拉曼光谱在癌症诊断中的应用

在各种疾病中癌症的死亡率居第二位。另一方面只要能早期发现和诊断,几乎所有癌症都能治疗。本文介绍拉曼光谱在癌症诊断和抗癌药物筛选中的应用,结果表明拉曼光谱可能识别恶性变化的标记物,在癌症的早期诊断中是一项有用的技术。     

荧光寿命成像在癌症诊断研究中的应用(特邀)

癌症是目前人类所面对的共同难题,降低癌症死亡率的关键是实现早期诊断。荧光寿命因对微环境的敏感性,不仅可以实现对早期癌症组织与正常组织的区分,还可以对药物治疗癌症进行监测,因此荧光寿命成像显微技术在癌症诊断方面具有巨大的应用潜力。本文介绍了荧光寿命成像显微技术的基本原理及检测方法,总结了内源性和外源性荧光团的特征及其与癌症诊断的关系,综述了近年来荧光寿命成像显微技术在神经系统、呼吸系统、消化系统、生殖系统、泌尿系统、内分泌系统以及皮肤系统等癌症诊断中的应用,讨论了荧光寿命成像显微技术在癌症诊断中的应用优势、局限性以及未来发展趋势。     

问与答

<正> 问:可以用激光来诊断和治疗癌症吗?请介绍一下有关激光诊治癌症的基本情况。答:国内外已开始应用激光对某些癌瘤实行早期诊断和治疗。我们知道,癌症是对人类危害性最大的疾病,它每年要在全世界夺去五、六百万人的生命。长期以来,早期诊断和治疗癌症一直是医学界的最大科研任务之一。已有     

放射性对癌的新疗法

现在,癌症患者与日俱增,为什么每200个家庭就会出现一例?虽然放射性是癌的克星,但其副作用令人忧心忡忡。科学发展到今天,对癌症的放射性治疗有没有新的进展?是否能将副作用降至最低?下面我们就以前列腺癌为例,做一个简单介绍。我们知道,癌症早期不易觉察,比如前列腺癌早期会出现与前列腺增生类似的症状——前列腺特异抗原PSA值持续增高且有短时的尿频。在没有确诊为癌时,医生一般不采取手术等治疗措施,患者及亲友也常抱有侥幸心里,认为没有查出癌就万事大吉了。随着时间的推移,当一张中晚期的癌症确诊单摆在面前时,患者及亲友在愕然之余…     

基于多肽-脂质纳米载体的肿瘤光学分子成像

本刊讯纳米技术和光学分子成像在癌症的早期诊断与治疗中发挥着重要的作用。基于癌症发生的特点与遗传改变的差异,设计性能优良的多功能纳米载体和靶向给药新策略,是实现癌症个体化治疗的必由之路。     

癌症、肿瘤抑制基因及纳米技术在癌症预防和治疗的应用

 一、什么是癌症
癌症（cancer）是发生于各个年龄段、多种器官和组织、导致严重后果的疾病。根据世界卫生组织的统计,2007 年全世界有790 万人死于癌症,占所有死亡人数的13%,据估计到2030 年该数字将上升至1200 万。每年花在癌症病人治疗和护理的费用超过2000 亿美元,给社会和家庭带来了巨大的经济负担。根据细胞类型,癌症可以分为四类,内外表层细胞发生癌变形成的肺癌、乳腺癌和结肠癌等（Carcinoma）;支持组织和连接组织,如骨、软骨、脂肪和肌肉等形成的肉瘤（Sarcoma）;淋巴和免疫系统形成的淋巴瘤（Lymphoma）;以及循环系统形成的白血病（Leukemia）。     

三维微纳米制造技术在癌症生物物理研究中的应用

癌症致命的主要原因是癌细胞在临床上的转移性. 癌细胞的侵袭和转移是一个非常复杂的三维过程, 但现有的癌症研究在活体上有诸多观测和操作上的困难. 而体外实验又通常在培养皿中进行, 其二维的生长环境已完全不能满足对癌细胞空间转移性的深入研究, 故在活体外构建出癌细胞侵袭和转移的三维物理模型具有十分重要的意义. 然而如何在体外尽可能真实地模拟体内癌细胞的生长微环境一直是困扰科学家的难题. 本文系统介绍了三维微纳米制造的几种主流技术, 探讨了它们在癌症生物物理研究中的应用和发展. 在此基础上为了在未来实现对体外三维模型的制造、观测和精确操作, 文章还创新性地提出了一种结合紫外线固化生物型水凝胶的三维成型技术、光片三维成像技术以及微纳米探针控制技术的一体化研究平台. 这些先进的技术和理念, 势必会逐步升级现有传统的癌症研究手段, 为未来理解和治疗癌症揭开全新的篇章.     

肠道菌群与化疗

<正>肠道菌群能够显著提高普通抗癌药物的疗效,至少对老鼠进行的实验结果是这样的。法国维勒瑞夫市(Vellejuif)的古斯塔夫鲁西癌症研究所(Gustave Roussy Cancer Campus)的齐沃格尔(L.Zitvogel)和同事在接受环磷酰胺治疗癌症的老鼠身上发现了这一现象。这些老鼠体内缺少一种抑制两种肠道细菌(海氏肠球菌和Barnesiella intestinihominis)的蛋白质,     

光生物传感技术与癌症易感性的检出

要有效预防癌症就要检测出肿瘤生物标记物的量及其变化量．因此，关键是要发展一种能检测出肿瘤易感个体的新方法———光生物传感技术．由此可作出细胞癌变的易感个体的预警，并给出针对性的预防措施，使癌症的发病率大大下降．     

癌症竟是返祖现象

 美国亚利桑那州立大学的戴维斯（Paul Davies）教授和澳大利亚国立大学的莱恩威佛（Charles Lineweaver）博士在最近的《物理生物学》（Physical Biology）杂志发表文章,认为癌症是一种返祖现象。
两位太空生物学家说,癌症在生物不断进化为多细胞有机体的过程中,被锁进了“工具箱”,这个工具箱含有10 亿年前由简单单细胞进化为复杂多细胞生命体的起始基因。随着多细胞生命体的进化,控制基因“开启”,导致单个细胞停止分裂而转变为专门细胞（如肝脏或血细胞等）。癌症恰恰逆转了这个过程,使细胞不再分工协作,而是“回复”到多细胞生命体出现之前的状态。
他们的研究表明,癌症是一种有限且可预测的返祖性症状,这种症状不会有任何变化,在谁的身上都一样。当然,结论也为生命起源的研究提供了重要的线索。     

保护机体免受辐射损伤的药物

美国纽约州水牛城罗斯维尔公园癌症研究所（Rosswell Park Cancer Institute）的伯德里亚（Lyudmila Burdelya）和同事发明了一种新药，它能在癌症患者接受放疗过程中，保护正常细胞免受放射性损伤。     

清华大学物理系薛平教授研究组研制成功新型内窥光学相干成像探头

癌症的有效治疗关键在于早期诊断.光学相干成像作为一种无损伤无标记、三维高分辨率的新型生物光学影像技术,结合内窥镜技术,能够解决光的穿透深度问题,对病灶进行无损的＂光学活检＂,有望代替有创的临床病理切片分析,从而提供一种新型的癌症早期诊断手段.与此相关,高分辨率、大范围、无盲区扫描成像的内窥光学相干成像探头的研究则是非常关键的一个内容,     

Logistic回归算法结合近红外光谱对子宫内膜癌组织切片分类的研究

子宫内膜癌是一种常见的妇科癌症。实验将Logistic回归作为一种建模方法引入到子宫内膜癌分类诊断模型中。77个样本通过主成分判别分析和支持向量机判别分析进行降维,应用拉丁配分方法选择训练集和测试集并确定Logistic回归模型参数。结果表明,Logistic回归模型不仅能够对样本进行正确的分类,而且能将样本的分类归属趋势与临床诊断结果很好的一致。主成分判别分析结合Logistic回归有望发展为一种近红外光谱检测癌症组织的新方法。     

肿瘤物理学——探索癌症的新思路

<正>目前全球每年约有700万人死于癌症,而到2030年将可能超过1310万。在过去的几十年里,尽管癌症研究不断出现新进展,但研究成果不甚显著,最直接的证明便是死亡率无明显下降。癌症研究进展迟缓,可以说处于探索时期。这让越来越多的研究人员开始怀疑,用经典的生物学或医学思路研究癌症是否存在策略上的缺陷?——译者注     

野生动物也受癌症威胁

全世界每10位死者中就有1人死于癌症。国际野生生物保护学会（Wildlife Conservation Society，WCS）病理学家麦卡路斯（Denise McAloose）博士和同事在收集分析了野生动物的癌症信息后，认为野生动物的癌症死亡率其实与人类大体相当。《自然评论——癌症学》（Nature Reviews Cancer）最近刊载了这篇论文。     

基于深度特征融合的癌症病理图像分割网络

卷积神经网络在癌症病理图像分割中具有突出表现,但在临床应用上依然面临着切片染色多样、分辨率差异大等挑战.针对上述问题,提出了一种病灶分割网络HU-Net,提高了癌症病理图像的分割精度.HU-Net使用U-Net网络作为基本结构,利用经过预训练的EfficientNet-B4作为网络特征编码器,解码器部分在U-Net网络...     

快中子治癌

肿瘤是一类常见、多发的疾病,对人民的健康威胁很大,近年来在死亡原因的统计中已被列为第一、二位,恶性肿瘤的死亡率约占总死亡率的1/5左右.我国恶性肿瘤的发病率约在1/1000以上,并有上升的趋势[1]. 现代医学主要采用三种形式治疗癌症:外科手术、放射治疗及药物疗法.根据癌症的部位、大小和病理类型决定治疗方法.为了争取更好的疗效,许多患者是用这三者不同形式的联合进行治疗. 一、历史回顾 电离辐射用于治疗恶性肿瘤已有80多年的历史,它对一些早期的恶性肿瘤是一种极为有效的治疗方法,对某些部位的肿瘤如喉癌,75%以上的患者能完全消除肿瘤…     

瓦级染料激光治癌系统

目前,连续波染料激光的一个重要应用是激光-血卟啉衍生物光敏治疗恶性肿瘤患者[1]光敏疗法是通过给患者注射无毒性的光敏药物血卟啉衍生物(以下简称HPD),利用癌细胞对其有一种特别滞留的特性,当使用630 um波长附近的激光照射癌部位时,HPD在光照作用下发生一系列光化学反应.反应过程中产生对癌细胞具有很强杀伤力的单态氧,从而杀死癌细胞,达到治疗癌症的目的1).光敏治疗方法的突出特点是仅对癌组织有杀伤作用,对正常组织基本上无损伤,这种选择性治疗效果是其它传统方法不能比拟的。 随着光敏治疗人体不同部位癌症范围的扩大,对激光功率的…     

主成分分析结合感知器在医学光谱分类中的应用

基于光谱分析技术的经典理论,应用主成分分析方法对83例(癌症42,非癌41)乳腺患者病理片的紫外吸收光谱进行主成分提取.选用其中44例(癌症22,非癌22)作为训练样本,其余的39例(癌症20,非癌19)作为测试样本,将其主成分数据作为输入向量分别对离散型和连续型感知器神经网络模型进行训练和测试.通过对比发现:离散型感知器模型由于其输出函数值只有{0,1}且算法较为简单,其癌症识别率只有43.3%,非癌识别率为38.7%;而连续型感知器模型将模糊集合理论引进了神经网络系统,将二值{0,1)扩展到隶属度函数的单位区间[0,1]上,结果表明这种模型的癌症识别率为83.6%,非癌的识别率为76.3%,取得了较为理想的识别效果.     

子宫内膜癌组织近红外光谱预处理与波段选择研究

应用近红外光谱技术对子宫内膜组织病理切片进行快速无损检测。收集了154样品光谱,其中正常样本的个数36个,增生的60个,癌变的58个。由于原始光谱中包含大量干扰信息,所以光谱预处理方法和波段选取的方法在近红外光谱分析中占有非常重要的地。利用多种预处理方法,包括一阶导数、多元散射校正、多项式最小二乘拟合求导、标准归一化、平滑、移动窗口中值滤波,对样品光谱进行了预处理。利用标准偏差谱来选取最优波段,选取的最优波段范围为4 000~6 000 cm-1。然后用处理后的光谱数据进行主成分分析,分类准确率达到100%。研究结果表明近红外光谱技术结合化学计量学方法可以作为一种癌症快速诊断的新技术,对于癌症的早期诊断和癌症组织的恶化过程研究具有重要的意义。