肺癌呼氣診斷模型優(yōu)化及其藥物篩選的3D細(xì)胞與類器官芯片研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-27 05:20
癌癥是目前人類的頭號(hào)殺手,而肺癌又是其中發(fā)病率和死亡率最高的一種,因此開展肺癌的相關(guān)研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。人體呼出氣體中的VOC(volatile organic compounds)是一種篩查肺癌的理想標(biāo)志物。但由于缺乏VOC與肺癌在生物學(xué)上的關(guān)聯(lián)研究,真正肺癌特異性VOC一直難以確定。另外,雖然國(guó)家每年在肺癌新藥研發(fā)上要投入大量的資金,但目前的藥物篩選方法仍有許多不足之處,因此現(xiàn)階段發(fā)展高通量、微體積以及自動(dòng)化的藥物篩選技術(shù)是非常有必要的?偟膩(lái)說(shuō),本論文優(yōu)化了肺癌呼吸診斷模型并驗(yàn)證了人體呼氣中的VOC與肺癌的相關(guān)代謝聯(lián)系;構(gòu)建了三類肺癌藥篩模型,研究了基于3D細(xì)胞球體電阻抗傳感器的藥物測(cè)試;開展了肺器官芯片的初步研究和實(shí)驗(yàn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性工作如下:1.優(yōu)化了基于VOC的肺癌診斷模型,采用隨機(jī)森林算法減少了診斷模型的輸入特征參數(shù),為肺癌快速篩查提供了一種可行性方法。本文利用受試者工作特征曲線從人體呼出氣體中篩選出31種VOC,并以此建立了肺癌診斷模型。該模型在區(qū)分肺癌組與健康組時(shí)判別效果良好,但在區(qū)分肺癌組和肺良性病組時(shí)判別效果一般。在加入了與肺癌密切相關(guān)的性別、年齡...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:121 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?2018年全球各種癌癥發(fā)病率和死亡率統(tǒng)計(jì)??圖L1是2018年全球各種癌癥發(fā)病率和死亡率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
第一章緒論??肺癌包括腺癌、鱗癌和大細(xì)胞癌W。鱗癌和腺癌是目前臨床上最為常見(jiàn)的兩種肺??癌亞型,其他類型相對(duì)少見(jiàn)。具體的肺癌分類見(jiàn)圖1.2。在過(guò)去幾年,鱗癌在男??性中的發(fā)病率一直居于首位,有報(bào)道指出該亞型可能與吸煙有密切的關(guān)系[4]。但??是根據(jù)近幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,腺癌發(fā)病率都在不斷地增長(zhǎng)并且己經(jīng)超過(guò)了鱗癌,??成為NSCLC中發(fā)病率最高的一種亞型[5]。??Lung?cancer??15%?85%??Y?y??Small-cell?lung?cancer?Non-small-cell?lung?cancer??30%?70%??t?,,??Squamous?Non-squamous??10%?90%??V??Adenocarcinoma??■?Mixed?subtypes??■?Lepidic?(non-mucinous?or??v?mucinous}??????—?■Acinar??Large-cell?carcinoma?■?Papillary??■?Large-cell?neuroendocrine?■?Micropapillary??carcinoma?■?Solid??圖1.2肺癌的分類[6]??確定肺癌的組織病理類型對(duì)于確定對(duì)應(yīng)的治療方案是非常重要的。因?yàn)榕R床??上針對(duì)不同的肺癌類型,用藥方案也存在著較大的差異。因此,臨床醫(yī)生在給出??治療方案前必須明確肺癌患者的腫瘤組織學(xué)類型。另外,相同的肺癌類型患者也??會(huì)因?yàn)閭(gè)體差異對(duì)藥物產(chǎn)生不同程度的藥效差異。2010年,Maemondo等人發(fā)現(xiàn)??大多數(shù)肺腺癌患者會(huì)發(fā)生表皮生長(zhǎng)因子(EGF)的突變
一個(gè)長(zhǎng)期且繁瑣的過(guò)程,而且即使訓(xùn)練成功,犬類自身心理或生理狀態(tài)的波動(dòng)會(huì)??對(duì)識(shí)別結(jié)果造成影響,所以該方法想要應(yīng)到臨床上還有很長(zhǎng)一段路要走。目前只??有很少的地方在使用動(dòng)物醫(yī)生(圖1.4),F(xiàn)階段,應(yīng)用靈敏的嗅覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別惡??性腫瘤主要還是處于科學(xué)研究,它的意義主要是提供了惡性腫瘤具有特異性揮發(fā)??性標(biāo)志物的證據(jù),但確切的揮發(fā)性標(biāo)志物研究還需要更加精準(zhǔn)的分析儀器的幫助。??Cancer??Detection??5^#?Dogs??Jove/?^?A\m??圖1.?4能識(shí)別癌癥的動(dòng)物醫(yī)生??1.2.2呼出氣體中的腫瘤標(biāo)記物??目前呼吸檢測(cè)技術(shù)最常見(jiàn)的有幽門螺桿菌的檢測(cè)。該技術(shù)己被廣泛應(yīng)用到臨??床,它的原理是:脲酶可以將尿素分解成氨和二氧化碳,而人體本身是沒(méi)有脲酶??的,但幽門螺桿菌可以產(chǎn)生脲酶。所以當(dāng)受試者可以分解口服的尿素時(shí),說(shuō)明他??體內(nèi)有幽門螺桿菌。將同位素標(biāo)記口服尿素的13c/14c,則分解產(chǎn)生的含有13c/14c??的co2就能在呼出氣體中被檢測(cè)出來(lái)。有研究表明,幽門螺桿菌的感染與胃癌??的發(fā)生息息相關(guān),所以該方法被應(yīng)用于冑癌的早期篩査[21]。??呼出氣體中的VOC由人體通過(guò)新陳代謝產(chǎn)生的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]結(jié)合組織工程支架的三維心肌細(xì)胞傳感器[J]. 魏鑫偉,高慶,蘇凱麒,秦臻,潘宇祥,賀永,王平. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(07)
[2]基于3D細(xì)胞水平的藥物篩選模型[J]. 侯曉蓉,郭倩,楊佳佳,單偉光. 發(fā)酵科技通訊. 2018(01)
[3]人體器官芯片[J]. 秦建華,張敏,于浩,李中玉. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2017(12)
[4]小腸類器官培養(yǎng)技術(shù)的建立和優(yōu)化[J]. 宋東娟,童錦祿,冉志華,鄭青. 胃腸病學(xué). 2016(02)
[5]必須重視肺癌術(shù)前病理學(xué)診斷[J]. 周源,韓開寶. 中國(guó)腫瘤. 2014(09)
[6]影像學(xué)檢查技術(shù)在肺癌診斷中的應(yīng)用[J]. 于紅,劉士遠(yuǎn),李惠民,肖湘生. 診斷學(xué)理論與實(shí)踐. 2010(02)
[7]細(xì)胞病理學(xué)檢查在原發(fā)性支氣管肺癌診斷中的價(jià)值探討[J]. 徐國(guó)亮,賴國(guó)祥,柳德靈,林慶安. 中國(guó)肺癌雜志. 2006(06)
本文編號(hào):3365733
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:121 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?2018年全球各種癌癥發(fā)病率和死亡率統(tǒng)計(jì)??圖L1是2018年全球各種癌癥發(fā)病率和死亡率的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
第一章緒論??肺癌包括腺癌、鱗癌和大細(xì)胞癌W。鱗癌和腺癌是目前臨床上最為常見(jiàn)的兩種肺??癌亞型,其他類型相對(duì)少見(jiàn)。具體的肺癌分類見(jiàn)圖1.2。在過(guò)去幾年,鱗癌在男??性中的發(fā)病率一直居于首位,有報(bào)道指出該亞型可能與吸煙有密切的關(guān)系[4]。但??是根據(jù)近幾年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,腺癌發(fā)病率都在不斷地增長(zhǎng)并且己經(jīng)超過(guò)了鱗癌,??成為NSCLC中發(fā)病率最高的一種亞型[5]。??Lung?cancer??15%?85%??Y?y??Small-cell?lung?cancer?Non-small-cell?lung?cancer??30%?70%??t?,,??Squamous?Non-squamous??10%?90%??V??Adenocarcinoma??■?Mixed?subtypes??■?Lepidic?(non-mucinous?or??v?mucinous}??????—?■Acinar??Large-cell?carcinoma?■?Papillary??■?Large-cell?neuroendocrine?■?Micropapillary??carcinoma?■?Solid??圖1.2肺癌的分類[6]??確定肺癌的組織病理類型對(duì)于確定對(duì)應(yīng)的治療方案是非常重要的。因?yàn)榕R床??上針對(duì)不同的肺癌類型,用藥方案也存在著較大的差異。因此,臨床醫(yī)生在給出??治療方案前必須明確肺癌患者的腫瘤組織學(xué)類型。另外,相同的肺癌類型患者也??會(huì)因?yàn)閭(gè)體差異對(duì)藥物產(chǎn)生不同程度的藥效差異。2010年,Maemondo等人發(fā)現(xiàn)??大多數(shù)肺腺癌患者會(huì)發(fā)生表皮生長(zhǎng)因子(EGF)的突變
一個(gè)長(zhǎng)期且繁瑣的過(guò)程,而且即使訓(xùn)練成功,犬類自身心理或生理狀態(tài)的波動(dòng)會(huì)??對(duì)識(shí)別結(jié)果造成影響,所以該方法想要應(yīng)到臨床上還有很長(zhǎng)一段路要走。目前只??有很少的地方在使用動(dòng)物醫(yī)生(圖1.4),F(xiàn)階段,應(yīng)用靈敏的嗅覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別惡??性腫瘤主要還是處于科學(xué)研究,它的意義主要是提供了惡性腫瘤具有特異性揮發(fā)??性標(biāo)志物的證據(jù),但確切的揮發(fā)性標(biāo)志物研究還需要更加精準(zhǔn)的分析儀器的幫助。??Cancer??Detection??5^#?Dogs??Jove/?^?A\m??圖1.?4能識(shí)別癌癥的動(dòng)物醫(yī)生??1.2.2呼出氣體中的腫瘤標(biāo)記物??目前呼吸檢測(cè)技術(shù)最常見(jiàn)的有幽門螺桿菌的檢測(cè)。該技術(shù)己被廣泛應(yīng)用到臨??床,它的原理是:脲酶可以將尿素分解成氨和二氧化碳,而人體本身是沒(méi)有脲酶??的,但幽門螺桿菌可以產(chǎn)生脲酶。所以當(dāng)受試者可以分解口服的尿素時(shí),說(shuō)明他??體內(nèi)有幽門螺桿菌。將同位素標(biāo)記口服尿素的13c/14c,則分解產(chǎn)生的含有13c/14c??的co2就能在呼出氣體中被檢測(cè)出來(lái)。有研究表明,幽門螺桿菌的感染與胃癌??的發(fā)生息息相關(guān),所以該方法被應(yīng)用于冑癌的早期篩査[21]。??呼出氣體中的VOC由人體通過(guò)新陳代謝產(chǎn)生的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]結(jié)合組織工程支架的三維心肌細(xì)胞傳感器[J]. 魏鑫偉,高慶,蘇凱麒,秦臻,潘宇祥,賀永,王平. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(07)
[2]基于3D細(xì)胞水平的藥物篩選模型[J]. 侯曉蓉,郭倩,楊佳佳,單偉光. 發(fā)酵科技通訊. 2018(01)
[3]人體器官芯片[J]. 秦建華,張敏,于浩,李中玉. 中國(guó)科學(xué)院院刊. 2017(12)
[4]小腸類器官培養(yǎng)技術(shù)的建立和優(yōu)化[J]. 宋東娟,童錦祿,冉志華,鄭青. 胃腸病學(xué). 2016(02)
[5]必須重視肺癌術(shù)前病理學(xué)診斷[J]. 周源,韓開寶. 中國(guó)腫瘤. 2014(09)
[6]影像學(xué)檢查技術(shù)在肺癌診斷中的應(yīng)用[J]. 于紅,劉士遠(yuǎn),李惠民,肖湘生. 診斷學(xué)理論與實(shí)踐. 2010(02)
[7]細(xì)胞病理學(xué)檢查在原發(fā)性支氣管肺癌診斷中的價(jià)值探討[J]. 徐國(guó)亮,賴國(guó)祥,柳德靈,林慶安. 中國(guó)肺癌雜志. 2006(06)
本文編號(hào):3365733
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