離體甲狀腺組織的顯微拉曼光譜

李鉆芳

（福建中醫藥大學，福建中西醫結合研究院，國家中醫藥三級科研實驗室-中藥藥理（細胞結構與功能）實驗室，福建 福州 350108）

腫瘤是威脅人類健康的最主要疾病之一。組織發生癌變，主要是由于組成細胞的基本成分蛋白質、核酸、脂類和糖類等物質結構發生變化，這些早期變化不引起臨床癥狀且常規的臨床檢測手段往往難以發現。目前甲狀腺癌的確診還是依賴傳統的手術切除標本的病理石蠟切片和相關的免疫組化檢查。

激光拉曼光譜技術作為一種非侵入性的檢測技術，可以從分子水平反映組織、細胞在化學成分及分子結構上的差異，為組織的無損診斷提供豐富的分子結構特征和物質成分信息，現已在細胞、組織的結構、功能及病變等方面的研究工作中取得了重大進展[1]。

本文通過對新鮮正常甲狀腺組織、結節性甲狀腺腫以及乳頭狀甲狀腺癌組織的顯微拉曼光譜進行測定，對比分析三種不同組織的光譜異同，探討顯微拉曼光譜技術在臨床無損診斷甲狀腺癌的可行性。

1 材料與方法

甲狀腺組織樣品均由福建省腫瘤醫院病理科提供。新鮮的標本保存于4℃冰箱中，所有檢測在12h內完成。測量結束后組織立即用10%福爾馬林緩沖液固定，以作組織病理學診斷。

實驗采用Renishaw公司生產的inVia共聚焦顯微拉曼光譜儀，785nm激光作為激發光源，通過光纖照射在樣品上，反射的拉曼信號通過探測光纖被系統所檢測。儀器的分辨率為2cm-1，收集的拉曼光譜范圍從300～3200cm-1，用純鋁片作背底。每例組織選擇2～3個測量點。對所得光譜利用一自編軟件進行平滑，扣除背景等分析。

2 結果與討論

表1 拉曼光譜峰值對應的物質歸屬[2]

經病理醫師確診，53例樣品中正常甲狀腺組織32例，結節性甲狀腺腫12例，乳頭狀甲狀腺癌 9例。圖1所示的是正常甲狀腺組織、結節性甲狀腺腫以及乳頭狀甲狀腺癌組織的顯微拉曼光譜圖，表1是對應的譜峰歸屬。

圖1 正常甲狀腺組織、結節性甲狀腺腫以及乳頭狀甲狀腺癌組織的顯微拉曼光譜圖

如圖1所示，總體上癌組織的拉曼峰強度低于正常與結腫組織，特別在1207～1773cm-1與2870～2940cm-1波段。有資料表明，位于1660cm-1和1449cm-1拉曼峰的強度比值I1660/I1449可用以區分癌變組織和正常組織。其中1449cm-1峰歸屬于C-H彎曲振動，包括CH2剪式振動和CH3變形振動，而660cm-1對應于蛋白質酰氨酸Ⅲ帶和脂肪酸鏈中的C=C伸縮振動[3]。如圖所示，I1660明顯低于I1449，而正常與結腫組織中，I1449高于I1449，說明，與正常及結腫組織相比，癌組織中蛋白質結構、相對含量均發生了改變。

比較癌組織與正常組織的拉曼特征峰，不難發現，還存在以下幾點差異：①癌組織的1084cm-1峰強度最強，說明癌細胞中磷酸二酯基團中PO2增加，細胞快速增殖，DNA大量復制[6]。②反映出色氨酸殘基處微環境變化的1552cm-1峰，在癌組織中頻移到1557cm-1，說明在癌組織中色氨酸殘基的吲哚環由原來的親水結構轉變了疏水結構[3]。③癌組織的1585cm-1、2934cm-1與2875cm-1等脂類物質的特征峰的強度均低于正常與結腫組織，原因可能是組織細胞癌變過程中耗能快，脂類物質難以在組織和細胞內聚集，因而含量降低[4]。④癌組織出現1063cm-1、1250cm-1、1378 cm-1等特征峰。

至于結節性甲狀腺腫組織，其拉曼光譜與正常組織差異不大，主要區別在于正常組織的多數特征峰強度高于結腫組織，而結腫組織出現1528cm-1與1270cm-1等兩個弱峰。該結果可能原因是結節性甲狀腺腫在結構上與正常甲狀腺組織較相近，與Caroline S.B.Teixeira等的研究結果相似。

3 結 論

經分析，甲狀腺乳頭狀癌組織與正常、結節性腫組織的蛋白質、核酸以及脂類成份均有不同程度的差異。其拉曼光譜上，位于1660cm-1和1449cm-1峰的強度比值I1660/I1449，可用以區分癌變組織和正常組織。同時癌組織與正常、結腫組織在1084cm-1、1585cm-1、2934cm-1、2875cm-1等峰強度上存在較大差異，而正常甲狀腺組織與結節性甲狀腺腫組織的拉曼光譜差異并不大。

綜上所述，因激光拉曼光譜技術具有結構信息量大、測量速度快、操作方便等優點，可檢測出蛋白質、核酸、脂類等物質的生化及結構改變的有關信息，臨床上可用作一種準確、高效、客觀的無損腫瘤診斷方法。若能通過檢測癌癥患者與正常人不同的成分，找到各種癌癥的特征物，極大地彌補目前腫瘤早期診斷各種方法的局限性，將有望成為腫瘤早期診斷的可靠指標，具有極其巨大社會與經濟效益。

[1]趙萬利,張毅,李睿,等.拉曼光譜快速診斷惡性腫瘤研究[J].激光雜志,2008,29(3)： 72-73.

[2]趙元黎,呂晶,葛向紅,等.乳腺腫瘤周邊組織的拉曼光譜研究[J].光譜學與光譜分析,2006,26 (7)：1267-1271.

[3]王慧敏,張金彥,郭建宇,等.胃炎和胃潰瘍組織細胞的顯微拉曼光譜研究[J].光譜學與光譜分析,2007,27 (10)：2038-2041.

[4]許以明.拉曼光譜及其在結構生物學中的應用[M].北京：化學工業出版社,2005.