《Analytica Chimica Acta》：Blood detection of autoimmune encephalitis based on laser-induced breakdown spectroscopy and Raman spectroscopy
编辑推荐：
来自北京的研究人员融合 LIBS 和拉曼技术识别 AE 患者血液，准确率达 95.04%，有望辅助临床诊断。
自身免疫性脑炎（Autoimmune encephalitis，AE）是人体免疫系统攻击脑组织引发的一系列炎症过程。目前 AE 的临床诊断标准较为复杂，依赖医生经验，需多种检测方法结合，不仅对身体有一定损伤，耗时 3 - 4 天，费用还高达数千元。激光诱导击穿光谱（Laser - induced breakdown spectroscopy，LIBS）和拉曼光谱（Raman spectroscopy，RS）具有检测速度快、预处理简单、微损或无损分析的优点，已在生物领域广泛应用于疾病诊断，但此前尚无将二者结合用于 AE 血液诊断的研究。
此次研究中，研究人员从北京天坛医院收集了 79 名健康人和 40 名 AE 患者的血清样本，采用蚀刻网状硅片作为血清基底以降低测量时的光谱变异性。对每个血清样本分别采集 15 次 LIBS 光谱和 15 次拉曼光谱，共收集到 3570 个光谱。将 LIBS 光谱和拉曼光谱串联形成融合光谱，运用互信息（Mutual information，MI）方法从融合光谱中筛选出 537 个特征，再利用长短期记忆模型（Long short - term memory model，LSTM）进行分析。结果显示，使用这些特征的 LSTM 模型识别准确率达到 95.04%，测试时间为 0.95 秒，相比单独使用 LIBS 光谱、拉曼光谱和融合光谱，准确率分别提高了 14.36%、8.03%、2.22% ，测试时间分别缩短了 0.48 秒、0.08 秒、0.55 秒。此外，通过皮尔逊相关系数分析光谱与细胞因子的相关性发现，钠（Na）、钾（K）等金属原子以及色氨酸、脱氧核糖、苯丙氨酸等分子均与细胞因子有关，这与它们在 AE 诊断中的 MI 重要性相对应。
该研究首次尝试利用光谱技术融合识别 AE 血液，并分析光谱与细胞因子的关联机制。研究结果表明，融合 LIBS 和拉曼技术能够准确识别 AE 血清，未来有望有效辅助 AE 的临床诊断。
