تنها با يک سي سي خون
نويسنده:پونه شيرازي
منبع:روزنامه جام جم
منبع:روزنامه جام جم
چندي پيش به عنوان جالبي در ستون خبرهاي علمي برخورديم. تشخيص سريع سرطان با آزمايش يک سي سي خون!
اصل خبر آن است که پژوهشگران دانشگاه بين المللي امام خميني قزوين موفق شده اند تا به روش نويني براي تشخيص سريع نوعي از سرطان پوست دست يابند. در اين روش با استفاده از حداقل يک سي سي خون و پس از آناليز خون به روش ميکرواسپکتروسکوپي ،سالم يا ناسالم بودن خون مشخص مي شود. به اين بهانه با دکتر محمدرضا خانمحمدي ، عضو هيات علمي دانشگاه بين المللي امام خميني ره به گفتگو نشسته ايم.
در کل 3 نوع عمده سرطان پوست وجود دارد که نادرترين آنها خطرناک ترينشان است. تشخيص اوليه و سريع مي تواند از عوارض بسيار خطرناک سرطان هاي پوست جلوگيري کند. معاينات منظم و ساده مي تواند در اين راه بسيار موثر باشد؛ چون اگر سرطان هاي پوست در مراحل اوليه تشخيص داده شوند تقريبا صددرصد قابل درمان هستند. دقيق ترين راه تشخيص سرطان پوست ، بيوپسي يا نمونه برداري از بافت مورد نظر است. با بيوپسي ها که عمدتا با تيغ جراحي و تحت بي حسي موضعي صورت مي گيرد مي تواند به طور دقيق نوع و شدت بدخيمي تومور را تشخيص داد. معاينات منظم ساده بويژه در افرادي که سابقه ابتلا به سرطان پوست را دارند، مي تواند پزشک را به احتمال آغاز يک تومور پوستي مشکوک کند. در اين صورت با انجام بيوپسي معمولا تشخيص قطعي و درمان آغاز مي شود. مطالعات اخير درخصوص روشهاي پيشرفته هيستولوژي و سيتولوژي نتايج شايان توجهي به دست داده است. ليکن پژوهش در جهت تشخيص بموقع سرطان براي درمان آن از اهميت ويژه اي برخوردار است.
البته ذکر اين نکته ضروري است که روشهاي مبتني بر پاتولوژي از دقت و صحت بسيار مطلوبي برخوردارند و در حال حاضر به عنوان استاندارد طلايي در بررسي و تشخيص سرطان به کار مي روند. روش نمونه گيري خون براساس اين اصل که تعامل بين بافت و محيط مجاور آن (خون ، لنف و...) يک تعامل مستقيم است و تغيير در سيستم بيوشيميايي يک بافت تاثير مستقيمي روي ساختار مجاور آن دارد طراحي شده است. خون نسبت به بافت يک محيط همگن است که تهيه نمونه آن بسيار ساده تر از بافت است. بويژه اگر بافت مورد مطالعه از اعضاي دروني بدن باشد. عدم نياز به مراحل آماده سازي دشوار و زمان بر در مطالعه خون ، ارزش متدهاي بر پايه آناليز خون را دوچندان مي سازد.
مطالعات تيم تحقيقاتي ما از سال 2001 نشان مي دهد شاخص ترين پيامهاي مربوط به گونه هاي بيوشيميايي موجود در سيستم بدن انسان در ناحيه cm - l2000 - 900 بروز مي کنند. در ميان پيامهاي مختلف مربوط به ترکيبات بيولوژيکي موجود در بدن ، مطالعات طيف سنجي نشان داده است که طي فرآيند سرطاني شدن يک بافت تغييرات فراواني در جذب مربوط به پيامهاي آميد I و II ترکيبات پروتئيني رخ مي دهد.
بنابراين در پژوهش هاي تيم تحقيقاتي ما نيز تمرکز روي مطالعه تغييرات پيامهاي مربوط به آميدها قرار گرفت. مشاهده شد که در نمونه هاي خون افراد مبتلا به سرطان شدت اين پيامها در مقايسه با افراد سالم متفاوت است. بنابراين با اين مشاهدات فرآيند تدوين يک روش علمي براي تفکيک نمونه هاي سالم از سرطاني آغاز شد.
نورخورشيد عامل ايجاد سرطان پوست بيشتر افراد مبتلا به سرطان پوست بيش از 50 سال سن دارند. کودکاني که در معرض تابش بيش از حد نور خورشيد قرار مي گيرند، بيشتر در خطر ابتلا به سرطان پوست هستند.در برخي نژادها مثل نژاد سفيد، ابتلا به برخي انواع سرطان پوست بيشتر گزارش شده است. البته برخي عوامل ژنتيک و ارثي هم در احتمال ابتلا به سرطان پوست مثل ساير سرطان ها موثر هستند. در عين حال احتمال ابتلا به سرطان پوست با توجه به تخريب وسيع لايه ازن در اطراف کره زمين به شکل چشمگيري افزايش يافته است
بيشتر مطالعات اسپکتروسکوپي انجام شده در زمينه بررسي بافتهاست و صرفا پس از مشاهده اختلاف در شدت جذب پيامها در نمونه هاي سالم و سرطاني ، پايان پذيرفته است. تيم تحقيقاتي ما براي اعتباردهي روش مطالعاتي خود تلاش کرد تا با بهره گيري از روشهاي کمومتريکس که عبارت است از کاربري تکنيک هاي پيشرفته آماري در حصول صحت و دقت در انجام آناليزهاي مختلف (در اينجا تفکيک نمونه هاي سالم از سرطاني) به نتايج قابل اطمينان ، با صحت و دقت مناسب دست يابد. ضمن اين که پيشگويي نمونه هاي مجهول نيز براساس نرم افزارهاي مجهز به اين تکنيک ها انجام مي پذيرد.
همان طور که اشاره شد، روش اسپکتروسکوپي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) با کمک ميکروسکوپ مادون قرمز و استفاده از تکنيک بازتابش کلي پخش شده (ATR) براي ايجاد امکان مطالعه کمي پيامها به کار گرفته شد. براي طيف گيري از نمونه هاي خون کمتر از 2 دقيقه زمان مورد نياز است. در روش کمومتريکس رايانه اي براي هر پيام در هر ناحيه موجي ، براساس شدت ، کيفيت و اثر نهايي آن در شکل گيري پيام کلي ، فاکتور ضريبي در نظر گرفته مي شود. سپس پيام گونه مجهول براساس فاکتور پيام مشابه خود در نمونه هاي استاندارد سنجيده شده و در يک طبقه قرار مي گيرد. در اين طرح 2 طبقه کلي: 1- سالم و 2- سرطاني در نظر گرفته مي شود که تلاش مي شود نمونه هاي هر طبقه تا حد ممکن به هم نزديک و فاصله دو طبقه از يکديگر ماکزيمم باشد. اين فاصله ، پارامتري آماري است که نزديک بودن نمونه هاي يک طبقه به يکديگر معياري از توانمندي روش در يکسان ديدن گونه هاي مشابه است (دقت روش) و دور بودن دو طبقه از يکديگر نيز معياري از توانمندي روش در جداسازي گونه هاي متفاوت (صحت روش ) است.
فرآيند متاستاز موجب ورود اين عوامل سرطاني به درون خون و انتقال آن به ديگر نواحي بدن مي شود. بنابراين امکان مطالعه دقيق بالاتر مي رود. سپس با توجه به اين که در BCC احتمال متاستاز تا حدود 0.5 درصد کاهش مي يابد، اين نوع سرطان انتخاب شد تا خطاي احتمالي روش و معايب آن مشخص شود. مطالعات اخير نشان مي دهد که همانند ديگر سرطان ها کيفيت اجزاي بيوشيميايي از نوع پروتئين و نوکلئيک اسيدها طي بروز و پيشرفت BCC تغيير مي يابد.
از سوي ديگر، با توجه به تعامل مستقيم بافتهاي بدن با جريان خون و احتمال بروز اين تغييرات در بافت خون ، با وجود عدم استفاده از احتمال بروز متاستاز، امکان طبقه بندي نمونه ها فراهم شد. همان طور که قبلا ذکر شد فاز مقدماتي اين طرح در سال 2000 آغاز شد و زماني که تيم ما در حال جمع بندي داده اي حاصل از روش براي ارسال مقالات به ژورنال هاي معتبر بين المللي بود، مطالعات و بررسي از طريق سايتهاي اينترني نشان داد که از حدود 1.5 سال پيش ، طرحهايي آغاز شده است که در آنها تلاش مي شود با کمک مطالعه خون ، BCC شناسايي شود.
اميد مي رود نتايج اين طرح که در حال حاضر در فاز نهايي است به انتشار حداقل 3 مقاله علمي پژوهشي در ژورنال هاي بين المللي نمايه شده ISI منجر شود.
اصل خبر آن است که پژوهشگران دانشگاه بين المللي امام خميني قزوين موفق شده اند تا به روش نويني براي تشخيص سريع نوعي از سرطان پوست دست يابند. در اين روش با استفاده از حداقل يک سي سي خون و پس از آناليز خون به روش ميکرواسپکتروسکوپي ،سالم يا ناسالم بودن خون مشخص مي شود. به اين بهانه با دکتر محمدرضا خانمحمدي ، عضو هيات علمي دانشگاه بين المللي امام خميني ره به گفتگو نشسته ايم.
اصولا سرطان پوست به چند دسته تقسيم مي شوند و شيوه هاي تشخيص کدامند؟
سرطان سلولهاي بنياني (BASAL CELL CARCINOMA) شايع ترين نوع سرطان پوست به شمار مي آيد و در مقايسه با ديگر اشکال سلولهاي سرطاني پوست خطر کمتري دارد. سرطان سلولهاي بنياني که در پايه اپيدرم (لايه خارجي پوست) قرار دارند، سرعت رشد کم و آرام دارد و بندرت گسترش مي يابند. سبب شناسي سرطان سلولهاي بنياني پوست عبارت است از: در معرض تابش نور شديد آفتاب قرار گرفتن بدن ازجمله صورت ، گوشها، گردن ، سر، شانه ها و پشت ، تماس با مواد شيميايي مانند آرسنيک و مواد راديو اکتيو، جراحت هاي باز، سوختگي ، خالکوبي و واکنش هاي حساسيتي به واکسن. امروزه روشهاي متعددي براي بررسي بافت پوست و تشخيص احتمال سرطان در آن وجود دارد. شاخص ترين روش تشخيص ، مبتني بر بررسي هاي پاتولوژيکي است.در کل 3 نوع عمده سرطان پوست وجود دارد که نادرترين آنها خطرناک ترينشان است. تشخيص اوليه و سريع مي تواند از عوارض بسيار خطرناک سرطان هاي پوست جلوگيري کند. معاينات منظم و ساده مي تواند در اين راه بسيار موثر باشد؛ چون اگر سرطان هاي پوست در مراحل اوليه تشخيص داده شوند تقريبا صددرصد قابل درمان هستند. دقيق ترين راه تشخيص سرطان پوست ، بيوپسي يا نمونه برداري از بافت مورد نظر است. با بيوپسي ها که عمدتا با تيغ جراحي و تحت بي حسي موضعي صورت مي گيرد مي تواند به طور دقيق نوع و شدت بدخيمي تومور را تشخيص داد. معاينات منظم ساده بويژه در افرادي که سابقه ابتلا به سرطان پوست را دارند، مي تواند پزشک را به احتمال آغاز يک تومور پوستي مشکوک کند. در اين صورت با انجام بيوپسي معمولا تشخيص قطعي و درمان آغاز مي شود. مطالعات اخير درخصوص روشهاي پيشرفته هيستولوژي و سيتولوژي نتايج شايان توجهي به دست داده است. ليکن پژوهش در جهت تشخيص بموقع سرطان براي درمان آن از اهميت ويژه اي برخوردار است.
از ميان اين روشها نمونه گيري و طبقه بندي خون افراد چه مزيتهايي دارد؟
مطالعه براساس نمونه گيري خون موجب تسريع در زمان آماده سازي نمونه مي شود. در روشهاي پاتولوژيکي معمولا نمونه بافت پس از تهيه مي بايد مسيري نسبتا طولاني را براي تثبيت ، ضدعفوني سازي و رنگ آميزي طي کند. در روشهاي مبتني بر پاتولوژي بايد نمونه بافت پس از رنگ آميزي و تثبيت براساس روش مطالعه ميکروسکوپي بررسي شود تا احتمال بروز سرطان مشخص گردد. ليکن برخي مواقع مشاهدات ميکروسکوپي از کيفيت لازم براي قضاوت درخصوص سالم يا سرطاني بودن بافت برخوردار نيست. از سوي ديگر، احتمال بروز آسيب به بافت حين مراحل آماده سازي از معايب روشهاي رايج است. بنابراين ، صرف زمان طولاني براي تهيه نمونه بافت که حتي در برخي مواقع موجب گسترش پارامترهاي سرطاني در سطح بافت مورد مطالعه يا بافتهاي مجاور آن مي شود، ضرورت بررسي و مطالعه درخصوص روشي که علاوه بر کاهش مخاطرات ناشي از نمونه برداري بافت ، از صحت و دقت لازم درخصوص تشخيص نمونه هاي سالم و سرطاني و تفکيک اين دو نوع از يکديگر برخوردار باشد، بسيار حايزاهميت است.البته ذکر اين نکته ضروري است که روشهاي مبتني بر پاتولوژي از دقت و صحت بسيار مطلوبي برخوردارند و در حال حاضر به عنوان استاندارد طلايي در بررسي و تشخيص سرطان به کار مي روند. روش نمونه گيري خون براساس اين اصل که تعامل بين بافت و محيط مجاور آن (خون ، لنف و...) يک تعامل مستقيم است و تغيير در سيستم بيوشيميايي يک بافت تاثير مستقيمي روي ساختار مجاور آن دارد طراحي شده است. خون نسبت به بافت يک محيط همگن است که تهيه نمونه آن بسيار ساده تر از بافت است. بويژه اگر بافت مورد مطالعه از اعضاي دروني بدن باشد. عدم نياز به مراحل آماده سازي دشوار و زمان بر در مطالعه خون ، ارزش متدهاي بر پايه آناليز خون را دوچندان مي سازد.
تست تشخيص سرطان از طريق خون بر چه اساسي است و طي چه مراحلي و چگونه به شناسايي بيماري فرد کمک مي کند؟
در تشخيص سرطان براساس مطالعه نمونه هاي خون ، ابتدا حدود 1 - 2 ميلي ليتر از فرد نمونه گيري مي شود. براساس اهميت جلوگيري از انعقاد نمونه ها از EDTA استفاده مي شود. يکي از روشهاي مطالعاتي بسيار مرسوم در آزمايشگاه هاي شيمي تجزيه ، طيف سنجي مادون قرمز است. اين نوع طيف سنجي براساس جذب امواج در ناحيه مادون قرمز مياني (cm - l4000 - 400) از سوي گروههاي عاملي موجود در نمونه ، طيفي به دست مي دهد که به دليل جذب اختصاصي گروههاي عاملي مختلف در نواحي موجي خاص به صورت اثر انگشتي قابليت شناسايي گونه مورد مطالعه را فراهم مي کند.مطالعات تيم تحقيقاتي ما از سال 2001 نشان مي دهد شاخص ترين پيامهاي مربوط به گونه هاي بيوشيميايي موجود در سيستم بدن انسان در ناحيه cm - l2000 - 900 بروز مي کنند. در ميان پيامهاي مختلف مربوط به ترکيبات بيولوژيکي موجود در بدن ، مطالعات طيف سنجي نشان داده است که طي فرآيند سرطاني شدن يک بافت تغييرات فراواني در جذب مربوط به پيامهاي آميد I و II ترکيبات پروتئيني رخ مي دهد.
بنابراين در پژوهش هاي تيم تحقيقاتي ما نيز تمرکز روي مطالعه تغييرات پيامهاي مربوط به آميدها قرار گرفت. مشاهده شد که در نمونه هاي خون افراد مبتلا به سرطان شدت اين پيامها در مقايسه با افراد سالم متفاوت است. بنابراين با اين مشاهدات فرآيند تدوين يک روش علمي براي تفکيک نمونه هاي سالم از سرطاني آغاز شد.
نورخورشيد عامل ايجاد سرطان پوست بيشتر افراد مبتلا به سرطان پوست بيش از 50 سال سن دارند. کودکاني که در معرض تابش بيش از حد نور خورشيد قرار مي گيرند، بيشتر در خطر ابتلا به سرطان پوست هستند.در برخي نژادها مثل نژاد سفيد، ابتلا به برخي انواع سرطان پوست بيشتر گزارش شده است. البته برخي عوامل ژنتيک و ارثي هم در احتمال ابتلا به سرطان پوست مثل ساير سرطان ها موثر هستند. در عين حال احتمال ابتلا به سرطان پوست با توجه به تخريب وسيع لايه ازن در اطراف کره زمين به شکل چشمگيري افزايش يافته است
بيشتر مطالعات اسپکتروسکوپي انجام شده در زمينه بررسي بافتهاست و صرفا پس از مشاهده اختلاف در شدت جذب پيامها در نمونه هاي سالم و سرطاني ، پايان پذيرفته است. تيم تحقيقاتي ما براي اعتباردهي روش مطالعاتي خود تلاش کرد تا با بهره گيري از روشهاي کمومتريکس که عبارت است از کاربري تکنيک هاي پيشرفته آماري در حصول صحت و دقت در انجام آناليزهاي مختلف (در اينجا تفکيک نمونه هاي سالم از سرطاني) به نتايج قابل اطمينان ، با صحت و دقت مناسب دست يابد. ضمن اين که پيشگويي نمونه هاي مجهول نيز براساس نرم افزارهاي مجهز به اين تکنيک ها انجام مي پذيرد.
همان طور که اشاره شد، روش اسپکتروسکوپي مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR) با کمک ميکروسکوپ مادون قرمز و استفاده از تکنيک بازتابش کلي پخش شده (ATR) براي ايجاد امکان مطالعه کمي پيامها به کار گرفته شد. براي طيف گيري از نمونه هاي خون کمتر از 2 دقيقه زمان مورد نياز است. در روش کمومتريکس رايانه اي براي هر پيام در هر ناحيه موجي ، براساس شدت ، کيفيت و اثر نهايي آن در شکل گيري پيام کلي ، فاکتور ضريبي در نظر گرفته مي شود. سپس پيام گونه مجهول براساس فاکتور پيام مشابه خود در نمونه هاي استاندارد سنجيده شده و در يک طبقه قرار مي گيرد. در اين طرح 2 طبقه کلي: 1- سالم و 2- سرطاني در نظر گرفته مي شود که تلاش مي شود نمونه هاي هر طبقه تا حد ممکن به هم نزديک و فاصله دو طبقه از يکديگر ماکزيمم باشد. اين فاصله ، پارامتري آماري است که نزديک بودن نمونه هاي يک طبقه به يکديگر معياري از توانمندي روش در يکسان ديدن گونه هاي مشابه است (دقت روش) و دور بودن دو طبقه از يکديگر نيز معياري از توانمندي روش در جداسازي گونه هاي متفاوت (صحت روش ) است.
آزمايش مورد بحث در چه مرحله از بيماري قادر به شناسايي فرد بيمار است؟
نمونه هاي مورد استفاده در تدوين مدل کاليبراسيون و نمونه هاي مجهول مورد استفاده در مرحله پيشگويي ، از مراحل مختلف بيماري انتخاب شده بودند و تفکيکي از نظر مرحله پيشرفت بيماري صورت نگرفت. يکي از گامهاي بعدي تيم تحقيقاتي ما در مطالعه نمونه هاي خون براي تشخيص سرطان ، امکان طبقه بندي نمونه ها براساس مرحله پيشرفت بيماري و مطالعه اثر جنسيت و سن افراد در نتايج بررسي نمونه هاي خون آنها خواهد بود. صحت داده هاي حاصل در تشخيص خون افراد سالم يا سرطاني بالغ بر 97 درصد، خطاي ناشي از پيشگويي کمتر از 0.004 درصد است. حساسيت روش و گزينش پذيري آن هم به ترتيب 94.4 درصد و 100 درصد بوده است.چرا از اين نوع شيوه صرفا براي تشخيص نوعي از سرطان پوست استفاده مي شود؟ آيا اين بافت خوني در اين نوع بيماري بيشتر دستخوش تغيير مي شود؟
اين روش ابتدا براي مطالعه کلي نمونه هاي خون افراد سالم و سرطاني به کار گرفته شد. تکينيک کمومتريکس مورد استفاده در آن آناليز تفکيک خطي (LDA) بود که موفق شد با دقت بالغ بر 90 درصد نمونه هاي سالم را از سرطاني تشخيص دهد. نکته حايزاهميت اين است که در تمام اعضاي مورد استفاده در اين پژوهش فرآيندي شايع به نام متاستاز که عبارت است از گردش سيستم سرطان (سلول يا اجزاي آن) از طريق محيطهاي ديگري مثل خون يا لنف رخ مي دهد.فرآيند متاستاز موجب ورود اين عوامل سرطاني به درون خون و انتقال آن به ديگر نواحي بدن مي شود. بنابراين امکان مطالعه دقيق بالاتر مي رود. سپس با توجه به اين که در BCC احتمال متاستاز تا حدود 0.5 درصد کاهش مي يابد، اين نوع سرطان انتخاب شد تا خطاي احتمالي روش و معايب آن مشخص شود. مطالعات اخير نشان مي دهد که همانند ديگر سرطان ها کيفيت اجزاي بيوشيميايي از نوع پروتئين و نوکلئيک اسيدها طي بروز و پيشرفت BCC تغيير مي يابد.
از سوي ديگر، با توجه به تعامل مستقيم بافتهاي بدن با جريان خون و احتمال بروز اين تغييرات در بافت خون ، با وجود عدم استفاده از احتمال بروز متاستاز، امکان طبقه بندي نمونه ها فراهم شد. همان طور که قبلا ذکر شد فاز مقدماتي اين طرح در سال 2000 آغاز شد و زماني که تيم ما در حال جمع بندي داده اي حاصل از روش براي ارسال مقالات به ژورنال هاي معتبر بين المللي بود، مطالعات و بررسي از طريق سايتهاي اينترني نشان داد که از حدود 1.5 سال پيش ، طرحهايي آغاز شده است که در آنها تلاش مي شود با کمک مطالعه خون ، BCC شناسايي شود.
اين روش در مقايسه با روش پاتولوژي چه برتري هايي دارد؟
کاهش زمان نمونه برداري ، سهولت نمونه گيري ، نياز نداشتن به روشهاي جراحي ، حذف مخاطرات ناشي از تکه برداري بافت ، سرعت آماده سازي نمونه توام با داده اي با صحت و دقت بالا.آيا طرح شما در ژورنالهاي معتبر بين المللي نيز به چاپ رسيده است؟
همان طور که اشاره شد، اولين طرح تحقيقاتي ، مطالعه نمونه هاي خون از طيف گسترده اي از سرطان ها بود که مقاله اي از آن در ژورنال Cancer Investigation در شماره 6 سال 2007 منتشر مي شود. فاز بعدي مطالعه خون افراد سالم و مبتلا به BCC بود که در Journal of Cancer Research & Clinical Oncology به عنوان: Original Article (1007/s00432-007-0286-x و DOI (10در 17 جولاي 2007 منتشر شده است. طرحي درخصوص مطالعه سينتيکي تغييرات خون در حين سرطان سينه انجام شده است که مقاله اي از آن در (Technology for Cancer Research and Treatment) TCRT درحال بررسي است. همچنين مطالعه بافتهاي اعضاي مختلف بدن با استفاده از اسپکتروسکوپي ATR-FTIR انجام شده است که تمرکز روي بافت اعضاي دستگاه گوارش (مري ، معدن و کولون) مي باشد.اميد مي رود نتايج اين طرح که در حال حاضر در فاز نهايي است به انتشار حداقل 3 مقاله علمي پژوهشي در ژورنال هاي بين المللي نمايه شده ISI منجر شود.