急性白血病是指原始的造血细胞,尤其是白细胞以克隆、不受控制和自主的方式遭受恶性转化,并伴随它们的功能、形态和成熟顺序上的改变而引起的一种恶性肿瘤。常按形态分为髓细胞和淋巴细胞白血病两大类。白血病的诊断基于一系列测试,从血细胞计数筛查开 始,能够评估血细胞,然后进行更具侵入性的脊髓造影检查,分析相关的血管内细胞。
拉曼光谱能够识别与病理状况相关的生物组织和液体的生化变化,诊断血清中的阿尔茨海默症以及体外定量人体血液和血清成分等。拉曼效应是基于可极化分子对入射激光的非弹
性散射,有着提供不同材料的振动能级的详细信息的强大能力。通过拉曼光谱技术鉴定正常和白血病细胞,鉴别了间充质干细胞和软骨细胞的不同光谱特征。
四种急性白血病细胞平均拉曼光谱的外形比较
从4类细胞拉曼光谱结果中随机抽取40张特征光谱(每类10张),构成四组数据资料。对样本数据分析应用有监督主成分分析(PCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)展开详细分析比照。运用有监督的 PCA 和 PLS-DA 方 法可以很好地甄别jurkat,THP-1,kG-1α和 NB4细胞的光谱数据。PLS-DA 模 型 质 量 参 数 R2 X=0.434,R2 Y=0.863,Q2=0.693,模型质量参数表示该模型归纳了第一、第二两种主成分整体信息的 43.4%,概 括 了 因 变 量 86.3% 的 变 异信息,预 估 精 确 度 为 69.3%。PCA 模 型 质 量 参 数 R2X=0.589,Q2=0.274。PLS-DA比 PCA 更好地捕捉了光谱中的
差异信息,样本之间的区分度更好,分群效果更加显著。
四种急性白血病细胞两两组合聚类拉曼光谱法分析结果
运用前文所述方法从4类细胞拉曼光谱结果中随机抽取40张特征光谱(每类10张),组合而成四组数据资料。由图9、图10可知,PCA 模型下特征光谱聚类分析存在偏差,部分分组中两类细胞被区分为两类以上结果。相比之下,PLS-DA 模型下聚类分析能很好地将四种细胞特征光谱两两区分,准确度可达100%。
外周血白细胞分析是血液系统疾病诊断检查中的关键步骤,并且通常需要分子标记。只有详细的表型分析才能识别细胞的特定病理阶段,如白血病。细胞的固定和化学染色对于提供对细胞生化特性的更深入了解是必要的,然而,这种标记方法不允许科研人员研究其生理 生化状态下的细胞行为。拉曼光谱技术以其非标记无损检测的优势,弥补了流式细胞术、免疫组化、细胞遗传学和分子生物学对白血病细胞分析方法的不足,提供了一种操作简便、价格低廉的白血病细胞生物学信息的表征方式。
综上,显微拉曼光谱技术与 PCA、PLS-DA 和聚类分析等特征光谱分析方法紧密结合,可以科学检测四种急性白血病细胞内生物大分子结构、组分及含量的差异,并可以以这些差别为依据鉴别不同类型的急性白血病,具有深远的科研和临床意义。