基于光学相干层析成像与激光共焦显微拉曼光谱的舌癌早期诊断新技术研究

The tongue cancer is the first on the probability of developing cancer, but early diagnosis cases of Ⅰstage of tongue cancer is only 10.9%～25.4%. But, at present, there is only invasive,qualitative diagnosis,low spatial resolution or harmful for human. We will use optical coherence tomography (which can micro-imaging on surface layer of biological tissues, the spatial resolution: 0.5-15μm) in combined with micro-Raman spectroscopy (which can distinguish cancer tissue from normal tissue on biochemistry fingerprint) to research on early tongue cancer for observing the infiltration depth,micro-change of deep layers,and the main substance of intracellular proteins, lipids, carbohydrates, and nucleic acid changes in the structure, conformation and quantity. We will research on the changement in the optical properties of tongue cancer cell and animal models from morphology to the molecular level. In order to achieve objectivity, reproducibility and comparability to the results of tongue cancer diagnosis, we will develope a tongue cancer early rapid noninvasive optical diagnostic techniques.

舌癌的发病率位居头颈部恶性肿瘤之首，而舌癌Ⅰ期的早期诊断病例仅占10.9%～25.4%。然而，现今对舌癌的早期诊断多以有创、定性、分辨率低或对人体有害的检查方法。本项目拟将我们前期研究中的光学相干层析成像（能够实现生物组织浅表层次结构的在体显微成像，分辨率0.5-15μm）与激光共聚焦显微拉曼光谱技术（能从生化指纹方面区分不同物质结构的技术）对舌癌进行早期检测，观察舌癌的浸润深度，深层次显微变化，细胞内的蛋白质、脂类、碳水化合物和核酸等主要物质组成在结构、构象和数量上的变化，使其从形态学到分子水平上对舌癌细胞和动物模型的光学特性变化进行研究。发展一种舌癌早期无创的快速光学诊断技术。该研究有望实现舌癌诊断结果具有客观性、重复性和可比性。

项目的背景：舌癌的发病率位居头颈恶性肿瘤之首，目前舌癌I期的早期诊断病例仅占10.9%-25.4%，其5年的存活率约50%-60%左右，晚期患者则仅为20%-40%，所以早期诊断非常重要。现今采用舌癌早期诊断方法存在有创、分辨率低、或对人体有害等缺点之一。.主要研究内容： 本课题采用光学相干层析成像(OCT)和激光共焦显微拉曼光谱技术对早期舌癌进行研究，欲从舌癌组织的浅表显微结构和生化指纹方面进行定性和定量分析，主要从形态学到分子水平上对舌癌细胞和动物模型的光学特性变化研究。另外，本课题也试探对舌癌患者身上获取不同生物样品（如：血清和唾液）的相关研究。.重要结果和关键数据及其科学意义：.体外实验：从舌鳞癌细胞和正常口腔黏膜上皮细胞谱图发现，其基本的谱图一致，但也存在差异，如人舌鳞细胞在735 cm-1、959 cm-1等峰处的峰值比正常人体口腔黏膜上皮细胞的要强，但是在1033 cm-1要相对弱。另外从主成分分析法分析结果显示其前两个主要成份的二维散点图可非常明显的区分肿瘤细胞和正常黏膜细胞。.体内实验：.1)OCT对裸鼠背部皮肤接种人体舌癌细胞的检测，发现正常皮肤结构层次清晰，能非常明显区分角质层、表皮层、真皮层，但肿瘤组织则很难区分各层次，可能是因为肿瘤组织结构混乱引起, 其对应的病理组织切片结果也与OCT的结果一致。.2)OCT对裸鼠舌原位接种人体舌癌细胞检测，发现正常舌组织显微结构层次明显，可见舌苔，舌苔与舌体连接层和舌体层，但肿瘤显微结构层次则很模糊，难以区分，主要原因是肿瘤部位的上皮异常增生，结构混乱，从而引起OCT接收到的信号非常弱，层次难以区分。.3)皮肤上接种肿瘤图谱发现：肿瘤组织在 854 cm-1、1129 cm-1等峰处的拉曼信号比正常组织的强，但是其在751 cm-1、788 cm-1等峰处的信号相对正常组织会相对弱。而舌原位接种的肿瘤组织相对正常组织则只是在1451 cm-1和1657 cm-1相对正常组织的信号强。..科学意义：通过对该课题的研究为早期舌癌提供了一种具有无创、快速、重复性好及在体检测的新技术，为患者缩短诊断时间、减少费用，提高了生存率。