子宫内膜癌（Endometrial Cancer, EC）作为全球女性第六大常见癌症，2020 年新发病例超 41.7 万。其发病率在英国自 20 世纪 90 年代至 2018 年增长 60%，且预计 2023-2040 年死亡率将上升 12%。目前，EC 缺乏有效的无创筛查方法，传统诊断依赖侵入性活检，而经阴道超声筛查无症状绝经后女性的准确性较低（以 5mm 子宫内膜厚度为界）。血液生物标志物如 CA125、HE4 及循环游离肿瘤 DNA 虽有潜力，但均未获临床批准。因此，开发快速、无创的新型诊断技术迫在眉睫。
在此背景下，英国诺丁汉大学（University of Nottingham）的研究人员开展了一项创新性研究，旨在探索衰减全反射傅里叶变换红外光谱（Attenuated Total Reflection-Fourier Transform Infrared Spectroscopy, ATR-FtIR）和拉曼光谱（Raman Spectroscopy）在 EC 诊断中的应用价值。研究首次对比了 “湿”（新鲜）和 “干”（干燥）血浆样本的检测效能，并初步分析了这些技术在多囊卵巢综合征（Polycystic Ovary Syndrome, PCOS）高危人群中诊断 EC 的潜力。该研究成果发表在《British Journal of Cancer》，为 EC 的早期检测提供了关键数据支持。
研究纳入 54 名参与者，包括 22 名 EC 患者、14 名健康对照和 18 名 PCOS 患者。通过 ATR-FtIR 和拉曼光谱对湿、干血浆样本进行分析，并结合机器学习算法（随机森林、支持向量机等）和多元统计分析评估光谱差异。主要技术方法包括：
- 样本制备：采集外周静脉血分离血浆，分别制备湿样本（直接检测）和干样本（室温干燥 24 小时以上）。
- 光谱采集：使用 Bruker Tensor 27 FTIR 光谱仪采集 ATR-FtIR 光谱（湿样本扫描 360 次，干样本扫描 144 次）；采用 785nm 激光的拉曼光谱仪对湿样本进行 0.5×0.5mm² 光栅扫描，每次曝光 3 秒。
- 数据处理：通过 Quasar 软件进行光谱预处理（截断、基线校正、归一化），利用主成分分析（PCA）进行无监督聚类，结合十种训练 / 测试迭代的监督分类模型评估诊断性能。
研究结果
1. 湿血浆与干血浆的诊断效能对比
- 湿血浆分析：拉曼光谱（支持向量机模型）检测 EC 的准确率达 82%（灵敏度 81%，特异性 84%），ATR-FtIR 光谱（k 近邻模型）准确率 78%（灵敏度 85%，特异性 74%）。两者联合后，诊断准确率提升至 86%（灵敏度 84%，特异性 88%）。
- 干血浆分析：ATR-FtIR 光谱（支持向量机模型）准确率为 83%，与既往研究结果一致，但湿血浆 ATR-FtIR 的性能接近干血浆，提示湿样本可能具备临床可行性。
2. 光谱生物标志物的识别
通过随机森林算法筛选出关键光谱区域：
- ATR-FtIR：主要标记物集中在脂质（1733cm⁻¹、1443cm⁻¹）和蛋白质区域（酰胺 I、II、III 带），反映癌细胞脂质代谢异常和蛋白质二级结构改变。
- 拉曼光谱：标记物涉及核酸（1317cm⁻¹、1071cm⁻¹）、胶原蛋白（1260cm⁻¹）和碳水化合物（911cm⁻¹），与癌细胞增殖活跃、核酸合成增加相关。
- 联合分析：两类光谱标记物互补，覆盖脂质、蛋白质、核酸等多类生物分子，增强诊断准确性。
3. PCOS 人群的光谱特征
无监督 PCA 分析显示，PCOS 患者的光谱与 EC 组存在重叠，提示其代谢或分子特征可能介于健康人与 EC 患者之间。这一发现与 PCOS 患者 EC 风险升高（3-6 倍）的临床现象一致，暗示光谱技术可能用于高危人群的早期预警。
结论与讨论
本研究证实，ATR-FtIR 和拉曼光谱结合湿血浆分析可有效诊断 EC，联合应用进一步提升准确性。湿样本无需干燥处理，节省时间和资源，具备床边快速诊断潜力。此外，PCOS 与 EC 的光谱相似性为高危人群筛查提供了新视角，但需进一步验证其分子机制。
尽管存在样本量较小、仅纳入子宫内膜样腺癌亚型等局限性，该研究为 EC 无创诊断开辟了新方向。未来需开展多中心、大样本研究，纳入更多组织学类型和高危人群（如肥胖、Lynch 综合征患者），并探索光谱技术在癌前病变（如子宫内膜增生）中的应用。若能与临床数据结合优化模型，ATR-FtIR 和拉曼光谱有望成为 EC 早期检测和人群筛查的核心工具，显著降低医疗成本并改善患者预后。
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