基于表面增强拉曼结合统计法分析鼻咽癌氧合血红蛋白.pdfVIP

第45卷，第4期光谱学与光谱分析Vol.45,No.4,pp953-957

2025年4月SpectroscopyandSpectralAnalysisApril,2025

基于表面增强拉曼结合统计法分析鼻咽癌氧合血红蛋白

高飞1，张明，孔德营²，张剑明3

563000

1.遵义医科大学物理学教研室，贵州遵义

2.遵义医科大学生理学教研室，贵州遵义563000

563000

3.遵义市第一人民医院输血科，贵州遵义

摘要近红外(NIR)表面增强拉曼散射(SERS)是一种极灵敏和高选择性的表面物质检测技术，能够利用

人体血液中氧合血红蛋白探测出相对应的NIR-SERS光谱，联合多变量统计法对光谱数据进行检测分析。

首先筛选出合格的30例健康人与30例鼻咽癌患者氧合血红蛋白的NIR-SERS光谱，经过比对光谱发现鼻

咽癌患者氧合血红蛋白的平均NIR-SERS光谱在340、479、817、1127、1215、1347、1425和1587cm-1

位置处，谱峰的面积以及谱峰的强度相对较小，尤其在479、817和1587cm-1位置上更为明显。此外，当健

康人氧合血红蛋白NIR-SERS光谱峰在335、471、1338和1429cm-位置处时，鼻咽癌患者分别蓝移至在

340、479和1347cm-1处，红移至1425cm-1处。建立PCA-T（主成分分析与独立变量T检验联合）多变量

统计算法诊断模型，获得最显著差异的3个PCA得分：PC1、PC3、PC7，并对这三个PCA得分作二维以及

三维散点图，将健康人与鼻咽癌患者划分至不同区域，可以很好地辨别出健康人与患者。为验证所构建的

PCA-T分析法是否可靠，使用工作特征曲线（ROC)进行评判，由ROC曲线下面积0.858得知PCA-T分析

法具有较高的可靠性。经过谱峰归属表对照分析，发现鼻咽癌患者氧合血红蛋白分子吡咯环、乙烯基团等振

动异常，酪氨酸和苯丙氨酸的变化也比较明显。很有可能是人体鼻咽部发生病变，导致病人身体内氨基酸的

代谢比较旺盛，糖类的消耗升高等原因造成。综上所述，利用近红外激发表面增强拉曼散射光谱结合多元化

统计分析法有可能准确、有效、快速地区分健康人与鼻咽癌氧合血红蛋白样本，为后续NIR-SERS光谱技术

在鼻咽癌或其他医学研究提供初步的实验依据，同时可以成为临床早期癌症诊断的潜在高灵敏度和可靠的

工具。

关键词鼻咽癌；氧合血红蛋白；统计；诊断

中图分类号：0433.4文献标识码：AD0l:10.3964/j.issn.1000-0593(2025)04-0953-05

数患者已到中晚期[5]。因此，初期检查与诊断是医治鼻咽癌

引言的关键时期。常规的检查以及诊断的方法有内窥镜、组织活

检、磁共振成像（MRI)检查、头颈部计算机断层扫描（CT)检

鼻咽癌，最具侵袭性的头颈癌类型之一，主要生长于鼻查等等[6]，虽然检查的方法比较多但依然存在时间长、费用

咽部上皮内膜，与其他癌症类型相比，具有独特的病理学特高、甚至造成二次损伤等问题，因此对鼻咽癌的早期检查以

征[1-2]。根据国际癌症研究机构（IARC)公布的一份报告显及诊断目前还存在一定的难度。

示，2020年全球新增加NPC（鼻咽癌）病例高达133354例，近红外（near-infrared，NIR）激发表面增强拉曼散射

新增加死亡病例达80008例，其中超过70%的新增病例来自