癌症是威胁人类健康和生命的最主要疾病之一，几乎人体的所有器官都能发生癌变。大量的临床实践证明，癌症的预后与早期诊断、早期治疗密切相关。由于癌症早期症状不明显，很难被及时发现，且现行的常规组织病理学诊断方法很难检测病变组织、细胞早期所发生的生化和分子异常。因此寻找方便、快捷、准确的癌症早期诊断方法意义重大。
    
　　拉曼光谱技术从物质的分子振动光谱来识别和区分不同的物质结构，在生物医学和临床诊断应用中取得了重大进展。人体各种组织、细胞的形态和生物功能各不相同，但都是由蛋白质、核酸、脂类和碳水化合物等生物分子组成的，每一种物质都有其特征的拉曼光谱。组织和细胞发生癌变总是从构成它们的分子开始，癌变过程中各种生物分子的构型、构象及各成分的构成比例发生变化。这些早期变化不引起临床症状且常规的临床检测手段往往难以发现，而拉曼光谱可反映分子的精细结构、振转结构，能够从分子水平上检测出这些变化，已成为早期诊断癌症的潜在途径。
     
　　1 乳腺癌 
     
　　乳腺癌是女性常见的恶性肿瘤之一，最主要的死亡原因，近年来我国乳腺癌的发病率呈明显上升趋势。国内外研究者对正常乳腺组织、良性肿瘤、癌变组织的拉曼光谱进行了研究。Frank等 ［1］ 应用光纤探头来观察离体乳腺浸润性导管癌组织的傅立叶变换拉曼光谱，代表脂类的1439cm -1 谱带明显降低，而且峰移至1450cm -1 。浸润性导管癌与乳腺纤维囊性增生的光谱区别在于它的酰胺Ⅰ带（1656cm -1 ）和酰胺Ⅲ带（1259cm -1 ）相对增高。姚淑霞等 ［2］ 应用乳腺组织切片检测其拉曼光谱，每一个病理切片均对细胞间质、细胞质、细胞核等不同部位扫描2～3次，结果表明在633nm波长激光的激发下，产生拉曼光谱的发光基团大部分都聚集在细胞核内，通过比较细胞核的拉曼峰值以及观察860cm -1 附近的峰位变化，能为乳腺癌提供辅助诊断依据。闫循领等 ［3］ 应用共焦显微拉曼光谱仪对乳腺癌病人正常及癌变组织的单个细胞进行拉曼光谱测量。乳腺癌细胞与正常乳腺细胞的拉曼谱线相比强度减小，癌细胞的状态越差，拉曼谱线越弱，接近凋亡的癌细胞，谱线几乎消失。由于细胞癌变，DNA的2个磷酸骨架峰（782cm -1 、1084cm -1 ）和脱氧核糖-磷酸振动峰（1155cm -1 、1262cm -1 ）拉曼谱线明显的减弱，说明DNA的磷酸根骨架有一定的断裂，从而导致癌细胞的分裂繁殖失去有效的控制。在癌变细胞的光谱中还出现了与细胞钙化密切相关的特征峰（960cm -1 ）。根据乳腺组织拉曼光谱的差异性，可以进一步研究人乳腺组织的拉曼光谱模型，从分子水平探讨乳腺癌变的生化机制，为实现乳腺癌活体诊断提供有力的实验依据。

　　2 皮肤癌 
     
　　皮肤癌在我国发病率低，但却是白人常见的恶性肿瘤之一，其中以基底细胞癌最多见，占60%以上。Gniadecka等 ［4］ 在1997年应用近红外拉曼光谱技术研究基底细胞癌和健康皮肤的拉曼光谱，结果表明皮肤组织在发生癌变后蛋白质的形态、结构及脂质分子结构都发生了变化。在基底细胞癌的拉曼光谱中，酰胺Ⅰ（1640～1680cm -1 ）和酰胺Ⅲ（1220～1300cm -1 ）的总强度减弱，提示α-螺旋结构可能被破坏。在800～1000cm -1 范围内，健康皮肤的拉曼光谱围绕950cm -1 有一起源于脯氨酸的强宽峰，围绕850cm -1 和870cm -1 有起源于缬氨酸和多糖的峰，而在基底细胞癌中，这些谱带都明显减弱。脂类结构在1420～1450cm -1 之间的CH 2 剪刀振动和在1300cm -1 的（CH 2 ）n同相扭转振动，在基底细胞癌的拉曼光谱中观察到有所改变。进一步对比研究各种皮肤良性病变的拉曼光谱和恶性肿瘤的拉曼光谱 ［5］ ，结果表明恶性肿瘤的拉曼光谱明显不同于皮肤良性病变的拉曼光谱，最重要的变化发生在1200～1750cm -1 的范围内，特别是酰胺Ⅰ带线形和强度的变化。恶性皮肤肿瘤的拉曼光谱改变的可重复性和唯一性表明拉曼光谱应用于皮肤癌的诊断是有价值的。Nijssen等 ［6］ 通过对比分析上皮组织、真皮组织、癌组织切片的拉曼光谱，建立了组织分类模型，用以辨别肿瘤组织和其周围的非肿瘤组织，灵敏度达100%，特异度达93%。他们的研究证实在外科手术过程中应用拉曼光谱技术能够实时准确地确定肿瘤的切除范围。随着该技术在体内的应用，将解决常规病理组织学方法不能100%准确检测肿瘤边界的问题，以降低术后复发率，对基底细胞癌的诊断、治疗提供了有力的理论依据。
     
　　3 胃癌
     
　　胃癌发病率和死亡率居各种恶性肿瘤的首位，当前我国胃癌的早期诊断率仍较低。凌晓锋等 ［7，8］ 应用傅立叶变换拉曼光谱技术测定了胃癌组织和胃正常组织光谱，结果表明与胃正常组织相比，胃癌组织中蛋白质的N-H或水的O-H峰（3240cm -1 ）与脂类的C-H峰（2940cm -1 ）的峰高和峰面积之比均明显升高;蛋白质的酰胺Ⅰ带（1660cm -1 ）与脂类的CH 3 或δCH 2 峰（1450cm -1 ）的峰高和峰面积之比也明显升高;核酸中磷酸基团的振动峰（1080cm -1 ）与脂类CH 3 或δCH 2 峰（1450cm -1 谱带）的峰高之比明显升高。这些变化表明癌变组织 中蛋白质和核酸相对于脂类的含量明显增加 ［9］ 。张京伟等 ［10］ 研究显示，胃癌组织与胃正常黏膜组织间存在明显差异，正常组织的酰胺Ⅰ振动分裂为1660cm -1 、1640cm -1 两个峰，而癌变组织仍保留单峰特征，并略向高波数位移，这反映出胃黏膜组织发生癌变后蛋白质的种类发生了变化。更为重要的是，位于1525～1585cm -1 处的特征振动峰的相对强度在癌变组织中明显减弱，此峰应归属于脂类物质中非饱和脂肪酸的C=C伸缩振动，说明组织细胞癌变过程中耗能快，脂类物质难以在组织和细胞内聚集，因而含量降低。
     
　　4 结肠癌
     
　　结肠是胃肠道肿瘤的好发部位，结肠肿瘤中良性约占10%。流行病学、病理学及临床研究资料表明，结肠良性肿瘤与恶性肿瘤的关系极为密切，因此防治良性肿瘤恶变在临床上具有十分重要的意义。如果能做到早期普查诊断，及时手术治疗其预后良好。Feld等 ［11］ 研究了正常和癌变的结肠粘膜组织，结果显示二者的光谱极为相似，但仍有细小而重要的差别。在光谱中所有在1662cm -1 、1576cm -1 、1458cm -1 、1340cm -1 的正向强度的峰可以归结为核酸，表明在癌变的结肠粘膜组织中核酸的含量增加，所有负向强度的峰可以归结为脂类，表明在癌变的结肠粘膜组织中脂类的含量减少。类似情况也出现在正常膀胱组织和膀胱癌的拉曼光谱中。闫循领等 ［12，13］ 报道，与正常结肠组织细胞的拉曼光谱相比，结肠癌变细胞的拉曼谱线中，属于苯丙氨酸取代苯环伸缩振动谱线的强度减小，但仍然较明显;蛋白质酰胺Ⅰ振动谱线和CH 2 、CH 3 的变形振动存在，但谱线相对较弱，并且酰胺Ⅰ振动谱线位移了10个波数左右，其他谱线几乎看不到，且生长在不同部位癌变细胞的荧光强度分布不同。说明由于癌变细胞的结构发生了变化，许多原有的键断裂，生物功能丧失。在比较红细胞、白细胞、淋巴细胞、正常结肠组织细胞及结肠癌细胞的拉曼光谱后还发现，几种细胞的拉曼光谱中都有构象不灵敏的苯丙氨酸基取代苯丙伸缩振动谱线（1002cm -1 ），谱线强且不易发生改变，因此可以作为生物细胞拉曼光谱的内标志。
     
　　5 颅内肿瘤
     
　　成人的颅内肿瘤以大脑半球神经胶质瘤最为多见。Mizuno等 ［14］ 应用傅立叶变换拉曼光谱，揭示正常脑组织和各种脑肿瘤组织的拉曼光谱的差异。与正常脑组织相比，神经胶质瘤的拉曼光谱在856cm -1 和1130cm -1 处强度增强。856cm -1 应归属于多糖，1130cm -1 应归属于脂类中的反式C=C伸缩，它的增加说明在神经胶质瘤中脂的反式结构增加。蛛网膜脉络膜丛肿瘤的发生总是伴随着灰化过程，谱线中明显的960cm -1 处峰应归属于羟基磷灰石 ［15］ ，这些研究表明拉曼光谱作为一种结构探针诊断各种脑肿瘤的潜力。
     
　　6 宫颈癌
     
　　宫颈癌是妇科恶性肿瘤中发病率最高的疾病之一，在我国发病率增高，且发病呈年轻化趋势，早发现、及时治疗是防治女性生殖系统肿瘤的关键。Mahadevan等 ［16］ 测定了正常的宫颈组织、宫颈炎症组织、化生的宫颈组织和癌前病变的傅立叶变换拉曼光谱。对相关谱带峰强度之间的比值进行处理，建立Fisher判别归类显示:利用8个峰的峰强度能把癌前病变和其他良性病变区分开来，灵敏度为82%，特异度为92%。将光导纤维探头连接在傅立叶变换拉曼光谱仪上 ［17］ ，在活体人上测定了正常宫颈组织和有癌前病变的宫颈组织，在90s内就可得到差异光谱。2001年Utzinger等 ［18］ 又进一步在体内探测了宫颈癌前病变的拉曼光谱，结果表明在体内所检测到的拉曼光谱与他们以前在体外所检测的拉曼光谱非常相似。在同一患者体内的正常宫颈上皮组织与宫颈鳞状上皮非典型增生组织的拉曼光谱有着明显的区别。与正常宫颈上皮相比较，宫颈鳞状上皮非典型增生组织的拉曼光谱的主要变化是在1330cm -1 （归属于DNA）、1454cm -1 （归属于磷脂、胶原）、1656cm -1 （归属于胶原）处强度明显增强，这些变化正符合宫颈上皮组织发生非典型增生过程中DNA、磷脂及胶原的变化。宫颈上皮非典型增生的拉曼光谱中1656cm -1 与1330cm -1 的峰强度比值比正常宫颈上皮组织有所降低，而1454cm -1 与1656cm -1 的峰强度比值有所升高，利用这两个峰强度比值能够准确的区分正常组织与癌前病变组织。
     
　　7 肺癌
     
　　肺癌的发病率居恶性肿瘤的第2位，且死亡率高。Huang等 ［19］ 对比了正常支气管组织和肿瘤组织的拉曼光谱变化，结果显示两者的光谱有显著的差别，1445cm -1 与1655cm -1 的拉曼光谱强度比能很好的区别肺正常组织与癌组织。Yamazaki等 ［20］ 构建了新的近红外多通道拉曼系统，并用此系统收集210个肺癌组织和正常组织的拉曼光谱，其 结果显示此方法对肺癌检测的敏感度达91%，特异度达97%，故此方法能够有效而客观的诊断肺癌。
     
　　8 结束语
     
　　组织细胞在发生癌变后氨基酸、脂类、碳水化合物都可能发生变化，可能成为特征拉曼标志光谱。通过正常和癌变组织细胞的拉曼光谱对比分析可以得出癌变组织内生物分子结构及其含量的变化，在分子和细胞水平上来诊断疾病，为癌症的早期诊断及癌变机理的分析提供重要的理论基础。相对于其他方法，拉曼光谱用于医学诊断是一种具有非破坏性、灵敏度高和高度自动化等优点的崭新技术。随着科学技术的发展，拉曼光谱技术不断改进，在生物、医学、医药等领域将会发挥更大的作用。

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