胃癌早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的傅里葉紅外光譜研究*

殷青輝，李海坤，葉　斌，周小青，李才勝，曾祥福，曾祥泰,

(贛南醫(yī)學(xué)院　1.第二附屬醫(yī)院,江西　信豐　341600; 2.第一附屬醫(yī)院,江西　贛州　341000)

?

胃癌早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的傅里葉紅外光譜研究*

殷青輝1，李海坤2，葉斌1，周小青1，李才勝1，曾祥福2，曾祥泰1,2

(贛南醫(yī)學(xué)院1.第二附屬醫(yī)院,江西信豐341600; 2.第一附屬醫(yī)院,江西贛州341000)

目的：找出胃癌早期淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的傅里葉變換紅外光譜(FTIR)特征，將FTIR用于術(shù)中快速檢測(cè)和判斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，指導(dǎo)手術(shù)中淋巴結(jié)清掃準(zhǔn)確范圍。方法：對(duì)48例不同病理狀態(tài)的胃癌手術(shù)標(biāo)本872枚淋巴結(jié)進(jìn)行FTIR檢測(cè)。依據(jù)病理結(jié)果將淋巴結(jié)分為胃癌轉(zhuǎn)移組和無轉(zhuǎn)移組，分析兩組淋巴結(jié)的FTIR圖譜差異。結(jié)果：872例樣品中，無癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)785枚，癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)87枚。癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的Ⅰ1640/Ⅰ1550(P=0.015)較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織升高明顯，提示癌組織中蛋白質(zhì)數(shù)量發(fā)生改變；P1550較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織降低明顯，酰胺Ⅱ帶卻出現(xiàn)藍(lán)移(P<0.01)，提示癌組織中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；Ⅰ2920/Ⅰ1460(P=0.038)較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織明顯降低，提示癌組織中脂類含量較低。提示胃無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的圖譜在峰形、強(qiáng)度、頻率等方面均存在明顯差異。結(jié)論：應(yīng)用FTIR可以對(duì)胃周淋巴結(jié)行術(shù)中快速檢測(cè)，判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，指導(dǎo)術(shù)中淋巴結(jié)清掃范圍。

胃癌；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移；傅里葉變換紅外光譜

胃癌的發(fā)病率逐年上升，在我國(guó)惡性腫瘤的發(fā)病率和死亡率中占據(jù)首位。隨著診斷技術(shù)及設(shè)備的進(jìn)步，早期胃癌的診斷率明顯提高，80%以上早期胃癌無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，如何在保證根治的前提下減小手術(shù)范圍，減少并發(fā)癥，提高生存率，改善患者的術(shù)后生活質(zhì)量。這就要求術(shù)前或術(shù)中能準(zhǔn)確評(píng)估區(qū)域淋巴結(jié)狀態(tài)，清除所有轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，同時(shí)又能保留正常的區(qū)域免疫功能和部分臟器功能[1]。本研究利用FTIR對(duì)48例不同病理狀態(tài)的胃癌手術(shù)標(biāo)本872枚淋巴結(jié)進(jìn)行FTIR檢測(cè)和分析。找出其光譜特征，尋找一種能在術(shù)中快速、準(zhǔn)確檢測(cè)和判斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的有效方法，以此來指導(dǎo)手術(shù)中淋巴結(jié)清掃范圍。

1　資料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)資料48例樣品取自贛南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院胃腸外科和贛南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院外一科，自2012年6月至2014年12月，術(shù)前胃鏡下病理活檢診斷為胃癌，全部樣品于手術(shù)切除標(biāo)本中取得，其中男性26例，女性22例，年齡39～75歲，平均63歲，胃腺癌44例，胃鱗癌4例。手術(shù)標(biāo)本離體后，立即提取胃周淋巴結(jié)，共采得淋巴結(jié)872枚，在10 min內(nèi)對(duì)淋巴結(jié)進(jìn)行FTIR 檢測(cè)后，常規(guī)用福爾馬林溶液固定，行石蠟切片病理診斷。樣本檢測(cè)征得患者知情同意。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器采用北京第二光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的WQF-660型傅里葉變換紅外光譜儀及附件汞鎘碲(Mercury Cadmium Telluride,MCT)檢測(cè)器和衰減全反射(Attenuated Total Reflection,ATR)探頭。

1.3方法

1.3.1FTIR檢測(cè)手術(shù)標(biāo)本離體后，立即提取胃周淋巴結(jié)，在10 min內(nèi)對(duì)淋巴結(jié)進(jìn)行FTIR檢測(cè)。將待檢樣品的粘膜面直接放置于ATR附件的ZnSe晶片上檢測(cè)，掃描次數(shù)為32次，掃描范圍為4 000～800 cm-1，分辨率4 cm-1，每次采樣前均掃描背景。

1.3.2病理檢查對(duì)淋巴結(jié)進(jìn)行FTIR檢測(cè)后，常規(guī)用福爾馬林溶液固定，由經(jīng)驗(yàn)豐富的病理科醫(yī)師行石蠟切片病理診斷。

1.3.3數(shù)據(jù)采集將實(shí)驗(yàn)所得光譜用Nicolet公司的Omnic專用軟件進(jìn)行處理(包括消除水峰，平滑曲線和基線校準(zhǔn)等步驟)，再逐一測(cè)定紅外光譜各譜帶的峰位、峰高，計(jì)算譜帶間的相對(duì)強(qiáng)度等變量。根據(jù)術(shù)后石蠟切片病理結(jié)果分成無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)兩組，對(duì)兩組圖譜進(jìn)行對(duì)照分析。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析根據(jù)術(shù)后病理石蠟切片結(jié)果分成胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組和無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組兩組，對(duì)兩組圖譜進(jìn)行對(duì)照分析，兩組數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，正態(tài)分布的計(jì)量資料進(jìn)行t檢驗(yàn)，非正態(tài)分布的計(jì)量資料進(jìn)行秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)　果

2.1病理診斷結(jié)果在被檢的872例樣品中，無癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)785枚，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)87枚。

2.2FTIR測(cè)定結(jié)果每枚淋巴結(jié)掃描后得到紅外光譜圖譜1 張，共計(jì)872 張。其中胃周無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組785 張，胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組87 張。

2.3紅外光譜分析每個(gè)光譜在吸收波長(zhǎng)2 925～1 080 cm-1循序出現(xiàn)13條譜帶(表1)，分析各譜帶峰位及與Ⅰ1460 cm-1為基準(zhǔn)的相對(duì)峰強(qiáng)，無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)之間的紅外光譜相比，有明顯的不同(圖1)。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的Ⅰ1640/Ⅰ1550(P=0.015)較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織升高明顯，提示癌組織中蛋白質(zhì)數(shù)量發(fā)生改變；P1550較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織降低明顯，酰胺Ⅱ帶卻出現(xiàn)藍(lán)移(P<0.01)，提示癌組織中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織的Ⅰ2920/Ⅰ1460(P=0.038)較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織明顯降低，提示癌組織中脂類含量較低(表2，表3)。

表1　紅外光譜的胃淋巴結(jié)帶

表2　胃癌轉(zhuǎn)移和無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)之間的紅外光譜比較(配對(duì)秩和檢驗(yàn))/中位數(shù)

表3　胃癌轉(zhuǎn)移和無轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)之間的紅外光譜比較(配對(duì)t檢驗(yàn))±s

圖1　胃旁正常淋巴結(jié)標(biāo)本和轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)標(biāo)本的光譜差異圖

3　討　論

國(guó)內(nèi)北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院課題組在國(guó)內(nèi)率先開展了腫瘤組織的紅外光譜研究，并將FTIR測(cè)定用來指導(dǎo)臨床。 FTIR通過測(cè)定細(xì)胞內(nèi)生物分子構(gòu)型、構(gòu)像和數(shù)量上的變化，能夠?qū)盒阅[瘤作出早期診斷[2]。通過研究腫瘤組織的FTIR可以反映腫瘤細(xì)胞內(nèi)分子結(jié)構(gòu)和組成的變化，能夠發(fā)現(xiàn)早期腫瘤。FTIR具有能量小，不破壞樣品結(jié)構(gòu)，無損傷，操作便捷、快速等優(yōu)點(diǎn)[3-4]。國(guó)內(nèi)有學(xué)者[5-7]曾用紅外光譜分別對(duì)臨床手術(shù)中的大塊離體組織(厘米級(jí))，如甲狀腺、胃等器官的癌變組織和相應(yīng)的正常組織樣品進(jìn)行了紅外光譜測(cè)定，并積累到一定數(shù)量的病例，采用統(tǒng)計(jì)方法處理數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，正常組織與癌變組織之間存在一系列規(guī)律性光譜差別。這些研究結(jié)果表明，傅立葉變換紅外光譜技術(shù)可以反映分子水平的細(xì)微結(jié)構(gòu)變化。

國(guó)內(nèi)白月奎等[8]的研究表明FTIR對(duì)胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷具有無創(chuàng)、原位、快速的優(yōu)點(diǎn)。本研究結(jié)果顯示：胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的Ⅰ1640/Ⅰ1550(P=0.015)較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織升高明顯，提示癌組織中蛋白質(zhì)數(shù)量發(fā)生改變；P1550較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織降低明顯，酰胺Ⅱ帶卻出現(xiàn)藍(lán)移(P<0.01)，提示癌組織中蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變；胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織的Ⅰ2920/Ⅰ1460(P=0.038)較無轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組織明顯降低，提示癌組織中脂類含量較低。表明癌組織樣品與無癌組織樣品的紅外光譜在峰形、強(qiáng)度等方面均存在明顯差異。依據(jù)這些特點(diǎn)，我們認(rèn)為應(yīng)用FTIR可以對(duì)胃周淋巴結(jié)行術(shù)中快速檢測(cè)，判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，指導(dǎo)術(shù)中淋巴結(jié)清掃范圍。

[1]曹其彬，徐洪梅.120例胃癌患者前哨淋巴結(jié)的臨床研究[J]．中華胃腸外科雜志，2004，7(6)：504．

[2]田沛榮，張偉濤，徐智.傅里葉變換紅外光譜技術(shù)診斷惡性腫瘤的研究進(jìn)展[J].光譜學(xué)與光譜分析，2014,34(10)：2627-2631.

[3]凌曉峰，徐怡莊，徐智，等．惡性腫瘤早期診斷的傅立葉變換紅外光譜研究[J]．中國(guó)微創(chuàng)外科雜志，2003，3(3)：271-273．[4]尹剛，徐智，徐怡莊，等．膽管癌新鮮離體組織的傅里葉變換紅外光譜研究[J]．光譜學(xué)與光譜分析，2009，29(12)：3241-3245．

[5]曾祥泰,徐怡莊,張小青，等.甲狀腺癌的傅里葉變換紅外光譜研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2007,27(12);2422-2426.

[6]許峰,王健生,張佳.胃癌脂質(zhì)變化的傅立葉變換紅外光譜研究及細(xì)胞膜磷脂組分變化的分析[J].山西醫(yī)藥雜志,2014,43(13)：1475-1478.

[7]劉銘，白月奎，余力偉，等.胃癌新鮮離體組織的傅里葉變換紅外光譜研究[J].國(guó)際外科學(xué)雜志，2014,41(3)：184-187.

[8]白月奎，余力偉，張樂，等.傅里葉變換紅外光譜在胃癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷中的應(yīng)用研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2015,35(3)：599-602.

Fourier Transform Infrared Spectroscopy Study of Lymph Node Metastasis in Early Gastric Cancer

YINQing-hui1,LIHai-kun2,YEBin1,ZHOUXiao-qing1,LICai-sheng1,ZENGXiang-fu2,ZENGXiang-tai1,2

(1.TheSecondAffiliatedHospitalofGannanMedicalUniversity,XinfengJiangxi341600;2.TheFirstAffiliatedHospitalofGannanMedicalUniversity,GanzhouJiangxi341000)

Objective: To profile the Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), which will be used to quickly detect the lymph node metastasis in the early stage of gastric cancer in order to guide the accurate range of lymph node dissection in the operations. Methods： Eight hundreds and seventy-two lymph nodes were detected by FTIR in 48 cases of gastric cancer with different pathological conditions.According to pathological results, lymph nodes were divided into gastric cancer metastasis group and non metastasis group, and the difference in FTIR mapping between the two groups was analyzed. Results： Among 872 cancer samples, there were 785 cases with no lymph nodes metastasis and 87 with metastasis. I 1640 / I 1550 (P=0.015) in cancer metastatic lymph nodes was significantly higher than that in non-metastatic lymph nodes, indicating that the protein quantity in the cancer tissue changed; P1550 was significantly lower than that of non-metastatic lymph node tissue, but the P was blue shifted (P<0.01), showing that the protein structure was changed in the cancer tissues; 2920 / I 1460 (P=0.038) was significantly lower than that in non metastatic lymph node tissues, indicating that the lipid content was lower in cancer tissues. The peak shape, intensity, frequency, and other aspects of FTIR between gastric cancer with and without lymph node metastasis were significantly different. Conclusion: FTIR can be used for rapid detection of lymph nodes in the stomach, which can identify lymph node metastasis and guide the operation of lymph node dissection.

Gastric carcinoma; Lymph node metastasis; Fourier Transform Infrared Spectroscopy

贛州市科技局課題(編號(hào)：2012-226)

曾祥泰，男，碩士，主任醫(yī)師，碩士研究生導(dǎo)師。研究方向：胃腸外科基礎(chǔ)與臨床。E-mail：zxtjxgz888@sohu.com

R735.2

A

1001-5779(2016)03-0367-04

10.3969/j.issn.1001-5779.2016.03.010

2016-01-20)(責(zé)任編輯：敖慧斌)