编者按

 

生物物理学（Biological Physics）是物理学与生物学相结合的一门交叉学科，是生命科学和物理的重要分支学科和领域之一，旨在阐明生物在一定的空间、时间内有关物质、能量与信息的运动规律。然而，生物物理学技术能否在肿瘤早期筛查中发挥作用，仍是一个新兴的研究领域，相关报道非常匮乏。2023年5月3日-6日，在荷兰鹿特丹举行的国际肝移植学会（ILTS）年会上，印度钦奈国家肝脏研究基金会Subathra Radhakrishnan口头报告了一项研究，结果显示生物物理学分析可能为肝癌早期非侵入性诊断提供新的手段。

 

研究背景

 

肝脏的慢性损伤可导致肝脏瘢痕的形成、晚期纤维化和肝硬化，最终可能进展为肝细胞癌（HCC）。HCC是最常见的原发性肝肿瘤类型，早期诊断有助于提高患者的治愈率，改善患者的长期生存。HCC患者组织学样本常用来研究肝脏病理结构的异常，血清学样本通常也可以反映出肝脏代谢的异常。生物物理学方法是一种简单、无创、无标记的分析技术，具有高度的特异性，我们科学性假设它可能为HCC的早期检测和治疗干预提供新的思路。

 

研究方法

 

该项研究将HCC患者的组织和血清样本（n=10）与正常人群及肝硬化患者的组织、血清样本进行比较。采用傅里叶转换红外光谱（FTIR，是一种用来获得固体、液体或气体的红外线吸收光谱和放射光谱的技术）和拉曼光谱（对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法）对这些样品进行分析；将采集的血清样本通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线能谱（EDAX）进行形态和元素成分的分析。

 

研究结果

 

既往研究表明，胶原蛋白和脂质代谢重编程的减少是HCC的主要标志。该项研究的中期结果显示，与正常人群和肝硬化患者相比，HCC患者样品的FTIR光谱中的峰值位置和主要振动带的不同主要集中在胶原蛋白、酰胺I、胆固醇和脂质成分，拉曼光谱分析得到了相似的结果（图1）。

 

图1. 正常人群、肝硬化患者及HCC患者样品的FTIR光谱分析和拉曼光谱分析

 

为了进一步验证这一结果，我们采用扫描电子显微镜清楚地观察到了HCC组织样本中肝窦的闭合和肝细胞外基质（ECM）的变化；X射线能谱分析结果显示，与正常人群和肝硬化患者相比，HCC患者样品的中钾元素的缺乏以及碳、氧和钠含量上的变化（见图2）。

 

图2. 正常人群、肝硬化患者及HCC患者样品的扫描电镜和EDAX分析

 

研究结论

 

该项研究结果提示，通过对HCC患者样本的生物物理学分析，筛查其胶原蛋白、酰胺I、胆固醇和脂质成分以及钾含量的变化，可能作为HCC早期非侵入性诊断的新手段。

 

原文链接：O-094 Biophysical characterization of HCC liver and serum samples compared with Normal and cirrhotic – an insight into the biomarker identification and early detection.

 

往期回顾

 

ILTS 2023前沿丨肝癌肿瘤负荷放射学评估范式的转变：LI-RADS动态分级对术前预后预测影响

 

ILTS 2023前沿丨肝切除术或热消融可作为肝癌肝移植的桥梁——DELTAS-HCC研究

 

 

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