無創紅外診斷:原始創新亟待扶持

當代紅外光譜技術的發展已成為了對化合物進行定性分析、結構測定以及定量分析的有力手段，在與其他多種測試手段聯合衍生出許多新的分子光譜領域。但在沒有合適的文獻資料可參考的情況下，把該技術應用于腫瘤及其他相關疾病診斷，是一件十分艱難而又系統的工作。北京大學化學院吳瑾光、徐怡莊課題組長期從事該領域研究，取得了一系列的原創性科研成果。

吳瑾光作為國家號召“向科學進軍”后北京大學化學系畢業而被推薦的第一批博士生，后隨導師徐光憲院士調至原子能系;吳在全民辦原子能參加土法煉鈾時曾因在實驗中手被割破濃鈾進入血液而中毒，身體長期以來由于造血功能受損相當羸弱。但在家人關愛及愛人徐端夫院士的支持下，踏實肯干的吳長年執著于科研工作，特別是為紅外光譜的研究，打下了扎實科研基礎。

潛心研究打基礎

創新性研究的突破性進展源于長期基礎研究的科學積累。1974年從工作了三年的無線電系被調回化學系分析站的吳瑾光因感興趣而主動選擇管理紅外光譜儀。當時的分析站面向社會，為其他科研和工業生產單位提供技術支持，很多有技術疑難的單位經常到北大尋求幫助。

75年前后，公路研究所試圖由炒瀝青鋪路改為先進的乳化瀝青;不用加熱又省原料的常溫鋪路。由展覽會得到了國外的兩個黑白溶液樣品，想要解析乳化瀝青的成份與原理。公路所找了很多單位，都無法解決。后來就找到了吳這兒來。她欣然接受了這項任務，回家后和徐端夫一起討論研究方案。她先查了文獻研究了國際動態，然后用自已做的色譜柱去分離，接著用紅外光譜檢測，再研究了表面活性劑的紅外圖譜，終于解決了這個問題。最后，便和公路所的研究人員確定了乳化瀝青的制造方案，在大連建產生產適用我國的表面活性劑，實現了產業化，在5個省進行了乳化瀝青實驗鋪路。后該成果發展成國家大項目。

幾乎同時，北醫三院的周孝思主任來找北大化學系解決膽結石問題。膽石主要有膽固醇結石與色素型結石。色素結石難溶且食物脂肪低易患。此癥中國非常多，死亡率非常高，僅次于癌癥;歐美這種結石病人少見有關很少，不了解其成分與形成機理。后來，周主任就來找了吳瑾光教授。吳認為紅外光譜有可能提供一條突破口，于是就接下來了這項科研任務。徐端夫院士也很感興趣并參加合作，他們應用配位化學的方法把90%以上的成分提取了出來，并對結石主要成分進行紅外研究和凝膠電泳鑒定。該成果后來在中華醫這會外科學會上做了報告，產生了很大的學術影響。在這工作的基礎上，該課題組又做了多年的結石研究，對結石成因提出新見解取得了一系列成果。在國內多次得獎并獲得美國優秀科研獎。

無創腫瘤診斷

后來，周醫生去美國賓西法尼亞大學跟其內科主任S教授進修。周醫生向S教授介紹了與吳合作用紅外研究膽石的成果，S教授非常驚奇，他想做的工作中國竟已做成了，他是一位對紅外光譜有一定造詣的醫學博士。便邀請吳進行合作研究。吳赴美進行科研合作三個月，在國際會議上發表了幾篇論文。當年年底，S教授就訪問中國，要求與吳科研組建立長期的合作。

90年代，當腫瘤成為人類社會共同關注的醫學難題。已有的各種診斷方法都滿足不了手術治療的需求，非常迫切需要發明一種更快捷，更有效的檢測新方法。于是，由吳瑾光教授牽頭，把研究方向發展至腫瘤研究。

因為紅外光譜是分子結構變化的靈敏探針，因此從分子結構變化的角度入手，用紅外法研究細胞的分子結構變化來檢測腫瘤。文獻常通用切片和勻漿法等破壞樣品方式制樣。他們突破常規的思維發展了一些新的檢測方法，從而做到了在不破壞樣品的前提下直接對腫瘤組織進行檢測。并與醫院合作，首先對凍存腫瘤樣品進行檢測，然后又設計改造了紅外光譜儀，使之穩定可搬到了手術室外，對手術后新鮮腫瘤組織測定，建立了幾萬張規模的紅外光譜圖庫，較為系統地研究了10多種腫瘤的光譜特征，觀察到良性和惡性腫瘤的差別規律性。并進而用紅外光纖做原位在體腫瘤檢測。

在歸納比較總結這些實際數據的前提下，課題組從化學原理上反復論證紅外光譜檢測腫瘤的新方法的科學依據，并把檢測結果與金標準病理結果相比較，嚴格論證;證明了該方向的實用性與高效性。

2004年6月，由北京大學化學院吳瑾光教授聯合北醫三院、北大口腔醫院、中科院化學所徐端夫院士課題組、北京第二光學儀器廠和西安交大第一醫院等共同完成的“腫瘤臨床診斷的紅外光譜新方法”的科研項目的成果由北京市科委主持通過了鑒定。

該項目率先提出了一種可用于腫瘤診斷和臨床醫療應用的紅外光譜腫瘤檢測的新方法，它可在3-5分鐘快速準確地判斷腫瘤，實現了對腫瘤的在體、原位、實時檢測，可為外科醫生選擇手術方案提供快速診斷報告，對手術治療過程很有幫助。紅外檢測結果與病理診斷金一標準比較對照，兩者符合率達90%以上，該成果具有原創性并擁有自主知識產權。

三腺腫瘤診斷及現狀

在和醫院的合作中，口腔醫院提出了新的要求:由于腮腺部位神經比較多，如手術中傷了神經，可能使臉部變形，比較麻煩。希望能做到腮腺腫瘤的無創，預先診斷，以提供足夠的做手術方案的準備時間。

在一次偶然的機會中，吳發現從腺體表面皮膚，用中紅外光纖光譜能準確檢測出乳腺增生、良性腫塊和癌變等不同程度病變。后來試著把該技術轉移到腮腺的診斷，結果證明了從腮腺表面皮膚反映的光譜變化也完全能觀察到該腺體病變的情況。目前，這一新技術已能實現對腮腺、乳腺、甲狀腺三種腺體的診斷。這種無創、無痛苦、快速、便捷的檢測方法具有比較明顯好的應用前景。目前，課題組已申請并獲得了該技術的中國和美國專利。

該方法所用的中紅外光纖是其中的關鍵技術。原來使用的是美國Spectech出產的中紅外光纖，這種光纖價格昂貴，易損壞，并且該項公司已停產，而且國際上也找不到適用的中紅外光纖。課題組張元福教授經過幾年的努力，現已研制成新的性能優異的中紅外光纖，這種光纖耐用而不易損壞，且價格遠比國外進口光纖低，最近已經在北大第三醫院投入臨床使用。至此，該課題組已經完全掌握了具有自主知識產權的整套體表無創診斷三種重要腺體良惡腫瘤的技術。

近來，天壇醫院也來找吳瑾光、徐怡莊課題組，要求對腦瘤的診斷進行合作。目前，這項研究的結果也日漸明朗，近期將發表相關論文。

據了解，這項集近百人智慧，共同參加的多學科交義的原創性成果。到目前為止，十七年來僅得到三個基金與一個973預研基金的縱向支持。如今，吳瑾光教授已經退休了，徐怡莊老師接手課題組，在吳瑾光、張元福、翁詩甫等教授的協助下，在北京第二光學儀器廠及國內一些三甲醫院的合作下，該課題組的科研平穩的向前推進。這項原創性成果得到了徐光憲院士等多位有識之士的關注，一直都與美國德州大學S教授合作發表了多篇論文。最近，哥倫比亞大學和哈佛大學醫學院都提出了對該項目的合作意向。

我們呼吁國家相關部門加大對該項成果的關注扶持力度，避免再出現原創成果根在國內，花落他家情況的重演。我們堅信，只要有足夠的支持，在這個創新性團隊的努力下，該成果一定能早日完善，成為定型的醫療專用紅外光譜儀器和紅外無創，快速檢測腫瘤的整套技術，為更多的患者造福。