Clinical analysis of serum Raman spectroscopy and routine detection in diabetic patients
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摘要:目的 探讨拉曼光谱与常规检测在糖尿病患者中的应用价值。方法 选取1 000例健康人群、300例糖尿病患者和19例新患糖尿病患者。检测并比较所有样本的糖化血红蛋白(HbA1c)、糖化白蛋白(GA)、游离脂肪酸(FFA)、胰岛素(INS)、1, 5-脱水葡糖醇(1, 5-AG)。采用拉曼光谱进行分析并计算误差率。结果 健康组HbA1c、GA、FFA、INS和1, 5-AG的含量与糖尿病组、新患糖尿病组相比均有显著差异(P < 0.05); 新患糖尿病组的GA、FFA和1, 5-AG含量与糖尿病组相比有显著差异(P < 0.05), 而HbA1c和INS含量无显著差异(P>0.05)。3类样本的拉曼谱峰相似，无法从谱峰上进行区分。PCA-LDA分析可较好地区分3类样本，总体误差率仅为0.3%。结论 采用PCA-LDA进一步对所测拉曼光谱进行分析，可有效区分3类样本，为糖尿病的临床分级和治疗提供参考依据。Abstract:Objective To investigate the clinical value of Raman spectroscopy and routine detection in diabetic patients.Methods A total of 1 000 healthy people, 300 diabetic patients and 19 newly diagnosed diabetic patients were selected. All samples were detected for glycated hemoglobin (HbA1c), glycated albumin (GA), free fatty acid (FFA), insulin (INS) and 1, 5-anhydroglucitol (1, 5-AG). Raman spectrum was used for analysis and the error rate was calculated.Results There were significant differences in levels of HbA1c, GA, FFA, INS and 1, 5-AG between the healthy group and diabetic group, newly diagnosed diabetic group (P < 0.05). There were significant differences in levels of GA, FFA and 1, 5-AG between the newly diagnosed diabetic group and the diabetic group (P < 0.05), while the levels of HbA1c and INS showed no significant differences (P>0.05). The Raman peaks of the three types of samples were similar, and it was impossible to distinguish three types of samples from the peaks. The PCA-LDA analysis was able to distinguish three types of samples, and the overall error rate was only 0.3%.Conclusion Application of PCA-LDA for further analysis of the measured Raman spectroscopy result can effectively distinguish three types of samples, and provide reference for clinical grading and treatment of diabetes.
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Keywords:
- diabetes /
- Raman spectroscopy /
- glycated hemoglobin /
- glycated albumin /
- free fatty acids /
- insulin /
- 1, 5-anhydroglucitol /
- grading
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卵巢囊肿属于妇科常见良性肿瘤，好发于25~45岁女性群体，可直接影响生育与内分泌功能，需要及时治疗[1-2]。手术是治疗该病最为有效的方式，但传统的开腹手术创伤较大，甚至可损伤卵巢功能，术后预后欠佳[3-4]。本研究探讨腹腔镜卵巢囊肿剥除术对患者术后卵巢功能的影响，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
将2016年10月—2017年10月入院的80例卵巢囊肿患者随机分为2组，每组40例。所有患者均满足《妇产科学(第8版)》[5]中卵巢囊肿的诊断标准。纳入标准[6-7]: ①月经周期规律、>20~斜体45岁且一般资料齐全患者; ②术前服用激素类药物患者; ③术后病理诊断为良性者。排除标准[8-9] : ①手术禁忌证患者; ②合并乳腺、甲状腺、肾上腺等疾病患者; ③恶性或疑似恶性肿瘤患者。腹腔镜组患者年龄21~44岁，平均(34.4±5.6)岁; 体质量指数(BMI)为18~26 kg/m2, 平均(21.50±1.80) kg/m2; 平均囊肿直径(6.90±0.70) cm; 浆液性8例，黏液性10例，巧克力性9例，单纯性13例。开腹组患者年龄23~42岁，平均(35.90±6.80)岁; BMI为18~26 kg/m2, 平均(21.90±2.20) kg/m2; 平均囊肿直径(6.70±0.90) cm; 浆液性9例，黏液性11例，巧克力性8例，单纯性12例。2组患者年龄、BMI、囊肿直径与病理类型等一般情况比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。
1.2 方法
开腹组患者给予开腹卵巢囊肿剥除术。术前准备后，采用气管插管全身麻醉，以常规开腹手术方式行卵巢囊肿剥离术，并在剥离肿壁后以可吸收线进行连续缝合，维持卵巢正常形态后留置导尿管并关腹。
腹腔镜组患者则采用腹腔镜卵巢囊肿剥除术，术前准备与麻醉同开腹组。患者取“头低足高”膀胱截石位，切开脐部皮肤1 cm并置于10 mm Trocar, 导入镜体后建立 < 15 mmHg的二氧化碳人工气腹; 以麦氏点下无血管区域、麦氏点头侧10 cm与反麦氏点镜下无血管区域分别切开皮肤并置入5 mm Trocar, 分离粘连组织并恢复脏器解剖结构; Alice钳固定卵巢并剪开病变处皮质，撕拉法分离囊肿组织，吸尽破裂囊肿囊液，生理盐水充分冲洗并保留正常卵巢组织; 低功率双极电凝止血，并以可吸收缝合线缝合卵巢组织，取出囊肿组织后再次冲洗盆腔; 放置透明胶质酸钠预防粘连并放置引流管，拔除套管并缝合切口。
1.3 检测方法
术前及术后1、6、12个月，以化学发光免疫分析法检测患者卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)、雌二醇(E2); 酶联免疫吸附法检测抗苗勒氏管激素(AMH)与抑制素B(IHHB); 彩色多普勒超声检测窦卵泡计数(AFC)、血管搏动指数(PI)、血管阻力指数(RI)与收缩期峰值血流速度(PSV); 流式细胞仪检测CD3+、CD4+、CD8+等指标。
1.4 统计学分析
采用IBM公司SPSS 19.0软件录入、统计全部数据并评价差异性。治疗前后内分泌指标、窦卵泡计数、彩色多普勒超声指标与免疫指标等计量资料采用均数±标准差表示，比较采用重复测量配对t检验, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 2组患者治疗前后内分泌指标与窦卵泡计数比较
腹腔镜组患者术后1、6、12个月的FSH与LH水平均低于开腹组, E2、AMH与IHHB水平均高于开腹组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组患者治疗前后AFC水平无显著差异(P>0.05)。见表 1。
表 1 2组患者治疗前后内分泌指标与窦卵泡计数比较(x±s)指标 腹腔镜组(n=40) 开腹组(n=40) 术前 术后1个月 术后6个月 术后12个月 术前 术后1个月 术后6个月 术后12个 FSH/(mIU/mL) 7.15±0.85 9.30±0.95*# 8.24±0.87*# 7.36±0.76# 7.20±0.80 13.75±2.60* 10.41±1.38* 9.22±1.40* LH/(mIU/mL) 6.03±0.62 10.17±1.16*# 8.14±0.90*# 6.11±0.69# 6.14±0.61 12.58±1.75* 10.33±1.45* 8.22±0.95* E2/(pg/mL) 128.77±14.81 92.33±9.75*# 117.35±15.60*# 128.20±12.81# 128.44±20.84 73.72±9.08* 89.77±10.38* 97.23±13.74* AMH/(pg/mL) 82.40±10.20 68.45±10.26*# 72.18±10.08*# 80.52±11.03# 81.88±11.45 57.39±9.72* 63.88±8.25* 70.20±8.79* IHHB/(ng/mL) 25.10±2.65 20.11±1.41*# 22.90±1.25*# 25.04±1.97# 25.33±2.44 17.75±1.60* 19.33±1.58* 21.45±1.70* AFC/个 5.80±1.77 5.22±1.57 5.31±1.68 5.62±1.85 5.84±1.78 5.20±1.44 5.28±1.40 5.33±1.54 FSH: 卵泡刺激素; LH: 黄体生成素; E2: 雌二醇; AMH: 抗苗勒氏管激素; IHHB: 抑制素B; AFC: 窦卵泡计数。与术前比较, *P < 0.05; 与开腹组比较, #P < 0.05。 2.2 2组患者治疗前后彩色多普勒超声指标与免疫指标比较
腹腔镜组患者术后1、6、12个月的PI与RI水平均低于开腹组, PSV水平高于开腹组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组患者治疗前后CD3+、CD4+、CD8+水平无显著差异(P>0.05)。见表 2。
表 2 2组患者治疗前后彩色多普勒超声指标与免疫指标比较(x±s)指标 腹腔镜组(n=40) 开腹组(n=40) 术前 术后1个月 术后6个月 术后12个月 术前 术后1个月 术后6个月 术后12个月 PI 1.30±0.21 1.01±0.20*# 0.92±0.17*# 0.90±0.16*# 1.31±0.22 1.28±0.20 1.22±0.18 1.15±1.20 RI 0.81±0.09 0.70±0.08*# 0.62±0.08*# 0.51±0.06*# 0.83±0.10 0.80±0.11 0.78±0.10 0.79±0.11 PSV/(cm/s) 9.60±1.33 10.92±1.09*# 11.41±1.30*# 12.08±1.61*# 9.57±1.28 9.62±1.20 9.77±1.33 9.70±1.40 CD3+ 55.28±7.14 52.31±7.06 53.28±7.04 54.12±7.40 55.17±7.25 51.79±7.38 52.20±7.91 52.77±7.06 CD4+ 41.22±5.13 38.14±5.12 40.31±5.60 40.91±5.33 41.29±5.50 37.16±5.88 39.21±5.45 39.77±5.83 CD8+ 28.80±3.35 26.10±3.67 26.40±3.47 27.49±3.58 28.76±3.44 25.93±3.25 26.04±3.66 27.02±3.60 PI: 血管搏动指数; RI: 血管阻力指数; PSV: 收缩期峰值血流速度。与术前比较, *P < 0.05; 与开腹组比较, #P < 0.05。 3. 讨论
据最新流行病学资料[10-11]显示，卵巢囊肿在中国发病率为10%~15%, 好发于25~45岁女性群体，是目前临床上最为常见的卵巢良性疾病之一。卵巢囊肿可危及女性内分泌代谢与性激素代谢，可直接影响下丘脑-垂体轴，使女性生育功能受损，需要及时予以治疗[12-13]。
手术是治疗该病最为有效的方式，临床上主要以传统的开腹手术与新型微创腹腔镜手术为主，其中传统开腹手术切口较大，术中创伤较重，易引发一系列术后并发症，可直接对卵巢功能造成影响[14-15]。腹腔镜技术具有创伤小、伤口小、术后恢复快、伤口愈合完全与住院时间短等优点，是许多女性患者首选的治疗方案[16-17]。
保留卵巢功能是卵巢囊肿剥除术后最需要考虑的临床问题，包括储备功能、免疫功能等，如卵巢存留的可募集的卵泡数量降低或卵母细胞质量下降，是导致生育功能下降的主要原因，甚至产生卵巢早衰或过早绝经，主要涉及FSH、LH、E2等激素与PI、RI、PSV等血流学指标等。免疫功能的降低可使患者整体生理功能受损，因此在卵巢囊肿剥除后，需要重点观察患者术后的卵巢各项功能[18-20]。
本研究结果显示，腹腔镜组患者术后1、6、12个月的FSH与LH水平均低于开腹组, E2、AMH与IHHB水平均高于开腹组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组患者治疗前后AFC水平无显著差异(P>0.05)。腹腔镜组患者术后1、6、12个月的PI与RI水平均低于开腹组, PSV水平高于开腹组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组患者治疗前后CD3+、CD4+、CD8+水平无显著差异(P>0.05)。上述结果表明，在窦卵泡计数与免疫功能层面上，开腹手术与腹腔镜手术效果一致; 而在卵巢储备功能上，腹腔镜手术术后恢复效果更佳，可迅速恢复激素水平，并调节血液指标，改善预后结局。
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表 1 3组常规检查指标比较(x±s)
组别 n HbA1c/% GA/% FFA/(μEq/L) INS/(μU/L) 1, 5-AG/(μmol/L) 健康组 1 000 5.27±0.21 13.24±0.99 0.60±0.25 8.88±3.73 190.09±88.02 糖尿病组 300 8.99±1.88* 25.29±7.64* 0.51±0.26* 12.03±9.22* 45.07±59.59* 新患糖尿病组 19 8.75±2.29* 22.99±9.42*# 0.74±0.12*# 14.51±10.65* 89.95±105.91*# HbA1c: 糖化血红蛋白; GA: 糖化白蛋白; FFA: 游离脂肪酸; INS: 胰岛素; 1, 5-AG: 1, 5-脱水葡糖醇。与健康组比较, *P < 0.05; 与糖尿病组比较, #P < 0.05。 
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表 2 拉曼光谱谱峰归属表(位移单位: cm-1)
健康组 糖尿病 新患糖尿病 753 750 740 Cyclobutanes, methyl benzenes, CH3SCH2-, Ethyl groups 849 847 845 vinyl amides, -(CO) NR-CH=CH2 1 000 998 998 苯 1 028 1 029 1 029 苯 1 125 1 121 1 121 蛋白质, Phospholipid C-C stretch 1 154 1 151 1 152 β-胡萝卜素 1 204 1 203 1 203 酪氨酸, 苯丙氨酸, N-乙酰基葡萄糖, 葡萄糖醛基 1 444 1 444 1 444 Phospholipid, C-H scissor in CH2 1 516 1 513 1 515 lmines, >C=N-H, (α-Sat.)NH. CH3, -NH3+ 1 550 1 550 1 550 Protein tetinal-C=C-C=O 1 654 1 653 1 654 蛋白质, 酰胺l, α螺旋, 磷脂
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