光动力疗法及光动力治疗研究应用

[摘要] 随着光动力的研究、光敏剂和光源的不断发展,光动力治疗在肿瘤治疗中的应用已日趋成熟。光动力疗法的基础与理论研究,以及新产品的不断上市,也给患者带来了福音。笔者总结今年光动力基础研究和临床研究,并阐述相关观点。

[关键词] 肿瘤;光动力治疗;光敏剂;光源

[中图分类号] R730.5   [文献标识码] C   [文章编号] 2095-0616(2012)20-174-02

光动力学治疗的定义是人体注入光敏剂后,其在恶性肿瘤内特异积聚与储留,经过一段时间后采用特定波长光照使癌细胞内的光敏剂激发,产生光化学反应杀伤癌细胞,此时正常组织中吸收的光敏剂已排泄掉,光照无光化反应,因此光动力学治疗有选择性杀伤肿瘤作用,光敏剂属于特殊抗癌药,本身无抗癌作用,必经光照激活才发挥疗效,所以不同于一般化疗药也不应列入激光治癌范围[1],激发光是低光能量仅起光化学效应,癌细胞内不存在光敏剂时仅有光照无治疗作用,这与利用高功率热效应的Nd-YAG激光治疗肿瘤不同。对这种新治疗技术定名为光动力学疗法(photodynamic therapy,PDT) 。

1 光动力治疗肿瘤的机制

光动力反应又称光化学效应是PDT的原理,这与大多数化学抗癌药杀伤作用不同,完成光动力反应必须具备三要素;光敏剂、照射光与组织内含氧,肿瘤组织吸收了光敏剂,通过特定波长的激光照射使光敏剂激发,激发态的光敏剂将能量传递给组织中氧分子(基态氧,ground state O2),形成激发态的单态氧分子(singlet oxygen),作用于细胞构成各部分产生不可逆的氧化反应[2-4]。HpD积聚于肿瘤组织中有被特定波长(514.9 nm)激光(绿色)激发发出红色荧光,目测(经滤色镜),荧光放大或荧光光谱显示记录系统可用于肿瘤定位与鉴别诊断,并有助于判定癌灶境界协助决定照射范围。

2 光敏药物(phtosensitizer)

光敏剂从静脉注射后分布在人体各种组织中,在正常组织中快速排泄出体外,而在肿瘤中特异积聚与潴留,在48~72 h仍有高浓度,而正常组织大部排出,利用时间差、浓度差照光,使癌细胞内光敏剂激发产生光动力反应,发挥细胞毒作用,正常组织中光敏剂几乎排空光照不会发生光化效应,仅有光化作用的低光能量激光(数百mW/cm2,仅为高功率的百分之一)照射不会损伤正常细胞[5-6]。理想光敏剂应具备以下特点:所有肿瘤细胞均特异性吸收,积聚滞留高浓度;正常细胞不吸收或少吸收,不滞留排泄快。光化学效应强,作用可深入肿瘤基底,不损伤正常组织,不良反应少而轻;不干扰其他抗癌治疗方法,并可协同增效,不产生耐药性,可重复治疗,患者依从性好,可承受治疗。从事研究的学者正在不断努力研制开发新的理想光敏剂[7]。

3 激发光源与光传导系统

激光是光敏剂的理想激发光源,HpD-PDT的激发光要求波长是630 nm,投照至肿瘤处的输出功率密度在200~600 mW/cm2之间,过低光能量不足以充分激发HpD,而过高时在肿瘤表面产生热效应,热灼伤的表面成焦痴,影响光的穿透,降低了光化学效应;还要求激光输出功率稳定,在治疗照射中不衰减,功率值可监测,操作方便耐用,新研制的半导体激光器符合以上要求[8]。

4 光动力治疗的特点

疗效好:激光照射吸收浓聚光敏剂的癌灶,癌灶局限,表浅,无远方转移,可以彻底清除,治愈率高,对较大肿瘤也有姑息效果。特异高:由于癌灶内滞留光敏剂时间长浓度高,经48~72 h不被排出,利用癌灶与正常组织中HpD浓度时间差、于注药后48 h照光,获得选择性杀伤特点[7]。广谱性:任何部位、任何病理类型均可浓聚HpD,只要激发光能照到之处,均有治疗作用,因之PDT的抗瘤谱广于一般化学治疗者。无耐药:PDT杀伤癌细胞的机制与常用化疗药不同,不是干扰与抑制细胞繁殖,是在细胞内激发产生单态氧杀死癌细胞,不产生耐药性。

5 PDT治疗肿瘤

中心型支气管表浅肺癌:位在支气管表浅癌灶,长径在l cm以下,无淋巴结与肺内转移灶,是最佳适应证,采用激光输出功率20~800 mW,光剂量20~600 J/cm2,局部有效率达70%~100%。对于不适于手术治疗或不宜放疗患者可首选PDT,由于治后有15%~20%复发,其是否可取代手术应随机对照研究,复发者如仅局限于原位还可重复PDT[9]。支气管肺癌:肿瘤引起气管梗阻的姑息治疗;将光纤插入肿瘤间照射,光剂量同前,注射HpD后48 h,每日照射1次,连续2~3日,重复照射时要清除坏死组织与分泌物,有利气道通畅及重复照光提高光化效应,虽然PDT不能彻底清除癌灶,但可缓解梗阻,使阻塞性肺不张消退,改善呼吸功能,缓解症状,提高生存质量,延长生存期,PDT比Nd-YAG治疗支气管癌狭窄梗阻安全。

口腔领面部肿瘤是PDT的治疗重点,此部位肿瘤90%以上是鳞状上皮癌,癌灶表浅,便于激光照射激发HpD,由于有选择杀伤肿瘤不影响正常组织,PDT后不毁容,不影响功能,不良反应小,这是常规手术或放射治疗所不及的[10]。头颈部癌中口腔、唇、舌、软脾、咽部、早期喉癌、扁桃体癌以及颈部皮肤癌均可行PDT治疗,由于部位浅在、不需要通过内镜导入激光、凡激光波长630 nm的He-Ne激光(632.8 nm)。Ar+离子泵浦染料激光(625~630 nm),Cu蒸气染料激光(630 nm),Au蒸气(628 nm)以及半导体630激光均可使用,输出功率密度200~500 mW/cm2,大于500 mW/cm2,被照表面温度升高达40℃以上,出现了热效应,影响光穿透深度,照射20~30 min,光剂量240~900 J/cm2,总有效率94%,显效达65 %,PDT还可与放疗、手术、化疗联合使用[9-12]。上消化道癌PDT是国内外报告最多的病种之一,国内始于1982年,至1986年作者等首先在国内正式报告,日本重点治疗早期癌,国内重点是手术、放疗后残留复发癌及晚期癌姑息治疗,也开展了治疗Dysplasia(ATP)。国外有报告治疗Barrecc食管。PDT治疗膀胱癌对于浅表者可以治愈[11-12]。处于T0~T2期者PDT治疗40例149个癌灶,随访4~24个月,治愈70%,PDT作用于肿瘤细胞,也证明血管间质内储留高于周围5倍的HpD,使血管系统破坏,阻断肿瘤供血使之坏死脱落,由于PDT选择性杀伤特点,治疗后不留瘢痕,位于输尿管开口处肿瘤,治后不产生狭窄,此外还有痛苦小,安全、复发率低的优点。宫颈癌PDT治疗国内外均有报告,对象是高龄不宜手术者,孕妇及拒绝手术者,Muroya报告56例,年龄23~79岁,CR54例(96.4%),此外PDT还可治疗外阴癌、阴道癌。

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(收稿日期:2012-10-10)