、特 异性较高作者认为腺瘤性息肉的判别结果可能与组织异型增生的程度有关当组织异型增 生程度较轻时，光谱表现为正常，而组织异型增生程度较重，尤其是伴有中-重度异型增生 时，光谱农现为异常（癌），因此他们又对15例伴有中-重度界型增生腺瘤的31条光谱进行了 重点分析，结果87.1%判别异常（癌）,12.9%判别为止常，说明激光诱发荧光光谱对伴有 中-重度异型增生腺瘤的检出敏感性高于一般腺瘤。

体内自发体荧光光谱联介内镜检查不仅应用于消化道肿瘤，还用于其他肿瘤2005年, De Velda<7）将自发荧光技术应用于口腔粘膜癌前病变的早期检杳和分类该方法有利于口 腔粘膜的病损诊断美国Cedars-Snai医学中心耳南加州大学的研究者⑻，研发出新式荧光光谱仪及其应用 软件，能够实时侦测出脑部组织和细胞中的生化、功能、结构上Z变化帮助神经外科医师 们，在对脑部肿mn手术与诊断时，能更精确判断出肿瘤的位置4.激光诱发自体荧光光谱联合内镜技术的发展前景内镜检杳是早期肿瘤的重要手段，但是冃前普通口光内镜诊断早期肿瘤和癌前性病变的 敏感性已不能满足临床要求，荧光诊断技术和内镜的有机结合为探索肿瘤的早期诊断捉供了 - •种全新思路和方法并H-自体荧光诊断方法不会损伤肿瘤组织的生理状态和正常细胞的生 理功能，是一种无仪袭性的诊断技术该技术属于分子水平的诊断手段，理论上只要分子结构其至组织结构发生改变，自体荧 光就会发生特征性改变，但是在某些情况下对炎症和肿瘤的区别不能非常明确c Cothren等⑷ 和Shomacker等⑼体内研究时发现，当炎症较重时，黏膜增厚明显，大部分的激发光不能 穿透黏膜层到达胶原含量丰富的黏膜下层，因此产生的荧光较弱，出现类似于癌组织的光谱 特征。

因此该项技术亦有一定的假阳性，在今厉的研究中需对不同炎症黏膜纟R织的荧光光谱 进行细致分析，以克服假阳性，提高诊断准确率从目前的临床研究來看，荧光内镜的授大优点是能发现癌前病变和提高早期癌的检出 率应当认识到作为一项新技术，荧光内镜还冇许多尚待完善Z处但是冇理由相信，随着 荧光内镜系统的口益完善和对人体组织荧光产生机制及正常组织与病理组织荧光差异的根 本原因的深入探讨，荧光内镜将可能成为诊断早期肿瘤的有效手段参考文献：1. 杨洪勤，张蕾.光动力治癌新药吓吩姆钠的研究.国外医药合成药生化药制剂分册[J], 1998, 19： 32-34.2. 曾堕,朱九徳，叶衍铭，等.活体组织固有荧光光谱的研究.自然杂志[J], 1982, 5:511.3. Cothren RM, Richards-Kortum R, Sivak MV, et al.Gastrointestinal tissue diagnosis by laser-induced fluorescence spectroscopy at endoscopy. Gastrointest Endosc[J], 1990, 36 (2): 105-111.4. Cothren RM, Sivak MV, Van Dam J, et al. Detection of dysplasia at colonoscopy using laser-induced fluorescence: a blinded study. Gastrointest Endosc[J], 1996,44 (2): 168-176.5. 李静，李世荣，曹建彪等.大肠癌组织体内激光诱发荧光光谱分析.lit界华人消化杂志 [J], 1999, 7:164-165.6. 李静，李世荣，高革等.大肠癌体内激光诱发荧光光谱分析.中华肿瘤杂店[J], 2000, 5： 398-400.7. D.C.G. De Velda, b, c, M.J.H. Witjesa, H.J.C.M. Sterenborgb and J.L.N・ Rooden。