【摘要】 傅里叶变换红外光谱由于能够阐明复杂生物系统中生化内容和分子水平结构变化的定性和定量信息，在癌症研究中受到越来越多的关注。

口腔癌是全世界最常见的癌症之一。尽管进入口腔很容易并且治疗取得了显着进步，但口腔癌患者的发病率和死亡率仍然很高，这主要是由于治疗不太成功时诊断已处于晚期。口腔癌也被发现是美国治疗费用最高的癌症。口腔癌的早期诊断可以显着提高患者的生存率并降低医疗费用。对于用于早期口腔癌检测的准确且灵敏的基于分子的诊断工具的迫切需求尚未得到满足。

 

傅里叶变换红外光谱由于能够阐明复杂生物系统中生化内容和分子水平结构变化的定性和定量信息，在癌症研究中受到越来越多的关注。疾病的诊断基于疾病病理学基础的生化变化，而不是组织的形态变化。它是一种多功能方法，可用于组织、细胞或体液。在这篇综述文章中，我们旨在总结红外光谱在口腔癌研究和检​​测中的研究。它提供了早期证据支持红外光谱作为口腔潜在恶性和恶性病变的诊断工具的潜在应用。

 

FTIR 是一种多功能分析工具，适用于组织、细胞或体液。透射模式下的 FTIR 成像技术可以轻松实现，以补充传统的组织病理学活检诊断。反射/透反射模式下的 FTIR 细胞病理学技术被证明是脱落细胞分析中的一个有价值的工具。此外，ATR-FTIR 技术在非侵入性生物流体分析中非常有用。图 1 显示了口腔上皮中重要生物分子的常见 FTIR 谱带。

 

Figure 1. Common Fourier transform infrared (FTIR) bands for biomolecules in oral epithet[1]

 

与已有百年历史的病理诊断方法相比，FTIR诊断是基于疾病病理基础上的生化变化而不是组织的形态变化，在癌症检测方面具有高灵敏度、特异度和准确性。 FTIR 与多元统计分析和机器学习等大数据技术相结合，为口腔癌的预防、早期检测和管理提供了巨大的潜力。口腔癌传统病理诊断与新型 FTIR 诊断的比较如图 2 所示。

 

Figure 2.Comparison between pathological and FTIR oral cancer diagnoses.Comparison between pathological and FTIR oral cancer diagnoses.[1]

 

各种采样技术都面临着各自的挑战，例如组织采样透射模式的光束散射伪影（米氏散射）、生物流体采样 ATR 模式的咖啡环效应以及反射/半透反射模式的电场驻波效应。细胞或组织采样。大多数挑战已通过优化样品制备和使用先进的光谱预处理技术（如扩展乘性信号校正）得到解决。

 

临床实施受到实际障碍的阻碍，例如数据采集速度低、样本吞吐量低、空间分辨率不令人满意、临床集成过程问题以及缺乏快速提取临床有用信息的优化计算程序。一些最新的技术发展可以减少这些障碍。对高吞吐量和速度的需求导致了使用高亮度量子级联激光（QCL）技术的离散频率成像系统的发展，该系统能够在传统 FTIR 系统的一小部分时间内产生高分辨率图像。

 

[1]Wang, R.; Wang, Y. Fourier Transform Infrared Spectroscopy in Oral Cancer Diagnosis. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 1206. https://doi.org/10.3390/ijms22031206

 

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