關(guān)于近年來(lái)癌癥快速診斷方法的概述

1、關(guān)于近年來(lái)癌癥快速診斷方法的概述目錄 TOC o 1-5 h z 研究背景 2摘要 2癌癥 3癌癥的病理 3 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 癌癥癥狀 4癌癥的快速診斷技術(shù) 4傳統(tǒng)方法 4針吸細(xì)胞學(xué)檢查 5 HYPERLINK l bookmark9 o Current Document 傅里葉紅外光譜(FTIR) 癌癥診斷 6SIMCA 結(jié)合FTIR法 7表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)(SERS) 7血液檢測(cè) 8唾液檢測(cè) 8 HYPERLINK l bookmark11 o Current Document 基因芯片 9 HYPERLINK l boo

2、kmark13 o Current Document 納米技術(shù) 10體內(nèi)癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)和診斷 10體外癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)和診斷 11 HYPERLINK l bookmark15 o Current Document 熒光劑法 12 HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 尿液對(duì)羥基苯丙氨酸檢測(cè) 12 HYPERLINK l bookmark19 o Current Document 總結(jié)與展望 13 HYPERLINK l bookmark21 o Current Document 參考文獻(xiàn) 14研究背景:癌癥目前作為世界上目前最為危害人類(lèi)健康的三

3、大疾病的一種，現(xiàn)有技術(shù)對(duì)于其晚期的治愈還有待攻克，所以， 相比于晚期治愈能在早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)并開(kāi)始治療一直是現(xiàn)有條件下治愈癌癥最有效的醫(yī)療手段。換而言之，癌癥的早期檢測(cè)的準(zhǔn)確度與及時(shí)性與患者生存率掛鉤?，F(xiàn)有的癌癥診斷技術(shù)主要根據(jù)病癥、病史、和各種輔助的光學(xué)成像技術(shù)，遺憾的是早期的癌癥患者并無(wú)明顯的癥狀，即使近年來(lái)的影像學(xué)診斷技術(shù)得到發(fā)展，尤其是內(nèi)窺鏡檢測(cè)技術(shù)和標(biāo)志物檢測(cè)診斷的臨床結(jié)合應(yīng)用，使腫瘤的診斷與準(zhǔn)確定位成為可能, 但是在很多方面尚不能滿足日益發(fā)展的臨床工作的需要。比如一些早期病變?cè)诔Ｒ?guī)檢測(cè)中難以發(fā)現(xiàn), 同時(shí)診斷受操作者經(jīng)驗(yàn)影響等, 存在一定的局限性。綜上所述，快速而又準(zhǔn)確癌癥診斷技術(shù)對(duì)于現(xiàn)

4、階段人類(lèi)戰(zhàn)勝癌癥具有重大的意義 , 也值得生物、化學(xué)、 醫(yī)學(xué)、 信息相關(guān)領(lǐng)域的科研人員進(jìn)行廣泛的科研研究。摘要 癌癥是目前最為嚴(yán)重人類(lèi)生命健康的疾病之一, 也是當(dāng)前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域吃吃未能攻克的難題. 在過(guò)去的二十年來(lái)，癌癥發(fā)病率、死亡率、年輕率呈“三線同步走高”的趨勢(shì)。據(jù)數(shù)據(jù)顯示， 2008年到 2030期間，我國(guó)癌癥的發(fā)病病例可能由 1270 萬(wàn)增長(zhǎng)至2220 萬(wàn) , 其中致死病例將從760 萬(wàn)發(fā)展到超過(guò)1300 萬(wàn)。 目前人類(lèi)還沒(méi)發(fā)現(xiàn)能完全治療晚期癌癥的方法，但是對(duì)于早期癌癥與腫瘤，已經(jīng)有了相當(dāng)大的治愈率。所以說(shuō)能夠早期快速準(zhǔn)確檢測(cè)癌癥是目前為止全世界科學(xué)家都急切解決的問(wèn)題。本文總結(jié)了多年來(lái)癌癥

5、快速檢測(cè)診斷領(lǐng)域各種方法，并在總結(jié)的基礎(chǔ)上對(duì)短期類(lèi)最有可能廣泛應(yīng)用于我國(guó)的診斷方法進(jìn)行了預(yù)測(cè)。關(guān)鍵詞 癌癥 診斷方法快速高效診斷癌癥癌癥， 在中醫(yī)學(xué)中稱(chēng)為巖，其實(shí)由于控制細(xì)胞增殖機(jī)制失常從而引法的疾病，惡性腫瘤是期中最為常見(jiàn)的病癥，不過(guò)對(duì)于惡性腫瘤與癌癥?；旌鲜褂谩０┌Y除了分裂失控外，如果不加以及時(shí)治療，繼續(xù)發(fā)展還會(huì)侵入周?chē)Ｈ梭w組織，而且癌細(xì)胞的擴(kuò)散可以經(jīng)由體內(nèi)的血液循環(huán)和淋巴系統(tǒng)擴(kuò)散到人體各器官，甚至大腦。 12癌癥的病理細(xì)胞分裂 （細(xì)胞增殖）是普遍發(fā)生于機(jī)體幾乎所有組織的常見(jiàn)生理過(guò)程。通常細(xì)胞增殖和細(xì)細(xì)胞凋亡會(huì)達(dá)到平衡，而且受到嚴(yán)格的生理控制以保證器官和組織的完整性。不過(guò)在DNA的遺傳

6、過(guò)程中可能會(huì)引起突變或是基因缺陷，這導(dǎo)致遺傳這一有序的過(guò)程受到改變。這一影響不單影響于此次細(xì)胞分裂的子細(xì)胞，而且對(duì)于其自細(xì)胞的分裂也會(huì)有影響。隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)復(fù)制，新突變的累積會(huì)如同滾 TOC o 1-5 h z 雪球般， 嚴(yán)重的是最后瘋狂增值的細(xì)胞一般會(huì)發(fā)展成良性腫瘤甚至惡性腫瘤。良性腫瘤雖然不會(huì)入侵到人其他部分（擴(kuò)散到別的人體組織）但是期中少數(shù)也會(huì)壓迫到重要器官導(dǎo)致危害生命的情況存在。惡性腫瘤則會(huì)入侵其他組織或器官，轉(zhuǎn)移到人體其他部分而危及患者生命。1.2但是現(xiàn)有的癌癥病例也表明，人類(lèi)的癌癥可能經(jīng)由傳染引起，病毒與器官移植等均有可能引起人體內(nèi)細(xì)胞的癌變。如發(fā)生于與狗的史狄克式肉瘤。341.1

7、.1 ：細(xì)胞的癌變癌癥癥狀大致上癌癥的癥狀可分為三類(lèi)：局部癥狀 : 身體異常腫脹或者腫塊，引起疼痛或者潰瘍出血。這些均為腫瘤壓迫到了周遭組織從而引起的病癥, 如黃疸。惡性轉(zhuǎn)移的癥狀: 肝或者淋巴結(jié)腫大、咳嗽甚至出血、骨頭疼痛、神經(jīng)系統(tǒng)病癥或者骨骼因腫瘤轉(zhuǎn)移而引起的骨折。雖然癌癥末期會(huì)出現(xiàn)疼痛的病癥，但疼痛往往是由于惡性轉(zhuǎn)移而引起的伴隨癥狀。全身性的癥狀: 貧血、食欲不振、體重大幅度驟降、體質(zhì)頻繁生病、大量出汗甚至夜間盜汗，除了這些常見(jiàn)的癥狀外往往還伴隨著腫瘤伴隨綜合癥。腫瘤伴隨綜合癥，其指的是新陳代謝過(guò)程、循環(huán)系統(tǒng)（呼吸）、神經(jīng)系統(tǒng)、荷爾蒙水平等方面由于機(jī)體因新生惡性腫瘤出現(xiàn)紊亂的臨床癥狀，但

8、其實(shí)由于腫瘤的轉(zhuǎn)移或入侵而間接引起的5 。不過(guò)上述各種病癥都可能是由于非癌癥的其他疾病引起的，故確診仍需要更佳的鑒別診斷手段。癌癥癥狀鼻咽癌鼻水或痰中帶血絲、反復(fù)性流鼻血口腔癌粘膜潰瘍難愈合、出血肺癌持續(xù)性咳嗽、咳血乳癌乳房發(fā)現(xiàn)無(wú)痛腫塊胃癌長(zhǎng)期消化不良、黑色糞便肝癌右上腹疼痛、肝功能異常大腸癌時(shí)而便秘時(shí)而腹瀉、糞便有血、體重變輕前列腺癌血尿、頻尿?qū)m頸癌異常的陰道出血、分泌物增加表 1.2.1 ：常見(jiàn)癌癥癥狀癌癥的快速診斷技術(shù)傳統(tǒng)方法中國(guó)每年超過(guò)100 萬(wàn)人死于癌癥，近 200 萬(wàn)人被確診，癌癥在我國(guó)不少城市已成為了排在首位死亡病因, 且近 200 萬(wàn)人種只有130 萬(wàn)人在接受治療6 。癌癥的發(fā)

9、病率不僅逐漸上升，而且發(fā)病年齡也趨于年輕化。近年來(lái)， 隨著各種診斷設(shè)備和治療方法的不斷更新，癌癥的早期確診率與治療率一直在逐漸增加，不過(guò)仍然存在許多的問(wèn)題。其中一個(gè)主要的原因是腫瘤的延誤診治現(xiàn)象普遍7 。在最近的 30 年中，用于癌癥診斷的設(shè)備和技術(shù)已經(jīng)有了大的提高，如核磁共振與超聲技術(shù)等的應(yīng)用，這方面的進(jìn)步已經(jīng)使得許多無(wú)法發(fā)現(xiàn)的病癥現(xiàn)在能夠得以及時(shí)確診。 不過(guò)通過(guò)大量的臨床與實(shí)踐證明，治療的及時(shí)與否直接決定了腫瘤治療手段(化療， 放療) 的治療效果。然而可惜的是臨床上的癌癥醫(yī)療大多數(shù)是屬于中晚期的惡性腫瘤。但是對(duì)于腫瘤患者來(lái)說(shuō)，各種影像技術(shù)能發(fā)現(xiàn)的瘤體已經(jīng)不是早起， 因?yàn)閺恼＜?xì)胞轉(zhuǎn)為腫瘤細(xì)

10、胞，需要一個(gè)十分漫長(zhǎng)的過(guò)程。傳統(tǒng)的癌癥分類(lèi)研究主要以腫瘤的形態(tài)學(xué)表征為基礎(chǔ)，但這種分類(lèi)方法存在著很大的局限性。因?yàn)榫哂邢嗨频慕M織病理學(xué)表征的癌癥，臨床癥狀不同，對(duì)于治療的反應(yīng)也不同。只有少數(shù)情況下，具有相似形態(tài)學(xué)表征的癌癥亞型可以依照不同的發(fā)病機(jī)理分類(lèi)。常見(jiàn)的傳統(tǒng)方法包括腫瘤形態(tài)的組織病理學(xué)分析、組織化學(xué)分析、免疫顯形分析以及細(xì)胞遺傳學(xué)分析。82.1.1 ：常見(jiàn)癌癥傳統(tǒng)檢測(cè)針吸細(xì)胞學(xué)檢查針吸細(xì)胞學(xué)(FNAC)檢查指的是應(yīng)用細(xì)針收集病變處組織學(xué)標(biāo)本并依次進(jìn)行行顯微鏡檢查的技術(shù)。這是一種損傷小而快速的診斷方法, 診斷轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)性腫瘤的敏感性和特異性都很高, 較 影像學(xué)和生化學(xué)檢查有更高的準(zhǔn)確性，且

11、最主要的優(yōu)點(diǎn)是創(chuàng)傷性小。 但是 由于不能顯示組織結(jié)構(gòu), 而使某些病例不能確定診斷。所以就像其他的侵入性檢查一同, 針吸細(xì)胞學(xué)檢查也存在一定風(fēng)險(xiǎn)誤診與漏診率。針吸細(xì)胞學(xué)檢查可縮短檢查時(shí)間, 甚至可在門(mén)診完成, 這使患者可以更快地到專(zhuān)科去治療。一項(xiàng)評(píng)FNAC技術(shù)應(yīng)用效果的研究顯示: 它可以減少超過(guò)1/4 的醫(yī)療費(fèi)用。如果得到很好的應(yīng)用, 細(xì)胞針吸學(xué)技術(shù)能夠?yàn)榘┌Y的診斷甚至隨訪提9供一種高速、精確和簡(jiǎn)便的手段。目前關(guān)于FNAC法主要的應(yīng)用使在與組織切片或者X射線定位結(jié)合于甲狀腺癌的快速診斷10-12以及與 B超彩超相結(jié)合應(yīng)用于各種相關(guān)淋巴組織癌癥(包括下腺、腮腺、甲狀腺與其他淋巴組織)快速診斷13-

12、17 。傅里葉紅外光譜(FTIR) 癌癥診斷鑒于癌細(xì)胞系由機(jī)體內(nèi)正常細(xì)胞轉(zhuǎn)化而來(lái)，而人體各組織和細(xì)胞均由核酸、蛋白質(zhì)、 糖類(lèi)、 脂質(zhì)與其他的生物分子組成，只是它們?cè)诓煌M織和細(xì)胞內(nèi)的構(gòu)型、 構(gòu)象以及各組成成分構(gòu)成比例不同。由于細(xì)胞和組織的紅外光譜能反映出酸、蛋白質(zhì)、糖類(lèi)以及脂質(zhì)分子在細(xì)胞中分布、組成、構(gòu)象所發(fā)生的變化，所以，從分子水平上來(lái)說(shuō)傅里葉紅外光譜可以顯示出正常的組織和癌變組織存在的不同，有可能發(fā)展成癌癥漸變、快速、準(zhǔn)確的診斷方法。18我國(guó)通過(guò)超過(guò)2000 多次應(yīng)用了紅外光譜診斷的臨床病例，在癌癥診斷方面取得了巨大的成果，其中檢測(cè)收集了超過(guò)1000 張包括食道、胃、腸、肝臟、膽囊、腎、肺

13、、黑色素瘤、舌、頜下腺、腮腺、甲狀腺和乳腺等在類(lèi)的紅外光譜。下表總結(jié)了紅外光譜對(duì)各種癌癥的診斷：癌癥名稱(chēng)研究者結(jié)腸癌Wong /Yang LM乳腺癌LING XF/Wong/范世杰/于舸 / 霍紅 / 范曉燕宮頸癌韓偉 / 劉金緒肺癌孫雷明/張曉冬甲狀腺癌劉仁明食道癌董義平/汪紅艷鼻咽癌董勤胃癌徐怡莊膽囊癌孫學(xué)軍表 2.3.1FTIR 應(yīng)用癌癥表由表， 我們能看傅里葉變換紅外光譜法應(yīng)用面相當(dāng)廣泛，且我國(guó)研究者對(duì)其研究較多，這意味著FTIR法是目前為止我國(guó)最有可能實(shí)現(xiàn)癌癥早期快速診斷的方法。SIMCA 結(jié)合FTIR法傅里葉變換紅外光譜方法( FTIR)被應(yīng)用于腫瘤檢測(cè)的研究，但目前 , 一通過(guò)觀

14、察并對(duì)比分析譜圖上諸如峰位、峰值、 峰差等多個(gè)譜圖數(shù)據(jù)可以得出正常組織與癌變組織的差別。不過(guò)單純的通過(guò)人為判斷任然會(huì)帶來(lái)不小的誤診漏診率，所以要想對(duì)光譜中所包含信息更為深入系統(tǒng)的研究, 則需要計(jì)量學(xué)與電子信息技術(shù)的結(jié)課, 才能克服傳統(tǒng)鑒別方法缺陷。SIMCA( Soft Independent Modeling of Class Analogy) 方法。是一種有監(jiān)督模式識(shí)別方法。該方法是對(duì)訓(xùn)練集中每一類(lèi)樣本的量測(cè)數(shù)據(jù)矩陣分別進(jìn)行主成分分析 , 并且能構(gòu)建每一類(lèi)的主成分模型, 之后在此基礎(chǔ)上分別試探將該未知樣本的各信息與標(biāo)準(zhǔn)的各類(lèi)樣本數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合, 借此以確定其屬于具體的哪一類(lèi)。采用中紅外光

15、譜圖譜與SIMCA 技術(shù)能夠快速對(duì)人體組織進(jìn)行是否惡性腫瘤判別,相對(duì)其他方法來(lái)說(shuō)該方法具有方便、快速、 精確等特點(diǎn), 具有較強(qiáng)的可靠性與應(yīng)用價(jià)值,可為癌癥的早期快速診斷提供科學(xué)的方法依據(jù), 有利于癌癥檢測(cè)方法的進(jìn)一步研究, 并有希望發(fā)展成為一種腫瘤快速診斷的新方法。20表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)(SERS)物理學(xué)家拉曼于1928 年在實(shí)驗(yàn)室觀測(cè)到拉曼效應(yīng)。由于拉曼散射信號(hào)強(qiáng)度弱，相應(yīng)降低了檢測(cè)物質(zhì)的靈敏度。Brabec 等對(duì)光滑銀電極表面進(jìn)行粗糙化處理后首次獲得高質(zhì)量的拉曼光譜，這種與表面粗糙程度相關(guān)的增強(qiáng)效應(yīng)，被稱(chēng)為SERS(surface enhanced Raman spectroscopy)

16、 即表面增強(qiáng)拉曼光譜效應(yīng)。SERS技術(shù)自從被發(fā)現(xiàn)后在表面科學(xué)、生命科學(xué)、材料科學(xué)以及分析科學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中中一直迅速發(fā)展并得到了較為廣泛的應(yīng)用。表 2.4.1 拉曼光譜遠(yuǎn)原理由于SERS技術(shù)的識(shí)別水平已經(jīng)達(dá)到了分子層面，可以痕量分析，及其有利于生命科學(xué)分析。尤其是其具有無(wú)創(chuàng)、高速和精確的分辨能力如同 “指紋” 一般，使拉曼光譜技術(shù)日益受到重視。在臨床診斷和生物醫(yī)學(xué)研究尤其是是早期癌癥的診斷中獲得巨大成功。從 90 年代后期開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外研究人員利用SERS技術(shù)針人體或者動(dòng)物的離體組織，包括人體眼睛、皮膚、胃、肺、血液、腸、卵巢和宮頸等離體的正?；虍惓＝M織開(kāi)展研究，取得了喜人的成果。正是在這些研究領(lǐng)

17、導(dǎo)下，表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)已經(jīng)成功于多種癌癥的診斷中應(yīng)用21 .癌癥研究者乳腺癌Alfano宮頸癌Liu胃癌凌曉峰/張京偉肺癌黃志偉肝癌楊文沛鼻咽癌姚輝璐甲狀腺癌李蓉表 2.4.2 SERS 技術(shù)的應(yīng)用血液檢測(cè)血液采樣方便快捷，很適合用于癌癥的大眾篩查研究。如血液中甲胎蛋白（）是唯一經(jīng)美國(guó)食品藥品管理局（）批準(zhǔn)臨床使用的肝細(xì)胞癌（） 血清學(xué)診斷標(biāo)志物，常用于臨床篩查。不過(guò)由于普通拉曼光譜的散射光強(qiáng)較弱、分子的散射截面以及小散射效率不高等原因，這些性質(zhì)導(dǎo)致了對(duì)生物也進(jìn)行直接檢測(cè)成分和診斷的拉曼光譜常被報(bào)道存在探測(cè)靈敏度較低、低濃度生物液信號(hào)弱和分子信息獲取量少等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)在這個(gè)方面，福建師范大學(xué)

18、的林居強(qiáng)等人發(fā)明的SERS膜電泳方法極大的提高了癌癥-SERS譜圖的靈敏度和特異性，其值能近似達(dá)到100%。2.4.2 唾液檢測(cè)唾液中獨(dú)特、豐富的蛋白質(zhì)成分毫無(wú)疑問(wèn)是潛在的腫瘤及疾病的理想生物標(biāo)記。并且唾液采集簡(jiǎn)單、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏成本低，以及對(duì)患者的無(wú)創(chuàng)傷害。唾液與血清之間的聯(lián)系使得唾液檢測(cè)正在成為一種重要的疾病診斷方法。SERS技術(shù)具有簡(jiǎn)便、 測(cè)量條件要求低、可重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。二者的結(jié)合有可能成為常規(guī)臨床檢測(cè)方法的輔助手段，甚至逐步取代血液檢測(cè)。這種檢測(cè)方法不僅應(yīng)用于癌癥的早期診斷， 對(duì)于吸毒人員的監(jiān)測(cè)、出入境人員流行病的檢測(cè)防控、現(xiàn)代軍事局部戰(zhàn)爭(zhēng)和反恐戰(zhàn)爭(zhēng)等領(lǐng)域均具有廣闊的應(yīng)用前景。212.5

19、 基因芯片從上世紀(jì)20 年代以來(lái)，由美國(guó)牽頭啟動(dòng)的人類(lèi)基因組計(jì)劃帶來(lái)了前所未有的關(guān)于人類(lèi)基因數(shù)據(jù)的爆炸，然而數(shù)據(jù)并不等于信息和知識(shí)，僅是信息和只是的起源， 對(duì)科學(xué)家而言，最關(guān)鍵的問(wèn)題在于如何從數(shù)據(jù)中找到揭示生命奧秘的鑰匙。在如此有利的動(dòng)力推動(dòng)下，自然而然得發(fā)展出了新的交叉學(xué)科，這就是生物信息學(xué)。經(jīng)過(guò)對(duì)生物學(xué)信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、分類(lèi)與剖析，生物信息學(xué)已經(jīng)成為了解開(kāi)生物學(xué)數(shù)據(jù)所隱藏的生物意義的最有利的方法之一。同時(shí)， 隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃進(jìn)一步的快速發(fā)展，生物信息學(xué)在人類(lèi)基因中與疾病相關(guān)功能的發(fā)現(xiàn)與測(cè)序、 基因與蛋白質(zhì)的表達(dá)與功能等方面的研究都發(fā)揮著了不起的作用。尤其在臨床疾病診斷領(lǐng)域，生物信息

20、學(xué)方法總結(jié)1990 以后逐漸發(fā)展出現(xiàn)的一項(xiàng)前沿生物信息技術(shù)生物基因芯片， 通過(guò)對(duì)所有基因的表達(dá)圖譜的數(shù)據(jù)分類(lèi)、分析， 順利地將某些癥狀不明顯容易引起誤診的惡性腫瘤達(dá)到精確、高速地區(qū)別開(kāi)來(lái)，進(jìn)而為癌癥的早期診斷與及時(shí)治療做出了重要貢獻(xiàn)。某些癌癥的發(fā)生，不是遺傳結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而是基因表達(dá)水平和調(diào)控發(fā)生改變。 因此， 通過(guò)對(duì)RNA的表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)從而達(dá)到對(duì)致病基因表達(dá)進(jìn)行檢測(cè)，是一種行而有效的癌癥檢測(cè)方法。而基因芯片技術(shù)可以同時(shí)平行地對(duì)大量mRNA的種類(lèi)及豐富度進(jìn)行檢測(cè)，所以在RNA診斷的各個(gè)方面來(lái)說(shuō)都有很大的先進(jìn)性。惡性腫瘤的產(chǎn)生、發(fā)展及變形入侵都會(huì)伴有復(fù)雜的基因的表達(dá)譜的變化。基因微陣列技術(shù)為研究

21、這些復(fù)雜現(xiàn)象提供了強(qiáng)有力的工具。23早期開(kāi)始對(duì)基因芯片技術(shù)應(yīng)用于癌癥研究的有麻神理工學(xué)院基因組研究中心的 Golub 等人，其對(duì)某種白血病亞類(lèi)的診斷分析已經(jīng)達(dá)到了95%的預(yù)報(bào)率。24同時(shí)還有Alon、 Margaret、 Dinesh、 Given 對(duì)其取樣方法與算法進(jìn)行了優(yōu)化。25-28圖 2.5.1 已知癌癥相關(guān)的基因從二十一世紀(jì)開(kāi)始，面對(duì)這門(mén)新興的信息技術(shù)與生物化學(xué)交叉學(xué)科，我國(guó)學(xué)2.6.1 體內(nèi)癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)和診斷者前仆后繼將其應(yīng)用于不同的癌癥研究，并均取得了相應(yīng)的臨床成果。癌癥研究者肝癌黃衛(wèi)29腎癌周鶴同30前列腺癌鐘惟德31食道癌莊建良32宮頸癌，卵巢癌，乳腺癌易廣才33肺癌肖華

22、34胃癌陳軍政35食道癌郝近36甲狀腺癌廖萍37結(jié)腸癌林靜38鼻咽癌廖志蘇39表 2.5 基因芯片技術(shù)與各癌癥的檢測(cè)與研究2.6 納米技術(shù)基于納米材料及納米技術(shù)的新型納米藥物為重大疾病的預(yù)防、診斷與治愈提供了新的路徑，其迅速發(fā)展同時(shí)也為癌癥診斷技術(shù)帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)革命. 全球關(guān)于納米技術(shù)的快速發(fā)展勢(shì)必給癌癥診斷與醫(yī)療技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)全新的技術(shù)革命。目前據(jù)報(bào)道應(yīng)用于癌癥診斷和治愈的納米級(jí)藥物和藥物載體已經(jīng)有很多, 比如納米的貴重金屬（金 / 銀） 、 納米級(jí)石墨烯、量子點(diǎn)、 納米碳管、磁性納米顆粒、脂類(lèi) （聚合物類(lèi)）納米顆粒以及介孔納米材料。其的明顯技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)診斷治療一體化, 并且相對(duì)其他方法針

23、對(duì)性強(qiáng)、快速高效、無(wú)其他毒副作用, 所以說(shuō)著為癌癥診療一體化治療帶來(lái)了新的發(fā)展點(diǎn). 402.6.1 納米技術(shù)應(yīng)用于癌癥檢測(cè)至今為止，常見(jiàn)的醫(yī)學(xué)影像技術(shù)尚不能為早期癌癥檢測(cè)提供較高的三維分辨率。 所以為了根據(jù)分子表達(dá)譜識(shí)別惡性病變，絕大多成像技術(shù)要求擁有與成像有反差對(duì)照試劑，這些試劑均由兩部分組織，一是部分與分子識(shí)別有關(guān)的材料，其次是由與靶試劑進(jìn)行結(jié)合的增強(qiáng)信號(hào)的材料組成。納米粒子可以作為一種物理層面的、 分子層面且多功能的擊靶反差對(duì)照世紀(jì)，其目的是識(shí)別且檢測(cè)出更為微弱、更前期的腫瘤以及其環(huán)境因素的表達(dá)情況并由此作為依據(jù)改善其解剖鑒定。用量子點(diǎn)在活體內(nèi)同時(shí)對(duì)腫瘤進(jìn)行定位和成像。已有相關(guān)科研人員用

24、聚乙二醇和納米聚合物顆粒來(lái)包裹量子點(diǎn)，然后將其放在前具有列腺特異性的單克隆產(chǎn)生抗體之上，最后將其注射到以患前列腺腫瘤的裸鼠的循環(huán)系統(tǒng)中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，量子點(diǎn)聚集到了腫瘤細(xì)胞周?chē)晒獬上穹治隹傻玫皆隗w腫瘤細(xì)胞敏感的多色熒光圖， 獲得腫瘤大小和定位信息。另外也有一些研究人員通過(guò)皮下注射將量子點(diǎn)連接到前列腺膜抗原的抗體上。通過(guò)植入量子點(diǎn)后的前列腺急速，便可以清楚地觀察到了腫瘤的形貌和位置。除此之外對(duì)于超順磁性鐵氧化物的聚合物膠柬也有人進(jìn)行了較為系統(tǒng)研究，其發(fā)現(xiàn)對(duì)腫瘤細(xì)胞的超靈敏共振成像以及多重靶向運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景，這對(duì)于早期各類(lèi)惡性腫瘤的檢測(cè)具有相當(dāng)大重要意義。目前已被應(yīng)用的癌癥診斷有：前列

25、腺癌、宮頸癌、皮膚癌。檢測(cè)和診斷按照起檢測(cè)方式不同分為體外和體內(nèi)兩種癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)和診斷方式。2.6.2 體外癌癥標(biāo)志物的檢測(cè)和診斷將納米技術(shù)與癌癥的早期檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合并應(yīng)用于惡性腫瘤細(xì)胞的觀察分析甚至組織檢測(cè)，從而可以檢測(cè)到腫瘤發(fā)生與發(fā)展過(guò)程中的深度生物學(xué)特征，在分子水平對(duì)癌癥進(jìn)行早期檢測(cè)與診斷。人員技術(shù)Nida使用結(jié)合有表皮生長(zhǎng)因子受體的量子點(diǎn)與抗生長(zhǎng)因子抗體的 共軛對(duì)來(lái)檢測(cè)子宮頸癌早期生物學(xué)標(biāo)記物，體現(xiàn)了了子宮頸 癌在分子水平的改變。Zheng通過(guò)硅的納米線陣列，可以檢測(cè)出血液中微量的癌癥標(biāo)記物，通過(guò)此技術(shù)可以在短短幾分鐘內(nèi)就能從甚至一滴血中檢測(cè)出多種的癌癥標(biāo)志物。Cross通過(guò)納米技

26、術(shù)將一個(gè)納米探針安裝在相關(guān)的彈簧上從而測(cè)定 相關(guān)細(xì)胞的表面彈性，并可由此判斷細(xì)胞是否發(fā)生癌變。在 院子顯微鏡的觀測(cè)下，能觀察整個(gè)探測(cè)過(guò)程甚至可以通過(guò)觀 測(cè)體內(nèi)傳播的癌細(xì)胞從而計(jì)算相應(yīng)的擴(kuò)散速率。Yang采取西妥昔單抗結(jié)合的熒光納米級(jí)別磁性粒子對(duì)人皮癌細(xì)胞 來(lái)定位，并通過(guò)相關(guān)和光譜成像的方法對(duì)人皮癌細(xì)胞進(jìn)行檢 查。（續(xù)表）Stoeva通過(guò)粘附有特定的抗體或者一段具有特定核酸序列的納米級(jí)別的金屬微粒, 再通過(guò)磁珠的輔助快速完成鑒別標(biāo)定的癌癥標(biāo)記蛋白的目的。此方法可以同時(shí)檢測(cè)超過(guò)3 種腫瘤標(biāo)記蛋白：人絨毛膜促性腺激素、前列腺特異性抗原和甲胎蛋白。表 2.6.2 體外癌癥檢測(cè)技術(shù)除上表外。有關(guān)研究人員

27、還開(kāi)發(fā)出前列腺特異性抗原檢測(cè)、前列腺癌胰凝乳蛋白酶、癌胚抗原和粘液蛋白腫瘤標(biāo)志物蛋白納米線檢測(cè)元件。從而納米技術(shù)用于癌癥的檢測(cè)與診斷具有便捷、高速、 靈敏等優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)癌癥的初期檢測(cè)，從而提高了人們的控制、治愈癌癥的能力。不過(guò)雖然近年來(lái)納米技術(shù)在疾病診斷上取得了巨大的成果。但是目前階段主要還是在實(shí)驗(yàn)室的研究之中。 并沒(méi)有將其大量的應(yīng)用在臨床醫(yī)學(xué)之上。所以， 納米診斷技術(shù)的研究和發(fā)展仍待生物、材料學(xué)家進(jìn)一步的深入研究。412.7 熒光劑法美國(guó)麻省理工學(xué)院的科研人員正在研究熒光壽命成像的技術(shù)，據(jù)稱(chēng)它只要花費(fèi)不到一百美元，便可以獨(dú)立完成對(duì)癌癥的快速檢測(cè)，相比目前超過(guò)十萬(wàn)美元的癌癥診斷技術(shù)，這種手段

28、十分快速高效。而且對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，這種簡(jiǎn)單實(shí)用的技術(shù)更容易被普及。所謂的熒光壽命成像技術(shù)即利用熒光物質(zhì)能在短時(shí)間內(nèi)吸收光并重新放出光的性質(zhì)，測(cè)定其重新 放出光的時(shí)間。對(duì)于癌變細(xì)胞來(lái)說(shuō)，其需要更長(zhǎng)的 時(shí)間來(lái)吸收并釋放光源，不過(guò)目前的最大瓶頸是現(xiàn) 有的顯微測(cè)量技術(shù)并不夠能低成本運(yùn)行。（左圖為圖2.7.1 被熒光劑標(biāo)記的癌細(xì)胞）總的來(lái)說(shuō)，此法還處于理論階段，并沒(méi)有太多的相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，但是熒光結(jié)合其他方法已經(jīng)應(yīng)用于各種癌癥診斷中，所以說(shuō)新型高效的熒光劑任然是重要的研究重點(diǎn)。422.8 尿液對(duì)羥基苯丙氨酸檢測(cè)尿液對(duì)羥基苯丙氨酸檢測(cè)與納米技術(shù)機(jī)理相似，均為腫瘤標(biāo)志物檢測(cè)機(jī)理。癌癥尿液檢測(cè)試劑，其采用的

29、機(jī)理是癌癥標(biāo)志物進(jìn)行( HPLC) 對(duì)羥基苯丙氨酸的檢測(cè)。 根據(jù)研究表明，惡性腫瘤病人尿中對(duì)羥基苯丙氨酸較為明顯升高，升高比重甚至高達(dá)150%(通常區(qū)間為50%-150%) 。 相關(guān)的研究也證明，在的初期的癌癥發(fā)生階段，癌細(xì)胞的苯乙醇胺甲基轉(zhuǎn)移酶(PNMT)、多巴胺羥化酶(DBH)以及、多巴胺羥化酶(DBH)等相關(guān)的胺類(lèi)合成酶含量遠(yuǎn)高于正常的機(jī)體組織，從而引發(fā)尿液中相關(guān)含量的變化，這在消化道腫瘤中變化最為明顯。到了在腫瘤的形成階段以后， 由于腫瘤細(xì)胞的入侵，人體機(jī)體對(duì)于癌細(xì)胞入侵也會(huì)應(yīng)激性的產(chǎn)生大量胺類(lèi)物質(zhì)的代謝物，也會(huì)表現(xiàn)為尿液中相關(guān)含量的明顯增加因此，通過(guò)對(duì)尿液中的相關(guān)代謝產(chǎn)物的檢測(cè)，可判

30、定被測(cè)試者是否存在細(xì)胞代謝異常的癥狀。相比上述方法，此法準(zhǔn)確率相對(duì)較低(只是相對(duì)較低，但其本身還是高效準(zhǔn)確方法之一)，但有其獨(dú)特的巨大優(yōu)勢(shì)：尿液易取得，對(duì)人體無(wú)創(chuàng)傷傷害與毒副作用；過(guò)程不涉及到大型的儀器設(shè)備，患者可以參照說(shuō)明書(shū)自行使用；高效快捷，只需要不到10 分鐘并可以對(duì)人體內(nèi)的重大代謝問(wèn)題進(jìn)行篩查；相對(duì)于其他的檢測(cè)方法，其費(fèi)用較低，故對(duì)于早期癌癥檢測(cè)來(lái)說(shuō)，更適合于推廣于廣大群眾之間；靈敏度高，通過(guò)在中國(guó)數(shù)萬(wàn)權(quán)威機(jī)構(gòu)的上萬(wàn)例臨床證明其陽(yáng)性檢出率高達(dá) 90%以上；值得一提的是，此法是是我國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)且享有主權(quán)的方法，標(biāo)志著我過(guò)在癌癥快速診斷領(lǐng)域的世界一流地位。吉林生物研究院的張風(fēng)華教授對(duì)其

31、有種卓越的貢獻(xiàn)43 。3. 總結(jié)與展望圖 3.1 文獻(xiàn)中涉及各方法的總結(jié)經(jīng)過(guò)多年的努力發(fā)展，癌癥快速診斷領(lǐng)域已經(jīng)有了多元性發(fā)展。其中最準(zhǔn)確有效的方式是利用生物、化學(xué)的分析方法結(jié)合電子信息技術(shù)分析如傅里葉紅外與表面增強(qiáng)拉曼。但是此法相對(duì)復(fù)雜，需要專(zhuān)業(yè)知識(shí)。最快速的檢測(cè)則是如對(duì)羥基苯丙氨酸尿檢等癌癥標(biāo)記物檢測(cè)的方法，方法直接，快速，適用于推廣，甚至在家中也能測(cè)試。給中老年人定期檢測(cè)身體是否有癌癥變化提供了便捷。綜上所述，結(jié)合拉曼與傅里葉變換方法在數(shù)十種癌癥中的應(yīng)用，以及在我國(guó)數(shù)千種案例的研究。目前為止最適用于我國(guó)現(xiàn)狀的癌癥檢測(cè)方法應(yīng)為先采取簡(jiǎn)單的檢測(cè)試劑進(jìn)行自我判別。再到相關(guān)專(zhuān)科醫(yī)院利用生物、信息

32、學(xué)綜合分析。前者確保其高效性，后者保證準(zhǔn)確性。而且目前納米技術(shù)的高速發(fā)展與熒光劑對(duì)于癌癥檢測(cè)的應(yīng)用決定了新型的癌癥檢測(cè)材料可能會(huì)在短期內(nèi)有質(zhì)地提升。我們有充分的理由相信，隨著技術(shù)的發(fā)展，簡(jiǎn)單、高效、準(zhǔn)確的癌癥標(biāo)志物檢測(cè)試劑將應(yīng)用于生活實(shí)踐中。成為人類(lèi)預(yù)防和治愈癌癥道路上的里程碑。人類(lèi)戰(zhàn)勝癌癥將不再是希望。至于基因芯片技術(shù)考慮到目前普通醫(yī)院間普及程度不高，且不成熟，目前還不利于推廣，但不失為以后努力的方向。參考文獻(xiàn)Matsudaira, Paul T.; Lodish, Harvey F.; Arnold Berk; Kaiser, Chris; Monty Krieger; MatthewP

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