Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy of Bile from Cholangiocarcinoma’s Patients and Gall Stone’s Patients
Keywords:
Fourier transform infrared spectroscopy, Bile, Cholangiocarcinoma, Gall stoneAbstract
Background and Objective : Cholangiocarcinoma (CCA) is a cancer of the biliary duct system that commonly invades surrounding liver tissue and extrahepatic bile ducts. It tends to have a poor prognosis at an early stage, high morbidity. Early diagnosis of malignant tumors is very important to prolong the survival of patients. The aim of this study was therefore to determine and analysis of bile spectral profiles obtained by FTIR spectroscopy may differentiate biomarker from patients with CCA and without bile duct malignant strictures.
Methods : This study was approved by the Human Ethics Committee (HE581251). Using FTIR spectroscopy study volunteers bile. The volunteers was performed in two groups of patients. The first group consisted of 30 patients with malignant biliary strictures. The second group consisted of 30 patients without malignant biliary strictures , but diagnostic with gallstone.
Results : The difference spectrum of lipid absorbance bands such as cholesterol, phospholipids, and creatine were higher in the malignant bile sample group than in the gall stone. The spectrum of bilirubin was no difference in the malignant bile sample and in the gall stone.
Conclusions : This work demonstrated the potential of using FTIR spectroscopy as a diagnostic tool for differentiate biomarker from patients bile with CCA and without bile duct malignant strictures.
ฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีของน้ำดีจากผู้ป่วยมะเร็งท่อน้ำดีและผู้ป่วยนิ่วในถุงน้ำดี
เพชรากร หาญพานิชย์1* , จิตราภรณ์ วงศ์วิวัฒน์ไชย1 , อนุชา อาฮูยา1, พิศาล ไม้เรียง2 ,
ปนัสดา อวิคุณประเสริญ3 , สุชาติ โกทันย์4 , เอมอร ไม้เรียง1
1ภาควิชารังสีวิทยา คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น 40002
2ภาควิชาอายุรศาสตร์ คณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น 40002
3ภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น จ.ขอนแก่น 40002
4ภาควิชารังสีเทคนิค คณะเทคนิคการแพทย์ มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ จ.เชียงใหม่ 50200
หลักการและวัตถุประสงค์ : มะเร็งท่อน้ำดี เป็นมะเร็งที่เกิดจากเซลล์เยื่อบุผิวของท่อน้ำดีที่อยู่ในและนอกตับ จัดเป็นโรคมะเร็งที่มีความรุนแรงสูง มีการพยากรณ์โรคที่ไม่ดี การวินิจฉัยมะเร็งในระยะเริ่มแรกมีความสำคัญต่อการมีชีวิตรอดที่ยาวนานของผู้ป่วย วัตถุประสงค์การศึกษานี้ เพื่อหาและวิเคราะห์น้ำดีด้วยเทคนิค ฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ในการแยกสารบ่งชี้ชีวภาพของผู้ป่วยที่เป็นโรคมะเร็งท่อน้ำดีและไม่เป็นมะเร็งท่อน้ำดี
วิธีการศึกษา : โครงการวิจัยที่ผ่านการรับรองจริยธรรมในมนุษย์ (HE581251) ศึกษาน้ำดีจากอาสาสมัครด้วยฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี อาสาสมัคร เป็นผู้ป่วยแบ่งออก 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่ 1 ผู้ป่วยเป็นมะเร็งท่อน้ำดี 30 ราย กลุ่มที่ 2 ผู้ป่วยที่ไม่เป็นมะเร็งท่อน้ำดี แต่วินิจฉัยว่ามีนิ่วในถุงน้ำดี 30 ราย
ผลการศึกษา : สเปกตรัม ช่วงองค์ประกอบของไขมัน คลอเลสเตอรอล ฟอสโฟลิพิด และ ครีเอทีน ผู้ป่วยเป็นนิ่วและผู้ป่วยมะเร็งท่อน้ำดีมีความแตกต่างกัน ส่วนสเปกตรัม ช่วงองค์ประกอบของบิลิรูบิน ผู้ป่วยเป็นนิ่วและผู้ป่วยมะเร็งท่อน้ำดีไม่มีความแตกต่างกัน
สรุป : งานนี้แสดงให้เห็นความสามารถของเทคนิคฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟราเรดสเปกโทรสโกปี ที่เป็นเครื่องมือในการวินิจฉัยที่แสดงความแตกต่างของสารชีวภาพจากน้ำดีในผู้ป่วยที่เป็นและไม่เป็นมะเร็งท่อน้ำดี
References
Olnes MJ, Erlich R. A review and update on cholangiocarcinoma. Oncology. 2004; 66: 167–79.
Khuntikeo N, Chamadol N, Yongvanit P, Loilome W, Namwat N, Sithithaworn P, et al. Cohort profile: Cholangiocarcinoma screening and care program (CASCAP). BMC Cancer 2015; 15: 2-8.
Byrling J, Andersson B, Andersson R, Marko-Varga G. Cholangiocarcinoma - Current classification and challenges towards personalised medicine. Scand J Gastroenterol 2016; 51: 641–3.
Bertuccio P, Bosetti C, Levi F, Decarli A, Negri E, La V. A comparison of trends in mortality from primary liver cancer and intrahepatic cholangiocarcinoma in Europe. Ann Oncol 2013; 24: 1667–74.
Khan SA, Davidson BR, Goldin RD, Heaton N, Karani J, Pereira SP, et al. Guidelines for the diagnosis and treatment of cholangiocarcinoma: An Update Gut 2012; 61: 1657–69.
Lubezky N, Facciuto M, Harimoto N, Schwartz ME, Florman SS. Surgical treatment of intrahepatic cholangiocarcinoma in the USA. J Hepato-Biliary-Pancreat Sci 2015; 22: 124–30.
Xu C, Huang XE, Wang S-X, Lv PH, Sun L, Wang FA. Comparison of infection between internal-external and external percutaneous transhepatic biliary drainage in treating patients with malignant obstructive jaundice. Asian Pac J Cancer Prev 2015; 16: 2543–6.
Razumilava N, Gores GJ. Classification, Diagnosis, and Management of Cholangiocarcinoma. Clin Gastroenterol Hepatol 2013; 11: 13–21. el.
Silsirivanit A, Sawanyawisuth K, Riggins GJ, Wongkham C. Cancer biomarker discovery for cholangiocarcinoma: The high-throughput approaches. J Hepato-Biliary-Pancreat Sci 2014; 21: 388–96.
Yusoff AR, Razak MMA, Yoong BK, Vijeyasingam R, Siti ZM. Survival analysis of cholangiocarcinoma: A 10-year experience in Malaysia. World J Gastroenterol 2012; 18: 458–65.
Matsumoto K, Fujii H, Michalopoulos G, Fung JJ, Demetris AJ. Human biliary epithelial cells secrete and respond to cytokines and hepatocyte growth factors in vitro: Interleukin-6, hepatocyte growth factor and epidermal growth factor promote DNA synthesis in vitro. Hepatology 1994; 20: 376–82.
Srivastava S, Roy R, Kumar S, Gupta HO, Singh D, Kushwaha JK, et al. Cholesterol and its esters as serum biomarkers in malignant obstructive jaundice: A single step 1H NMR metabolomic approach. Metabolomics 2013; 9: 1181–91.
Grunnet M, Mau-Sorensen M. Serum tumor markers in bile duct cancer-a review. Biomarkers. 2014; 19: 437–43.
Miwa M, You G, Tanaka H, Taniguchi S, Fujii T, Kamemura K, et al. Analysis of new biomarkers for cholangiocarcinoma. J Hepato-Biliary-Pancreat Sci 2014; 21: 397–8.
Xu Y, Cui J, Puett D. Cancer bioinformatics. 2014: 1 (Cancer Bioinformatics).
Liang B, Zhong L, He Q, Wang S, Pan Z, Wang T, et al. Diagnostic accuracy of serum CA19-9 in patients with cholangiocarcinoma: A systematic review and meta-analysis. Med Sci Monit 2015; 21: 3555–63.
Yao D, Kunam VK, Li X. A review of the clinical diagnosis and therapy of cholangiocarcinoma. J Int Med Res 2014; 42: 3–16.
Chiang JYL. Bile acid regulation of gene expression: Roles of nuclear hormone receptors. Endocr Rev. 2002; 23: 443–63.
Chiang JYL. Bile acid metabolism and signaling. Compr Physiol 2013; 3: 1191–212.
Qi Y, Jiang C, Cheng J, Krausz KW, Li T, Ferrell JM, et al. Bile acid signaling in lipid metabolism: Metabolomic and lipidomic analysis of lipid and bile acid markers linked to anti-obesity and anti-diabetes in mice. Biochim Biophys Acta - Mol Cell Biol Lipids 2015; 1851: 19–29.
Geier A, Wagner M, Dietrich CG, Trauner M. Principles of hepatic organic anion transporter regulation during cholestasis, inflammation and liver regeneration. Biochim Biophys Acta - Mol Cell Res 2007; 1773: 283–308.
Lewis PD. Commentary on “profiling serologic biomarkers in cirrhotic patients via high-throughput Fourier transform infrared spectroscopy: Toward a new diagnostic tool of hepatocellular carcinoma.” Transl Res 2013; 162: 275–8.
Zhang X, Thiéfin G, Gobinet C, Untereiner V, Taleb I, Bernard-Chabert B, et al. Profiling serologic biomarkers in cirrhotic patients via high-throughput Fourier transform infrared spectroscopy: Toward a new diagnostic tool of hepatocellular carcinoma. Transl Res 2013; 162: 279–86.
Untereiner V, Dhruvananda S, Garnotel R, Gobinet C, Ramaholimihaso F, Ehrhard F, et al. Bile analysis using high-throughput FTIR spectroscopy for the diagnosis of malignant biliary strictures: A pilot study in 57 patients. J Biophotonics 2014; 7: 241–53.
Siqueira LFS, Lima KMG. A decade (2004 - 2014) of FTIR prostate cancer spectroscopy studies: An overview of recent advancements. TrAC - Trends Anal Chem 2016; 82: 208–21.
Huleihel M, Salman A, Erukhimovitch V, Ramesh J, Hammody Z, Mordechai S. Novel spectral method for the study of viral carcinogenesis in vitro. J Biochem Biophys Methods 2002; 50: 111–21.
Kleiner O, Ramesh J, Huleihel M, Cohen B, Kantarovich K, Levi C, et al. A comparative study of gallstones from children and adults using FTIR spectroscopy and fluorescence microscopy. BMC Gastroenterol 2002; 2: 3.
Channa NA, Khand FD, Khand TU, Leghari MH, Memon AN. Analysis of human gallstones by Fourier Transform Infrared (FTIR). Pak J Med Sci 2007; 23: 546–50.
Ghadir MR, Riahin AA, Havaspour A, Nooranipour M, Habibinejad AA. The relationship between lipid profile and severity of liver damage in cirrhotic patients. Hepat Mon 2010; 10: 285–8.
Nagana G, Shanaiah N, Cooper A, Maluccio M, Raftery D. Visualization of bile homeostasis using 1H-NMR spectroscopy as a route for assessing liver cancer. Lipids 2009; 44: 27–35.
