很多臨床研究的老師咨詢奧米科：疾病組織樣本很難獲取，手術中切取的樣本量只夠完成病理切片，不夠進行樣本前處理提取代謝物進行分析。有沒有好的技術能對臨床獲得的組織樣本進行代謝角度的研究呢？今天，奧米科就給大家介紹一種來自沃特世的組織成像新技術---DESI質譜成像技術，讓臨床研究的老師能從代謝的角度觀察組織的差異。

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什么是DESI質譜成像

DESI（解析電噴霧電離，Desorption electrospray ionization）是一種在大氣壓下，施加一定的高電壓，使噴霧溶劑，在氮氣的輔助下噴出，形成帶電噴霧液滴，對樣品表面進行微萃取，使待分析的化合物發生解析和電離后，沿傳輸管進入質譜分析的離子化技術(Science,2004, 306,471)。

DESI技術有什么優點呢？和現在已有的MALDI成像有什么不同？

DESI技術不需要樣本處理，也不需要像MALDI成像前一樣在樣品上噴涂基質，樣品放置在常壓環境（不需要采用MALDI分析的真空低壓艙），直接對樣品表面的化合物進行定性定量分析。MALDI需要小分子基質輔助，對低質量分析信號產生干擾，更適合大分子量，如蛋白質成像。DESI無需噴涂基質，而更適合脂質及小分子代謝物成像。DESI為無損檢測，其分析后可再進行MALDI成像及傳統H&E染色。 (Anal Chem. 2011, 83, p8366)

DESI目前在臨床研究中有哪些應用呢？

DESI作為一種新的前沿技術在國外的應用已經越來越多，在國內的應用正逐步開展中。

1 在神經系統的研究

腦腫瘤 腦腫瘤手術的主要目標是在保持腦功能的同時最大程度地切除腫瘤。然而，現有的成像和外科技術不能提供描繪腫瘤邊界所需的分子信息。Cooks等開發了一種系統，使用DESI-MS獲得特征脂質信息，從而對腦腫瘤進行快速分析和分類并確定腫瘤邊緣。(PNAS, 2013,110,5,p1611)研究中，基于36個神經膠質瘤和19個腦膜瘤樣本，建立了一個分類器來區分這兩種腫瘤。通過分析和診斷來自5個腦瘤切除患者的32個手術樣本的組織切片，對該分類器進行了測試和術中使用驗證。分析的樣本包括不同組織學級別和腫瘤細胞密度的少突膠質細胞瘤，星形細胞瘤和腦膜瘤。基于質譜成像的分子診斷與組織病理學診斷相對應，只有極少數例外。研究結果表明，DESI-MS技術具有識別腦腫瘤組織學類型的潛力。它提供了有關神經膠質瘤等級的信息，最重要的是，它可以通過測量樣本中的腫瘤細胞密度來幫助定義腫瘤邊緣。該研究證實了DESI-MS可通過提供快速診斷和近實時的腫瘤邊緣評估來指導腦部腫瘤切除手術。

2 癌癥研究

DESI是一種適于和病理學方法相結合的，應用日益廣泛的腫瘤診斷、預后和基礎研究工具。DESI已用于各種腫瘤研究，包括結直腸癌、乳腺癌、腦癌、胃癌、肝癌、前列腺癌、膀胱癌、肺癌、胰腺癌、皮膚癌等。
腫瘤病理學分析    Nagai等對HCC 患者肝臟中的38個腫瘤區域與72個非腫瘤區域進行UPLC-QTOF組學分析找到具有顯著差異的疾病標志物，并使用DESI針對發現的標志物進行了DESI成像 (Rapid Commun Mass Spectrom. 2020; PMID: 31412144)。該研究指出：傳統組織病理學處理耗時并高度依賴醫生的經驗，易受偽影干擾。DESI能更客觀準確地提供組織病理分析。研究從肝臟樣品中鑒定了2122個代謝物，發現SFA(飽和脂肪酸)和MUFA(單不飽和脂肪酸)的含量在腫瘤區域較高，而PUFA(多不飽和脂肪酸)在腫瘤區域含量較低。LC-QTOF技術發現的腫瘤及肺腫瘤標志物，在DESI成像結果中可對腫瘤及肺腫瘤組織進行區分。DESI為標志物的進一步的功能分析提供了定位信息。

腫瘤的預后判斷 Setou等人利用 DESI 技術對透明腎細胞癌的預后判斷進行了研究。(Oncotarget. 2019,10,p1688) 透明細胞腎細胞癌(ccRCC)通常會導致復發或轉移，臨床上缺乏有效的生物標志物。作者利用DESI技術，從ccRCC患者癌組織和癌旁組織中篩選得到了8種脂質代謝物。這些代謝物不僅可以清晰的區分癌組織和癌旁組織，而且這些代謝物在癌組織和癌旁組織的比值，還可以將患者劃分為不同的風險等級，判斷患者預后。此研究有助于開發以癌細胞代謝為靶向的診斷或治療策略。

 

DESI的樣本怎么提供？

組織切片可以在病理科處理。同一塊來源的組織樣本，一部分切割成5-10um厚度的冰片，平面鋪展固定于載玻片上，放置在冰片盒中。干冰快遞到奧米科實驗室。另一部分在病理科進行免疫熒光染色分型。制作冰片后最好在1周內進行DESI檢測。