Fiona Lyng 教授
尽早发现癌症的早期征兆是确保最大生存机会的关键。宫颈癌作为全球女性第四大常见的癌症死因更是如此。宫颈癌在很大程度上是可以预防的，通过巴氏涂片或人类乳头瘤病毒（HPV）检测等常规筛查，及早发现癌前病变迹象，可以及时进行干预。
虽然 HPV 疫苗的出现在降低宫颈癌发病率方面取得了巨大成功，但目前的金标准筛查策略并不完善。例如，巴氏涂片检查长期以来一直是确定宫颈异常的常规细胞学检查，但该技术因灵敏度低而受到限制。因此，巴氏试验并不能总是可靠地检测出异常细胞形态或癌前病变，从而导致潜在的假阴性结果。
Fiona Lyng 教授是都柏林科技大学辐射与环境科学中心的负责人，十多年来一直是利用光学光谱技术进行早期癌症检测的领军人物。Lyng 教授的研究为该领域做出了变革性的贡献，包括开发出一种基于拉曼光谱的新型宫颈癌前病变检测方案，已显示出临床应用价值。最近，我们采访了 Lyng 教授，了解她的开创性研究，以及 HORIBA 显微拉曼如何在她的研究生涯中为她提供支持。
“不仅仅是宫颈癌，对于任何癌症来说，早期发现都是关键。能够在患癌之前发现癌前病变非常重要，因为此时癌细胞已经浸润，并有可能扩散。 ”
测宫颈细胞中的癌前病变为在宫颈癌发生之前进行干预提供了一个关键窗口"。
Lyng 教授解释了传统宫颈癌筛查方法的局限性，并指出这是她开发显微拉曼新型检测方法的一个动因。
"巴氏试验由来已久，至今仍是宫颈癌细胞学检测的金标准。巴氏细胞学检测的问题在于其主观性--该检测依靠临床医生目测样本来评估细胞形态是否异常。检测结果是否可靠在很大程度上依赖于临床医生的技能和经验。即便如此，宫颈细胞也可能出现形态正常，但实际上却可能存在生化异常的情况，而这正是我们试图利用拉曼光谱克服的问题"。
近年来，基于 PCR 的 HPV 检测技术也被广泛用于宫颈癌的筛查，但正如 Lyng 教授解释的那样，这项检测技术也存在其局限性：
"如今，许多宫颈筛查项目都采用HPV检测进行筛查，而不是细胞学检查，如果 HPV 检测结果呈阳性，通常会进行细胞学分流。HPV检测在检测 HPV 感染方面具有非常高的灵敏度，但对于是否可能诱发宫颈癌的特异性却很低。女性的 HPV 检测结果可能呈阳性，但可能只是临时性感染，没有发展成癌症的风险。由于细胞学检测本身的局限性，后续的细胞学检测可能会发现异常，也可能不会发现异常。
“鉴于宫颈细胞早在形态变化出现之前就能显示出癌前病变的生化迹象，因此开发能够检测这些早期生化变化的方法可能会改变宫颈癌的防治工作。 ”
为了找到更可靠的癌前病变检测方法，Lyng 教授和团队开始考虑基于光学光谱的技术。
"在英国达雷斯伯里实验室从事博士后研究期间，我一直在研究共聚焦荧光成像，但我的同事Mark Tobin博士正在研究利用同步辐射红外光谱进行癌症诊断。因此当我来到都柏林的现工作单位时，我兴奋地发现他们拥有一台 HORIBA 拉曼光谱仪—这是爱尔兰在 2000 年仅有的一台显微拉曼。正是从那时起，我开始对光谱学进行癌症诊断产生了浓厚的兴趣，于是我们和我的同事 Hugh Byrne教授一起，开始研究拉曼方法的功能。"
通过与都柏林国家妇产医院的 Peter Kelehan 博士合作，Lyng 教授和团队获得了临床宫颈组织样本，并发现了激动人心的结果。
“通过拉曼光谱对组织进行探测，可以确定细胞的生物分子指纹，该技术非常适合用于识别癌前病变相关的微小变化。”
由于与库姆贝妇婴大学医院的 John O'Leary 教授和 Cara Martin 博士合作，我们很快将研究从组织样本转向用于筛查的临床细胞学样本。
图 1：细胞的生化信息指纹光谱，中间谱图显示了细胞的拉曼光谱以及 DNA 和 RNA（核酸）、磷脂酰肌醇（磷脂）和肌动蛋白（蛋白质）的光谱。
"方法开发需要大量的工作，我们花了很长时间来优化处理样本。在光谱学应用中，大多数人都使用氟化钙或其他特殊基底来装载样本，以优化条件，但这并不是我们的选择，因为这意味着要打乱整个临床工作流程。如果你想在临床环境中轻松采用某样东西，它就需要直接适应当前的工作流程。因此我们坚持使用玻璃载玻片，尽管这会带来一些麻烦。“
"我们遇到的一个主要问题是样本中的微量血液污染。我们希望使用玻璃载玻片，因为它是目前临床工作流程中常用的，而且比其他专业材料便宜得多，但这限制了我们可以使用的激发波长。大多数人使用 785 nm波长进行拉曼光谱分析，这个波长对玻璃没有好处，因它会产生大量荧光干扰。因此，我们将目光转向可见光波段，也就是532 nm的绿光。然而在这个波长下，血红蛋白会产生非常强的共振拉曼信号，同样会严重干扰结果。经过不懈努力和反复试验，我们终于找到了一种成功的方法。“
Lyng 教授开发的检测方法精妙之处在于其简单性和非破坏性，该成果发表在 Nature Protocols [1] 期刊上。这使得拉曼检测可以作为一个附加方法增加到当前宫颈癌筛查工作流程中，而不是取而代之。
“我们的方法只需非常少的样品预处理，对样品的破坏很小。由于拉曼光谱是非破坏性的，因此我们还可以对样本进行其它分析。例如，后续可以对样本进行染色做细胞学检查，或用于分子生物标记物分析。这样，我们的方法就可以在现有检测项目的基础上进行，而无需额外取样。 ”
在成功开发出拉曼方法后，Lyng 教授团队最近与库姆贝妇婴大学医院合作，在爱尔兰卫生研究委员会的资助下开展了一项大规模临床实用性研究[2]。
"2022年，我们发表了拉曼光谱与宫颈癌前病变的临床实用性研究报告，对662人的样本进行了分析。这是迄今为止拉曼光谱检测宫颈癌前病变的一次大规模试验，我们对结果非常满意。一组独立的盲测样本【阴性样本和宫颈上皮内瘤变（CIN）样本的混合物】验证了分类准确率为 91.3%"。
图 2：拉曼光谱和主成分分析图显示宫颈表层细胞（蓝色）、中间层细胞（绿色）和副基底层细胞（红色）之间的区别。
都柏林科技大学在原有的 HORIBA LabRAM 显微拉曼基础上，增加了两台 LabRAM HR800 显微拉曼系统，又于2009 年增加了两台 HORIBA XploRA™ 高性能全自动拉曼光谱仪。从那时起，XploRA 在 Lyng 教授的研究工作中一直扮演着关键角色，也是整个拉曼技术用于开发宫颈癌前病变检测的主要设备。
"XploRA 为我们开发检测方法提供了巨大帮助。这是一台可以在医院实验室使用的仪器，与我们的老式显微拉曼系统不同，它可以直接安装在工作台上，非专业人员也可以直接操作。在我们的项目中，有许多来自不同背景的研究人员，我们能够让他们迅速掌握使用方法，充满自信地操作XploRA。 XploRA 是主力仪器--今年是我们使用 XploRA 系统的第 15 个年头，但它们依然保持着强劲的性能，为我们的研究提供所需的可靠数据。 ”Lyng 教授表示。
由于宫颈癌筛查项目中越来越多地使用 HPV 检测，Lyng 教授和她的团队一直在研究使用拉曼光谱增强 HPV 检测能力的可能性，实现对筛查中 HPV 呈现阳性的样本进行进一步区分。他们提出，拉曼可以作为一种分流检测方法，用于区分临时性感染和转化性 HPV 感染。初步工作已经发表[3]，对于尚未实现的临床需求，该研究工作显示出良好的区分结果。
“虽然直到近些年，细胞学检查仍然是我们非常重视的检查手段，但在过去几年里，宫颈癌筛查的方式确实发生了变化。现在的主要检查方式是 HPV 检测，因此我们需要与时俱进。我们的试点研究发现，拉曼光谱能够将转化型 HPV 感染与临时性感染进行分类，灵敏度为85%，特异性为 92%，这确实令人鼓舞。更可靠的 HPV 分流诊断可以让感染高风险持续性 HPV 的患者立即接受治疗，而感染低风险短暂性 HPV 的患者则可以避免不必要的过度治疗。”
除了在增强 HPV 分诊方面的工作外，Lyng 教授还对拉曼光谱用于检测宫颈癌之外的其它癌前病变很感兴趣。
“我对使用拉曼光谱检测其他类型的癌前病变也很感兴趣。目前我们已经完成了肺部和甲状腺样本的检测工作，而我们对口腔癌前病变领域的工作尤为感兴趣。口腔样本是理想的样本，因为采集是微创的--只需张开嘴巴，用刷子采集细胞，然后用处理宫颈癌样本的方法处理它们。”
“我们与都柏林牙科大学医院的初步研究发现，拉曼光谱可以区分不同等级的口腔癌前病变或口腔发育不良，效果非常好[4]。今年，我们启动了一个由爱尔兰科学基金会资助的新项目，研究是否可以利用拉曼光谱和微创方式采集唾液及细胞样本用于更有效的口腔潜在恶性病变的管理监测。对于我们正在进行的所有癌前病变检测研究， XploRA 拉曼光谱仪将继续发挥重大价值。”
如您有任何疑问，请在此留下详细需求信息，我们将竭诚为您服务。
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