膀胱癌是泌尿系统中最常见的肿瘤之一。目前, 化疗与手术切除等治疗手段不能有效治愈该肿瘤, 并且上述两种治疗方式会产生副作用, 降低患者的生活质量。光疗则为膀胱癌提供了一种新的治疗手段。在本工作中, 以靶向膀胱癌细胞的小肽PLZ4修饰多功能碳点, 得到了兼具靶向膀胱癌细胞及光动力/光热治疗功能的PLZ-4碳点(PCDs)。细胞实验表明该PCDs能够用于膀胱癌细胞靶向成像, 并且在635 nm激光照射下, 能高效杀灭膀胱癌细胞。活体实验表明经过尾静脉注射后, PCDs能够有效地聚集在原位膀胱癌处, 在635 nm激光照射下, 原位膀胱癌能够被完全清除, 表明该PCDs在荧光成像介导的光动力/光热治疗原位膀胱癌中有潜在的应用价值。

使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪测取膀胱肿瘤和正常膀胱组织的拉曼特征谱, 应用主成分分析/支持向量机(principal component analysis, PCA/support vector machines, SVM)分类器对数据进行判别分析, 最后使用弃一交叉验证法(leave-one-out cross validation, LOOCV)测试判别结果的准确度。 结果发现膀胱肿瘤组织与正常膀胱组织的拉曼光谱存在明显差异, 肿瘤组织在782和1 583 cm-1等核酸特征谱带处峰高显著增强, 而正常组织在1 061, 1 295, 2 849, 2 881 cm-1等蛋白质和脂质特征谱带处峰高显著增强。 PCA/SVM可良好区分膀胱肿瘤组织和正常膀胱组织的拉曼光谱, LOOCV测试分类器显示肿瘤诊断的敏感度86.7%、 特异度87.5%、 阳性预测值92.9%、 阴性预测值77.8%。 由此得出结论: 拉曼光谱可以良好诊断膀胱肿瘤的体外组织, 展现了优越的临床应用前景。

将自主研发的新型光敏剂叶绿酸f与T24细胞共同孵育后,以650 nm激光照射，通过MTT法检测光动力处理后T24细胞的生长抑制率，流式细胞术检测凋亡情况，同时利用激光共聚焦显微镜488 nm和405 nm双波长激发，应用线粒体探针,进行叶绿酸f的亚细胞定位。结果显示叶绿酸f为浓度2.5，5和10 μg/mL对T24细胞生长抑制率在光能量密度4 J/cm2下为17.68%，49.35%和84.42%，在1 J/cm2时为4.34%，37.42%和78.38%；流式细胞术显示T24细胞光动力处理后，凋亡率为(45.23±1.2)%，显著高于对照组；激光共聚焦显微镜显示504 nm激发叶绿酸f发出的红光与488 nm激发线粒体探针产生的绿光分布基本一致。实验证明叶绿酸f对T24细胞杀伤效果明显，主要是通过作用于线粒体，诱导细胞凋亡来完成的。

探索用波长为488.0 nm 的激发光作为光源,用尿液作为样品,使用激光光谱法诊断膀胱癌的可能性。在510-630 nm 范围内采集健康人和膀胱癌患者尿样的荧光光谱,利用小波变换的方法进行数据处理。发现健康人的荧光光谱的小波变换都有3 个极大值,与之形成对比的是绝大多数膀胱癌患者的小波变换却有4个极大值,膀胱癌患者的尿样在550-570 nm 范围内比健康人多出一个极大值。用荧光光谱的小波变换是否在550-570 nm 区间有极大值作为判据,可以方便、准确地将膀胱癌患者和健康人的尿样区分开。

选病理分期T1,T2的膀胱癌病人60例,随机分成3组进行治疗。试验组A\[经尿道膀胱肿瘤切除(TURBT)+光动力学治疗(PDT)\]17例和试验组B(TURBT+PDT+膀胱内灌注化疗)15例,常规治疗对照组(TURBT+膀胱内灌注化疗)28例。试验组A和B(PDT组)在口服光敏剂CDHS801(200 mg/50 kg)24 h后进行PDT,能量密度为50 J/cm2。72 h后行TURBT手术,治疗期间不避光。试验组患者分别进行膀胱内灌注化疗或者不进行内膀胱灌注化疗,对照组按照常规治疗方式进行TURBT手术和膀胱内灌注化疗。研究结果表明,试验组A的患者生活质量显著优于对照组(P<0.05);试验组A和B患者的肿瘤复发率也显著低于对照组(P<0.05);而5年生存率和肿瘤进展率两项指标试验组与对照组相比无统计学差异。所以,在治疗T1,T2期膀胱癌时,作为常规手术切除的辅助治疗,术前进行PDT治疗与术后行膀胱内灌注化疗相比,可能存在肿瘤复发率低、患者生存率以及患者生活质量有所提高的优势。

This paper summarizes the recent technological development in our lab on cystoscopic optical coherence tomography (COCT) by integrating time-domain OCT (TDOCT) and spectral-domain OCT (SDOCT) with advanced MEMS-mirror technology for endoscopic laser scanning imaging. The COCT catheter can be integrated into the instrument channel of a commercial 22Fr rigid cystoscopic sheath for in vivo imaging of human bladder under the cystosocopic visual guidance; the axial/transverse resolutions of the COCT catheter are roughly 9 μm and 12μm, respectively, and 2D COCT imaging can be performed with over 110dB dynamic range at 4–8 fps. To examine the utility and potential limitations of OCT for bladder cancer diagnosis, systemic ex vivo rat bladder carcinogenesis studies were performed to follow various morphological changes induced by tumor growth and in vivo porcine study was performed to examine the feasibility of COCT for in vivo imaging. Justified by promising results of the animal studies, preliminary clinical study was conducted on patients scheduled for operating-room cystoscopy for bladder cancers. Double-blind clinical results reveal that COCT can delineate detailed bladder architectures (e.g., urothelium, lamina propria, muscularis) at high resolution and detect bladder cancers based on enhanced urothelial heterogeneity as a result of excessive growing nature of bladder cancers. The diagnostic sensitivity and specificity can be enhanced to 92% and 85%, respectively. Results also suggest that due to reduced imaging depth of COCT in cancerous lesions, staging of bladder cancers may be limited to Ta or T1 for non-outgrowing cancerous lesions.

研究了人正常膀胱和浅表性膀胱癌的粘膜/粘膜下层组织在300～900 nm光谱范围的漫反射光谱特性及其差异,实验采用带积分球附件的分光光度计获取组织的漫反射光谱。结果表明,在300～900 nm,正常膀胱的粘膜/粘膜下层对任一个波长的漫反射率都明显地较癌变的粘膜/粘膜下层对相应波长的要大。正常膀胱的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱的峰分别在370 nm、520 nm、550 nm和660 nm,其峰值分别为52.4%、60.7%、56.1%和75.5%。而癌变的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱的峰分别在320 nm、520 nm、550 nm和660 nm,其峰值分别为43.7%、33.4%、30.6%和70.2%。正常膀胱的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱在370 nm处有一个峰,而癌变的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱在370 nm处没有峰,320 nm处有一个峰。而正常膀胱的粘膜/粘膜下层的漫反射光谱在320 nm处没有峰。膀胱的粘膜/粘膜下层病变导致组织的漫反射光谱在520 nm、550 nm和660 nm处的峰的峰值分别减小了45.0%、45.5%和7.02%。说明膀胱的粘膜/粘膜下层病变导致组织的组分和结构尤其是组织中的氧合血红蛋白和去氧血红蛋白的含量发生了明显的改变。

为了研究光动力抑癌作用机制，采用流式细胞仪和TUNEL法检测激光光敏化BPD－MA后人膀胱癌细胞株BIU－87细胞凋亡的发生状况。激光光敏化BPD－MA后人膀胱癌细胞株BIU－87组细胞凋亡发生率明显增高，许多细胞核呈棕黄色，高倍镜下可见细胞核内有大量棕褐色颗粒，与阳性对照中凋亡细胞核的特征相符合，而对照组此种细胞少见。TUNEL阴性对照中细胞核均呈蓝色。结果表明，激光激活BPD－MA光动力作用明显诱导人膀胱癌细胞株BIU－87细胞发生凋亡，这可能是其抑癌作用机制之一。

研究正常人膀胱和膀胱癌组织在Kubelka-Munk二流模型下对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的光学特性的差异.采用双积分球系统和Kubelka-Munk二流模型进行测量研究.实验结果表明,正常膀胱和膀胱癌组织在Kubelka-Munk二流模型下对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的每一个波长的激光的吸收、散射、总衰减、有效衰减系数都有非常显著性的差异(P＜0.01).膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的吸收系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的吸收系数要大(P＜0.01),膀胱癌组织对476.5 nm和514.5 nm波长的激光的散射系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的散射系数要小(P＜0.01),而膀胱癌组织对808 nm波长的激光的散射系数明显地较正常膀胱组织对同一波长的激光的散射系数要大(P＜0.01).膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的总衰减系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的总衰减系数要大(P＜0.01),膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的有效衰减系数明显地较正常膀胱组织对相应波长的激光的有效衰减系数要大(P＜0.01).提示使用双积分球系统和Kubelka-Munk二流模型来确定离体的正常膀胱组织和膀胱癌组织对476.5 nm,514.5 nm和808 nm波长的激光的光学特性的差异鉴别诊断病变的膀胱组织是一个有效的方法.