美国癌症学会预计，到2015年美国将会诊断出大约220800例前列腺癌患者。其中，约有27540名患者将死于该疾病，占所有癌症相关死亡人数的5%。

目前最常见的前列腺癌治疗方法是利用前列腺切除术对前列腺体的全部或部分进行切除。而最近的研究发现，利用前列腺切除术进行治疗，常常都会导致过度治疗。这也往往会导致患者因手术而引起一些副作用，包括尿失禁、阳痿等，这些都会对患者的正常生活造成很大的影响。

“如果有20个前列腺癌患者进行通过手术切除前列腺，那么其中大约只有一个人能够继续活下去”，该文章的主要作者Gabriel Popescu博士，美国伊利诺伊斯州定量光成像实验室主任说，“而剩下的这19个人，倒不如保留他们的前列腺。因为对于这19名患者来说，切除前列腺所带来的是生活质量的大大下降，以及疾病所带来的巨大痛苦。因此，如果你能有办法来有效诊断出患者的患病程度，那么对于指导医生使用何种治疗办法也就具有更多参考价值了。”

在一项由美国国家科学基金会与安捷伦科技有限公司资助的项目中，研究人员利用一种免标记的空间光干涉显微技术 （Spatial Light Interference Microscopy，SLIM），对切除的前列腺组织的微阵列光散射进行测量。而利用空间光干涉显微技术进行的定量相位成像（Quantitative Phase Imaging, QPI）则被用来检测组织的非均质性。该实验结果发表在了Scientific Reports中的《Prediction of Prostate Cancer Recurrence using Quantitative Phase Imaging》一文。

对此，研究人员总结得出：若组织的非均质性值越大，则表示该组织的结构越牢固；反之，则说明组织中的各个部分越分散。

“我们发现，对于诊断结果较差的患者，其前列腺体周围的的组织比出现较好诊断结果的患者要更加分散”，该实验室的助理研究员以及该文章的第一作者Shamira Sridharan博士说。

“对于那些已经接受了前列腺切除的患者来说，目前还缺少有效的方法同时对于多个临床参数作对比和参考，并以此来更加精确地预测出癌症复发的风险”，Sridharan博士补充道，“但是对于那些已经处于中度复发风险的患者来说，情况则更加不妙。因为这些方法对于他们来说基本都是无效的，因此就不可避免地会导致治疗不足或过度治疗的现象发生。显然，利用更精确的诊断方法来预测前列腺癌的复发是亟需和必要的。”

比如，当病人切除了前列腺后，病理学家一般会先将肿瘤作分类处理，并结合如手术边缘阳性等因素后作出判断，如预测癌症是否已经扩散到淋巴结，前列腺是否有增生或者前列腺特异性抗原水平如何等等，从而得出癌症复发的风险。然而，此类结果却往往只会在术后才能够得到。对此，通过检测癌变体周围的组织，研究人员相信他们能够在术前或者通过活体组织检查就能够判断出病变的程度。

因此，研究人员收集了181个来源于已经接受了前列腺切除的患者的组织。这些组织是由美国国家癌症研究所资助的关于前列腺组织资源项目所提供的。其中，大约有一半的患者从未经历过癌症的复发，而另一半则经历过复发。而利用空间光干涉显微技术则能够帮助我们有效地鉴别出那些复发的癌变现象。

该研究是由定量光成像实验室以及其他三位病理学家，他们分别是来自芝加哥伊利诺伊斯大学的Andre Balla博士和Virgilia Macias博士，以及来自伊利诺伊斯州厄巴纳的Presence Covenant Medical Center的Krishnarao Tangella博士共同完成。

“令人惊奇的是，出现好的诊断结果和坏的诊断结果的区别并不存在于恶性肿瘤本身，而是存在于肿瘤周围的组织中。这可能是由于人体自身能够辨别出哪些肿瘤是对人体具有攻击性的，并依此作出反应。”Balla博士说。

目前，已成功建立了一种前列腺癌检测方法，即前列腺特异性抗原（PSA）测试。

“针对前列腺癌复发预测，利用前列腺特异性抗原是一个很好的想法，尤其对于那些已经接受了前列腺切除的患者来说，则更是个好消息”，Sridharan博士说，“当这种方法开始被使用后，就诊断出了一大批的前列腺癌病例。因此，如果一项检测方法足够好的话，我们会在一开始便看到一个初始的诊断量，随后则会慢慢下降。但利用前列腺特异性抗原作为检测因素，那么上述的下降趋势将不会出现。诊断出的病例数量依然会维持在较高水平。对此，美国预防服务特谴部队便不再建议使用传统的PSA检测法。”

“基于PSA水平的检测结果，很多患者接受了活组织检测以及前列腺切除手术”，Popescu博士解释说，“在前列腺被切除后，血清中的PSA水平将会降到接近0。这是因为PSA几乎只产生于前列腺。因此，若要在前列腺切除后预测疾病的复发（PSA水平升高），PSA将会是一个很好的检测因子。也就是说，当PSA水平升高后，表明癌症已扩散到身体的其他部位。但在诊断前，其实并不一定如想象中的那样顺利，因为也有可能产生过度诊断的现象。”

这种检测方法源于：如果我们能够在前列腺被切除后预测癌症的复发，那么我们同样也有可能在执行手术切除前就对于活组织进行检测并预测复发。

“空间光干涉显微技术的优势就在于它可以将我们看不见的物体在纳米级水平上让它能够被我们‘看见’”，Popescu博士说，“因此我们便可以利用这些结构上的细节，而不需要使用染色等方法，就可以为检测样品引入更多的参考因素了。”

“我们的梦想是让所有实验室将来都能够掌握空间光干涉显微技术并利用到实际研究当中”，Popescu博士补充说，“我们甚至可以想象，基于空间光干涉显微技术的组织成像将来可以直接应用于一些小诊所的活组织检测，同时使用配套的计算机软件来搜索这些具有特异性的标记物，从而为病理学家提供更有价值的信息。这些新的信息则会被用于作出更加精确的诊断和预测。”

“此外，对于病理学家来说，空间光干涉显微技术能够为他们提供基于现存检测方法的新的价值和潜力，从而提高疾病预测的准确率。”Tangella博士说。

在此基础之上，定量光成像实验室也将在贝克曼研究所建立一系列的计算机软件来进一步发现组织中与诊断和预测相关的一些变化。

“对此，目前我们正积极地将这些研究结果应用到临床上。”Balla博士说。

“而下一步我们所要做的就是试着来帮助患者作出更加准确的决定，在实施手术前便可以通过活组织检测来作出疾病诊断”，Sridharan补充说，“这个方法很有前景，也具有很大的潜力，这可以有效地帮助医生决定哪个患者才是真正应该马上进行手术治疗的。”

 

原文摘要：

Prediction of Prostate Cancer Recurrence Using Quantitative Phase Imaging

The risk of biochemical recurrence of prostate cancer among individuals who undergo radical prostatectomy for treatment is around 25%. Current clinical methods often fail at successfully predicting recurrence among patients at intermediate risk for recurrence. We used a label-free method, spatial light interference microscopy, to perform localized measurements of light scattering in prostatectomy tissue microarrays. We show, for the first time to our knowledge, that anisotropy of light scattering in the stroma immediately adjoining cancerous glands can be used to identify patients at higher risk for recurrence. The data show that lower value of anisotropy corresponds to a higher risk for recurrence, meaning that the stroma adjoining the glands of recurrent patients is more fractionated than in non-recurrent patients. Our method outperformed the widely accepted clinical tool CAPRA-S in the cases we interrogated irrespective of Gleason grade, prostate-specific antigen (PSA) levels and pathological tumor-node-metastasis (pTNM) stage. These results suggest that QPI shows promise in assisting pathologists to improve prediction of prostate cancer recurrence.

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