拉曼光譜應用於大腸上皮細胞與癌細胞之分析與診斷能力評估

Abstract

本篇主旨為量測大腸上皮細胞與癌細胞之拉曼光譜，再透過軟體將光譜拉曼之外的訊號去除，接著將純粹的拉曼光譜進行細胞基礎物質含量變動的分析，以及每位病人其光譜變動位置差異性。最後再進行一連串的光譜預測，試著探討拉曼光譜在癌症診斷的表現能力是否有機會在之後往臨床發展。 本研究針對大腸上皮細胞(76個)與癌細胞(75個)，共來自七位病人，進行拉曼光譜量測分析。樣本均採用未染色及未封蠟的冷凍切片。分析拉曼結果顯示，每位病人其光譜容易有變動的位置均與整體病人光譜變動位置相符，但有程度大小些許的差異。另外在細胞基本物質組成上面，正常細胞變成癌細胞之後，其DNA組成約上升9%，蛋白質下降了9%，脂質則是大幅度下降到近乎消失的程度。 將拉曼光譜量測結果使用支援向量機(support vector machine)進行leave one out cross validation 預測，得到specificity 100%，sensitivity 88%，整體準確性94%。另外使用leave one patient out cross validation 預測未知病患光譜，得到specificity為76%，sensitivity僅有70%， 整體的準確性為73%。最後單獨將病人自己本身的光譜做leave one out cross validation，整體準確性達98% ，其中specificity為99%，sensitivity為97%。