無(wú)創(chuàng)紅外診斷:原始創(chuàng)新亟待扶持

當(dāng)代紅外光譜技術(shù)的發(fā)展已成為了對(duì)化合物進(jìn)行定性分析、結(jié)構(gòu)測(cè)定以及定量分析的有力手段，在與其他多種測(cè)試手段聯(lián)合衍生出許多新的分子光譜領(lǐng)域。但在沒(méi)有合適的文獻(xiàn)資料可參考的情況下，把該技術(shù)應(yīng)用于腫瘤及其他相關(guān)疾病診斷，是一件十分艱難而又系統(tǒng)的工作。北京大學(xué)化學(xué)院吳瑾光、徐怡莊課題組長(zhǎng)期從事該領(lǐng)域研究，取得了一系列的原創(chuàng)性科研成果。

吳瑾光作為國(guó)家號(hào)召“向科學(xué)進(jìn)軍”后北京大學(xué)化學(xué)系畢業(yè)而被推薦的第一批博士生，后隨導(dǎo)師徐光憲院士調(diào)至原子能系;吳在全民辦原子能參加土法煉鈾時(shí)曾因在實(shí)驗(yàn)中手被割破濃鈾進(jìn)入血液而中毒，身體長(zhǎng)期以來(lái)由于造血功能受損相當(dāng)羸弱。但在家人關(guān)愛(ài)及愛(ài)人徐端夫院士的支持下，踏實(shí)肯干的吳長(zhǎng)年執(zhí)著于科研工作，特別是為紅外光譜的研究，打下了扎實(shí)科研基礎(chǔ)。

潛心研究打基礎(chǔ)

創(chuàng)新性研究的突破性進(jìn)展源于長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究的科學(xué)積累。1974年從工作了三年的無(wú)線(xiàn)電系被調(diào)回化學(xué)系分析站的吳瑾光因感興趣而主動(dòng)選擇管理紅外光譜儀。當(dāng)時(shí)的分析站面向社會(huì)，為其他科研和工業(yè)生產(chǎn)單位提供技術(shù)支持，很多有技術(shù)疑難的單位經(jīng)常到北大尋求幫助。

75年前后，公路研究所試圖由炒瀝青鋪路改為先進(jìn)的乳化瀝青;不用加熱又省原料的常溫鋪路。由展覽會(huì)得到了國(guó)外的兩個(gè)黑白溶液樣品，想要解析乳化瀝青的成份與原理。公路所找了很多單位，都無(wú)法解決。后來(lái)就找到了吳這兒來(lái)。她欣然接受了這項(xiàng)任務(wù)，回家后和徐端夫一起討論研究方案。她先查了文獻(xiàn)研究了國(guó)際動(dòng)態(tài)，然后用自已做的色譜柱去分離，接著用紅外光譜檢測(cè)，再研究了表面活性劑的紅外圖譜，終于解決了這個(gè)問(wèn)題。最后，便和公路所的研究人員確定了乳化瀝青的制造方案，在大連建產(chǎn)生產(chǎn)適用我國(guó)的表面活性劑，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，在5個(gè)省進(jìn)行了乳化瀝青實(shí)驗(yàn)鋪路。后該成果發(fā)展成國(guó)家大項(xiàng)目。

幾乎同時(shí)，北醫(yī)三院的周孝思主任來(lái)找北大化學(xué)系解決膽結(jié)石問(wèn)題。膽石主要有膽固醇結(jié)石與色素型結(jié)石。色素結(jié)石難溶且食物脂肪低易患。此癥中國(guó)非常多，死亡率非常高，僅次于癌癥;歐美這種結(jié)石病人少見(jiàn)有關(guān)很少，不了解其成分與形成機(jī)理。后來(lái)，周主任就來(lái)找了吳瑾光教授。吳認(rèn)為紅外光譜有可能提供一條突破口，于是就接下來(lái)了這項(xiàng)科研任務(wù)。徐端夫院士也很感興趣并參加合作，他們應(yīng)用配位化學(xué)的方法把90%以上的成分提取了出來(lái)，并對(duì)結(jié)石主要成分進(jìn)行紅外研究和凝膠電泳鑒定。該成果后來(lái)在中華醫(yī)這會(huì)外科學(xué)會(huì)上做了報(bào)告，產(chǎn)生了很大的學(xué)術(shù)影響。在這工作的基礎(chǔ)上，該課題組又做了多年的結(jié)石研究，對(duì)結(jié)石成因提出新見(jiàn)解取得了一系列成果。在國(guó)內(nèi)多次得獎(jiǎng)并獲得美國(guó)優(yōu)秀科研獎(jiǎng)。

無(wú)創(chuàng)腫瘤診斷

后來(lái)，周醫(yī)生去美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)跟其內(nèi)科主任S教授進(jìn)修。周醫(yī)生向S教授介紹了與吳合作用紅外研究膽石的成果，S教授非常驚奇，他想做的工作中國(guó)竟已做成了，他是一位對(duì)紅外光譜有一定造詣的醫(yī)學(xué)博士。便邀請(qǐng)吳進(jìn)行合作研究。吳赴美進(jìn)行科研合作三個(gè)月，在國(guó)際會(huì)議上發(fā)表了幾篇論文。當(dāng)年年底，S教授就訪(fǎng)問(wèn)中國(guó)，要求與吳科研組建立長(zhǎng)期的合作。

90年代，當(dāng)腫瘤成為人類(lèi)社會(huì)共同關(guān)注的醫(yī)學(xué)難題。已有的各種診斷方法都滿(mǎn)足不了手術(shù)治療的需求，非常迫切需要發(fā)明一種更快捷，更有效的檢測(cè)新方法。于是，由吳瑾光教授牽頭，把研究方向發(fā)展至腫瘤研究。

因?yàn)榧t外光譜是分子結(jié)構(gòu)變化的靈敏探針，因此從分子結(jié)構(gòu)變化的角度入手，用紅外法研究細(xì)胞的分子結(jié)構(gòu)變化來(lái)檢測(cè)腫瘤。文獻(xiàn)常通用切片和勻漿法等破壞樣品方式制樣。他們突破常規(guī)的思維發(fā)展了一些新的檢測(cè)方法，從而做到了在不破壞樣品的前提下直接對(duì)腫瘤組織進(jìn)行檢測(cè)。并與醫(yī)院合作，首先對(duì)凍存腫瘤樣品進(jìn)行檢測(cè)，然后又設(shè)計(jì)改造了紅外光譜儀，使之穩(wěn)定可搬到了手術(shù)室外，對(duì)手術(shù)后新鮮腫瘤組織測(cè)定，建立了幾萬(wàn)張規(guī)模的紅外光譜圖庫(kù)，較為系統(tǒng)地研究了10多種腫瘤的光譜特征，觀察到良性和惡性腫瘤的差別規(guī)律性。并進(jìn)而用紅外光纖做原位在體腫瘤檢測(cè)。

在歸納比較總結(jié)這些實(shí)際數(shù)據(jù)的前提下，課題組從化學(xué)原理上反復(fù)論證紅外光譜檢測(cè)腫瘤的新方法的科學(xué)依據(jù)，并把檢測(cè)結(jié)果與金標(biāo)準(zhǔn)病理結(jié)果相比較，嚴(yán)格論證;證明了該方向的實(shí)用性與高效性。

2004年6月，由北京大學(xué)化學(xué)院吳瑾光教授聯(lián)合北醫(yī)三院、北大口腔醫(yī)院、中科院化學(xué)所徐端夫院士課題組、北京第二光學(xué)儀器廠(chǎng)和西安交大第一醫(yī)院等共同完成的“腫瘤臨床診斷的紅外光譜新方法”的科研項(xiàng)目的成果由北京市科委主持通過(guò)了鑒定。

該項(xiàng)目率先提出了一種可用于腫瘤診斷和臨床醫(yī)療應(yīng)用的紅外光譜腫瘤檢測(cè)的新方法，它可在3-5分鐘快速準(zhǔn)確地判斷腫瘤，實(shí)現(xiàn)了對(duì)腫瘤的在體、原位、實(shí)時(shí)檢測(cè)，可為外科醫(yī)生選擇手術(shù)方案提供快速診斷報(bào)告，對(duì)手術(shù)治療過(guò)程很有幫助。紅外檢測(cè)結(jié)果與病理診斷金一標(biāo)準(zhǔn)比較對(duì)照，兩者符合率達(dá)90%以上，該成果具有原創(chuàng)性并擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

三腺腫瘤診斷及現(xiàn)狀

在和醫(yī)院的合作中，口腔醫(yī)院提出了新的要求:由于腮腺部位神經(jīng)比較多，如手術(shù)中傷了神經(jīng)，可能使臉部變形，比較麻煩。希望能做到腮腺腫瘤的無(wú)創(chuàng)，預(yù)先診斷，以提供足夠的做手術(shù)方案的準(zhǔn)備時(shí)間。

在一次偶然的機(jī)會(huì)中，吳發(fā)現(xiàn)從腺體表面皮膚，用中紅外光纖光譜能準(zhǔn)確檢測(cè)出乳腺增生、良性腫塊和癌變等不同程度病變。后來(lái)試著把該技術(shù)轉(zhuǎn)移到腮腺的診斷，結(jié)果證明了從腮腺表面皮膚反映的光譜變化也完全能觀察到該腺體病變的情況。目前，這一新技術(shù)已能實(shí)現(xiàn)對(duì)腮腺、乳腺、甲狀腺三種腺體的診斷。這種無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛苦、快速、便捷的檢測(cè)方法具有比較明顯好的應(yīng)用前景。目前，課題組已申請(qǐng)并獲得了該技術(shù)的中國(guó)和美國(guó)專(zhuān)利。

該方法所用的中紅外光纖是其中的關(guān)鍵技術(shù)。原來(lái)使用的是美國(guó)Spectech出產(chǎn)的中紅外光纖，這種光纖價(jià)格昂貴，易損壞，并且該項(xiàng)公司已停產(chǎn)，而且國(guó)際上也找不到適用的中紅外光纖。課題組張?jiān)＝淌诮?jīng)過(guò)幾年的努力，現(xiàn)已研制成新的性能優(yōu)異的中紅外光纖，這種光纖耐用而不易損壞，且價(jià)格遠(yuǎn)比國(guó)外進(jìn)口光纖低，最近已經(jīng)在北大第三醫(yī)院投入臨床使用。至此，該課題組已經(jīng)完全掌握了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整套體表無(wú)創(chuàng)診斷三種重要腺體良惡腫瘤的技術(shù)。

近來(lái)，天壇醫(yī)院也來(lái)找吳瑾光、徐怡莊課題組，要求對(duì)腦瘤的診斷進(jìn)行合作。目前，這項(xiàng)研究的結(jié)果也日漸明朗，近期將發(fā)表相關(guān)論文。

據(jù)了解，這項(xiàng)集近百人智慧，共同參加的多學(xué)科交義的原創(chuàng)性成果。到目前為止，十七年來(lái)僅得到三個(gè)基金與一個(gè)973預(yù)研基金的縱向支持。如今，吳瑾光教授已經(jīng)退休了，徐怡莊老師接手課題組，在吳瑾光、張?jiān)?、翁?shī)甫等教授的協(xié)助下，在北京第二光學(xué)儀器廠(chǎng)及國(guó)內(nèi)一些三甲醫(yī)院的合作下，該課題組的科研平穩(wěn)的向前推進(jìn)。這項(xiàng)原創(chuàng)性成果得到了徐光憲院士等多位有識(shí)之士的關(guān)注，一直都與美國(guó)德州大學(xué)S教授合作發(fā)表了多篇論文。最近，哥倫比亞大學(xué)和哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院都提出了對(duì)該項(xiàng)目的合作意向。

我們呼吁國(guó)家相關(guān)部門(mén)加大對(duì)該項(xiàng)成果的關(guān)注扶持力度，避免再出現(xiàn)原創(chuàng)成果根在國(guó)內(nèi)，花落他家情況的重演。我們堅(jiān)信，只要有足夠的支持，在這個(gè)創(chuàng)新性團(tuán)隊(duì)的努力下，該成果一定能早日完善，成為定型的醫(yī)療專(zhuān)用紅外光譜儀器和紅外無(wú)創(chuàng)，快速檢測(cè)腫瘤的整套技術(shù)，為更多的患者造福。