用红外光谱进行皮肤癌生物标志物检测制造技术

本发明专利技术涉及用红外光谱进行皮肤癌生物标志物检测，具体涉及一种检测人体表皮皮肤组织的红外光谱中是否存在1055cm

Detection of Skin Cancer Biomarkers by Infrared Spectroscopy

The invention relates to the detection of skin cancer biomarkers by infrared spectroscopy, in particular to the detection of 1055 cm in infrared spectroscopy of human epidermal skin tissue.

【技术实现步骤摘要】
用红外光谱进行皮肤癌生物标志物检测本申请是中国专利技术专利申请号201380024526.7(PCT国际申请号PCT/EE2013/000003)的分案申请技术背景1.
本专利技术大体上涉及通过对1055cm-1附近多重谱线的红外光谱归属来鉴定用于活组织检查的人体皮肤表皮癌组织中的癌症分子生物标志物的领域，更具体地说，涉及一种能鉴定人体表皮中是否存在DNA/RNA比值峰、有助于诊断鳞状细胞癌(SCC)、基底细胞癌(BCC)和恶性黑色素瘤(MM)的检测方法。皮肤癌生物标志物谱带的特异性和敏感性与皮肤癌类型和演进相关，有助于确定患者治疗的预后和预测。对人体皮肤表皮癌组织中癌症分子生物标志物的定性和定量评估可帮助做出表皮皮肤癌和初癌的预后、诊断和预测。另外，对多重谱线以及1071、1084/1085和1095cm-1附近DNA/RNA三联体峰模式化出现的检测可说明与某些类型的肿瘤和恶性肿瘤有关，还能说明恶性肿瘤的演进和向恶性肿瘤演进。虽然使用皮肤组织作为代表性组织，但是生物标志物的检测方法并不限于测量皮肤表皮组织，该领域技术人员会明白它还可应用于其他组织。2.
技术介绍
表皮皮肤癌临床诊断的特异性和敏感性在约40％至80％之间变动。诊断的准确性在很大程度上取决于临床医生的训练和经验程度。据报道，受过训练的皮肤科医生为80％，高级主治医师为62％，主治医师为56％，非皮肤科医生约为40％。同样对于最常见的皮肤癌“基底细胞癌(BCC)”的临床诊断准确性，执业皮肤科医生仅为65％。另一种由表皮中部衍生的皮肤癌“鳞状细胞癌(SCC)”在典型的临床病例中很容易诊断，但当位于生殖器和唇上时有时候可能较难诊断，从而导致误诊和迅速转移，造成约75％的患者死亡。鲍文病(表皮内原位癌)和很多其他癌症前期皮肤病在皮肤科临床中通常较难诊断，因为很多其他皮肤病变酷似这类疾病。恶性黑色素瘤(MM)的临床诊断常常会与良性色素性病变弄混，而导致高达80％的不必要的活组织检查。但重要的是，诊断为MM的患者在其余下的时间里应对其进行监控并检查是否出现局部复发、转移和新恶性病变。据报道，凭借进行形态学图像识别的许多特征，皮肤镜检查对表皮皮肤癌和初癌诊断的准确性已有所提高。但这些图像的正确识别需要有皮肤病学方面的长期训练，而且专家之间对许多病例的解释也存在很大的不同。共聚焦显微镜检查以对表皮中角质形成细胞的细胞图像进行解释和结合与标准组织结构的关联性对病理相关的图像进行细胞形态学识别为基础，在表皮皮肤癌和初癌的诊断中可能有用。虽然这一技术提高了表皮皮肤癌和初癌的诊断准确性，但对某些皮肤病变仍具有上述局限性。尽管利用形态图像识别对用于活组织检查的癌组织进行常规组织病理学鉴定依旧是皮肤肿瘤临床诊断的黄金标准，但组织病理学评估的主要缺点是延误确诊和病理医生之间的解释有差异。为了减少假阴性结果，日益需要一种能需求的新型诊断技术，以提高“难确诊病例”在较短期限内诊断的可能性。因此，现在临床皮肤病学迫切需要一种新颖、快速、无创诊断技术，这种技术应能应用于实时初步和后续筛选以满足皮肤肿瘤临床诊断的需要，从而理想地代替人为解释。红外(IR)显微分光镜是一种对取自任一解剖部位用于活组织检查未经染色的组织进行光谱评价的工具。不需要外部对照物诱导剂，根据其固有特性，就能很容易呈现细胞成分和化学组成。这种技术能为核酸、蛋白质、脂类和水提供具体样本的分子信息，即独特的光谱指纹，从而为获得疾病诊断标志物提供了可能的方法。癌组织的光谱分析因其对多种人类癌症样本生物化学变异的敏感性而成为一种诊断技术受到了广泛关注。皮肤组织红外吸收光谱符合用作临床上有用的标志物的所有特征。蛋白质是细胞中含量最丰富的一种物质，由于其在细胞和组织中的浓度约为60％，因此在所观测的细胞和组织，包括皮肤光谱中也占主要部分。红外光谱中良性、恶化前和恶性皮肤癌的核酸一直都是在有蛋白质存在的情况下进行观测。核酸DNA和RNA的结构中携带了决定蛋白质特性和结构的遗传信息，因此它们是特别重要的物质。由于其对核酸构象及构象转变、碱基组成的鉴定的高度敏感性以及对碱基配对相互作用和碱基堆积作用有敏感性，中红外吸收光谱是一种描绘细胞中整个蛋白组的信息最丰富且最简明的方法。这使红外光谱技术比仅提供与个别核苷酸有关的信息的其他振动光谱技术、拉曼光谱有更大优势。最近的报告中表明，FT(傅里叶变换)红外光谱可能是强大的高敏感性分析方法，它以在出现的形态变化之前培养的癌细胞的生物活性的光谱变化的鉴定结果为基础，能根据对红外光谱中由良性、恶化前和恶化皮肤病变表达的核酸和蛋白质进行分子内和分子间相互作用进行分析来通俗和明确地描述人体皮肤肿瘤中的皮肤癌变。由于存在这些方法论上的优势，因此本专利技术的目的是确定和确认一致性和显著性光谱参数(生物标志物)，所述光谱参数能清楚地区分人体皮肤组织中的正常(健康、未改变)和癌细胞，对表皮皮肤癌和初癌的预后、诊断和预测很有用。对人体皮肤组织红外光谱中皮肤癌生物标志物的验证和确认还可能对为每位患者确定最有效的疗法，甚至对确定最有效的药物剂量有影响，从而有助于个人化医疗领域的发展。
技术实现思路
本专利技术提供了一种使用傅里叶变换显微光谱检测1055cm-1附近多重谱线的方法，其中多重谱线在表皮皮肤组织中存在和表达增多可帮助做出表皮皮肤癌和初癌的诊断和随访。本专利技术方法是以鉴定用于活组织检查的生癌皮肤组织样本在红外光谱中核酸与DNA和RNA两个谱带的强度比为基础。更具体地说，提供了一种生物标志物检测方法，所述方法不需要试剂就能快速地对表皮生癌皮肤组织中在1055cm-1附近鉴定出的多重谱线进行定性和定量分析。另外，多重谱线以及1071、1084/1085和1095cm-1附近DNA/RNA三联体峰模式化出现的检测可表明这可能与某些类型的肿瘤和恶性肿瘤有关，还能说明恶性肿瘤的演进和向恶性肿瘤演进。这种方法可人工进行，包括以下步骤：获得样本表皮中众多的组织病理学上已证实的病理部位的傅里叶变换红外光谱，理想的是全部病理区；尽可能地从每处未改变的健康表皮得到对照测量结果，以便与该个体每个样本中的病理部位进行光谱比较；对氨酰I峰(1650cm-1)每个光谱作归一化处理；求所有表皮测量结果的平均值以得到该样本的平均值；若可鉴定，对在900至1300cm-1范围的核酸规定区域中1055cm-1左右的多重谱线进行归属。在上述方法中，制备组织病理学上已确诊的活检组织样本，按以下步骤用傅里叶变换显微光谱法进行测量：严格按顺序取两个样本切片，厚度为6微米；用苏木精曙红给一个样本切片染色，以便进行组织病理学评价；将另一个样本切片放在CaF2载玻片上晾干，以便采集傅里叶变换红外光谱。以下将进一步说明本专利技术的所有以上及其他特性和优势。具体实施方式以下将对本专利技术方法进行更详细的说明。从皮肤组织样本采集红外光谱一直使用日本电子株式会社(日本东京)生产的型号为IR-MAU200的傅里叶显微分光计。但每次测量前，需要使用该仪器制造商提供的样本进行校正，而且还要确认傅里叶变换显微分光计的工作条件是否合适。傅里叶变换显微分光计测量使用的组织样本应干燥，而用光学显微镜观测的相应载玻片却要用苏木精曙红染色以便鉴定病理学有关的组织结构。开始时，采集的是本底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测组织病理表皮红外光谱中是否存在分子生物标志物谱带的方法，所述组织病理表皮来自与良性、恶化前和恶化皮肤肿瘤皮肤癌组织有关的样本，包括：(i)对700‑4000cm‑1区中氨酰I(1650cm‑1附近)进行红外光谱归一化处理；(ii)校正指纹区中基线，以便消除光谱之间的差异；(iii)对1055cm‑1附近多重谱线的峰进行归属以及对1071、1084/1085和1095cm‑1附近DNA/RNA三联体中检测到的所有峰进行归属；(iv)确定1055cm‑1附近多重谱线的左移或右移平均峰位，另外确定右移或左移变动；(v)计算1055cm‑1附近已归属的多重谱线的平均值；(vi)计算1071cm‑1、和/或1084/1085cm‑1和/或1095cm‑1DNA/RNA三联体中已归属的峰的平均值；(vii)计算强度比I1055/I1245，其中1245cm‑1附近的峰为红外光谱中磷酸二酯振动(DNA)和酰胺III的结合的已知峰。

【技术特征摘要】
2012.03.23 US 61/612,294;2012.05.24 US 61/651,4981.一种检测组织病理表皮红外光谱中是否存在分子生物标志物谱带的方法，所述组织病理表皮来自与良性、恶化前和恶化皮肤肿瘤皮肤癌组织有关的样本，包括：(i)对700-4000cm-1区中氨酰I(1650cm-1附近)进行红外光谱归一化处理；(ii)校正指纹区中基线，以便消除光谱之间的差异；(iii)对1055cm-1附近多重谱线的峰进行归属以及对1071、1084/1085和1095cm-1附近DNA/RNA三联体中检测到的所有峰进行归属；(iv)确定1055cm-1附近多重谱线的左移或右移平均峰位，另外确定右移或左移变动；(v)计算1055cm-1附近已归属的多重谱线的平均值；(vi)计算1071cm-1、和/或1084/1085cm-1和/或1095cm-1DNA/RNA三联体中已归属的峰的平均值；(vii)计算强度比I1055/I1245，其中1245cm-1附近的峰为红外光谱中磷酸二酯振动(DNA)和酰胺III的结合的已知峰。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述个体为受试人。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：娜塔莉亚·埃克宜，
申请(专利权)人：MC专业有限公司，IR临床癌症诊疗有限公司，娜塔莉亚·埃克宜，
类型：发明
国别省市：爱沙尼亚,EE