北京心润心激光医疗设备技术有限公司

站点导航：首页 >> 资讯动态 >> 科技简讯 >> 技术资料

影响光动力疗法的几个主要因素

     光动力疗法（ Photodynamic Therapy ，PDT）是一种正在研究发展中的新型医疗技术，自 20 世纪 70 年代末开始进入临床研究以来，至今的 20 多年来，光动力疗法在恶性肿瘤和各种良性疾病的治疗中取得了令人瞩目的成就，在治疗肿瘤和一些良性疾病方面显示出了强大的威力。国内外研究最多的是在治疗肿瘤方面的应用，现在PDT治疗肿瘤已经得到了世界上许多国家的认可，是一种具有许多优点的肿瘤疗法。
    在治疗良性疾病方面也引起了大家的广泛重视，例如在我科开展了近十年的鲜红斑痣治疗的研究，已经取得了肯定的疗效。同时，人们应用光动力疗法治疗年龄相关性黄斑变性病、银屑病、 PTCA 术后再狭窄及类风湿性关节炎等方面的研究也都取得了积极的进展。
    一、光动力疗法的机制
    光动力疗法是一种光激发的化学疗法。光敏剂吸收光子的能量跃迁到激发态，受激发的光敏剂将能量传递给氧，产生一些氧化活性分子（radical oxygen species， ROS）。ROS通过氧化作用来攻击细胞结构。这种损伤可能是细胞膜或蛋白的氧化损伤。当氧化损伤的积累超过了一定的阈值时，细胞便开始死亡。
    有关PDT治疗的作用机制现在也不是完全清楚。就已知而言，可分为化学机制和生物机制两部份来讨论。
    光动力治疗的化学机制主要包括Ⅰ型反应、Ⅱ型反应两种机制。
    光敏剂在光照下，首先跃迁到短寿命的单重态，然后经系间窜跃到寿命较长的三重态。光敏作用通常是通过光敏剂的三重态进行的。Ⅰ型反应机制是光敏剂的三重态与底物发生电子转移或抽氢作用，产生底物和光敏剂的自由基或自由基离子，它们可进一步与周围的氧反应生成氧化物。Ⅱ型机制是光敏剂的三重态与基态分子氧发生能量传递产生单重态氧。单重态氧是一种高反应活性的物质，它具有亲电性，能高效氧化生物分子。如和不饱和脂肪酸、蛋白质、核酸等反应。
    在光动力治疗中，这两种类型的反应可能同时出现，这两种机制贡献的相对大小取决于底物和光敏剂的特性和浓度，氧的浓度及光敏剂与底物间键合作用。光动力效应与氧密切相关，有许多证据表明，大多数光敏剂的光动力效果取决于单重态氧。也就是说，在大多数情况下Ⅱ型反应起主导作用。然而，其他活性物质，如超氧阴离子自由基、羟基自由基等也参与了光动力损伤的某些过程。
    光动力治疗的生物机制是以其化学机制为基础的。研究表明，光动力治疗对肿瘤的作用主要体现在两个方面：一是对肿瘤细胞的直接杀伤作用；二是通过作用于肿瘤组织的微血管造成血管完全封闭，使肿瘤组织缺氧和营养枯竭，从而导致肿瘤坏死。两种作用中何种作用为主，依不同光敏剂而异。对于Photofrin而言，第二种作用尤为重要。Photofrin在光动力治疗中，破坏肿瘤血管内皮细胞，释放出许多花生四烯酸类产物如血栓烷、前列腺素、白三烯B4等，导致血管收缩，血小板聚集及血栓形成，血管通透性，生物大分子及液体从血管中渗出直至肿瘤组织水肿。这几种因素的综合作用结果造成血管血流郁滞，血管完全闭合，导致肿瘤组织坏死。
    此外对光动力治疗生物机制的研究还表明，光动力治疗杀死肿瘤组织的能力还包括免疫系统的参与。初步的试验结果使有关专家确信，光动力作用使存活细胞产生新的抗原，能引起对于肿瘤的免疫反应。我们知道，恶性肿瘤使人致死的一个很重要的原因是它能转移病灶。如果用光动力治疗杀死原始肿瘤细胞，然后利用免疫系统控制其转移，就能够有效治愈癌症。对光动力治疗免疫机制的研究，同时也为利用自身免疫系统治疗癌症开辟了道路。
    再有用于光动力治疗的药物应该可以选择性地富集于肿瘤组织上。而研究发现，一般光敏剂有在超增殖细胞中优先聚集的特性。无论是在体还是离体实验都清楚的表明，新生细胞的细胞膜上表达大量的低密度脂蛋白受体（LDL receptor），肿瘤组织做为一种可以快速分裂的细胞，具有比静止细胞更多的接受低密度脂蛋白的受体。而实际上一些亲脂性的光敏剂，易于附着在低密度脂蛋白上，因而就造成此类化合物在肿瘤组织上富积，从而直接杀伤肿瘤细胞。而亲水性的光敏剂则更多的通过白蛋白和血清蛋白的运输，聚集在肿瘤的间质和血管组织，破坏肿瘤的血管，切断肿瘤的氧和营养物质的供应，来达到杀伤肿瘤细胞的目的。可以设想，一些良性病变组织的细胞增殖也很快，这给我们治疗良性疾病提供了有益的提示。
    光动力发展至今，已经在许多国家得到认可，1993年加拿大批准Photofrin-PDT用于防治膀胱乳头癌。1996年美国FDA批准光动力疗法用来治疗梗阻性食道肿瘤。1997年法国、荷兰批准光动力疗法用于晚期肺癌和食道癌，德国批准用于早期肺癌的治疗。日本批准光动力疗法用于早期的食道、肺、胃、宫颈癌的治疗。
    从光动力发展至今的二十余年的历史来看，应该说对于某些肿瘤、良性疾病中的鲜红癍痣、及年龄相关性黄斑变性病等疾病是确实有效的，而且也得到了临床证实。但是，由于光动力疗法的研究还不是很深入，尤其是新型光敏剂的研究还比较滞后，所以光动力疗法的潜力还没有得到充分的发挥，有些时候疗效不是很确定、治疗时机及适应症的选择不容易掌握，这些都给人们带来了疑问。但是，光动力疗法还是一把治疗疾病的利器，我们不能对它要求过高，很多问题还有待进一步解决。
    进入了二十一世纪，人们对光动力疗法的理解也会更加深入，而有关光动力疗法的应用前景也将更为广阔，但是光动力疗法也存在着不少问题。人们试图围绕着光动力疗法的三个基本要素来着手解决一些问题，所谓三个基本要素即光敏剂（photosensitizer）、光源（light source）、氧（oxygen）。
    二、光敏剂
    光敏剂是一种本身（或其代谢产物）能选择的浓集于要作用细胞的化学物质，它（或其代谢产物）在适当波长光的激发下能产生光动力效应而破坏靶细胞。光敏剂是PDT的核心物质。光动力疗法的提出、发展及应用都是随着光敏剂的发展而逐渐完善的。
    早在本世纪初人们就发现了“血卟啉”的光毒效应，50年代，Schwartz发现起光毒效应的不是血卟啉本身，而是其中的血卟啉寡聚混合物杂质，所以就提纯到了血卟啉衍生物（HpD），80年代初又从HpD中分离出具有较强光生物活性的部分，并称其为光敏素Ⅱ（photofrinⅡ）。HpD和光敏素Ⅱ都属于第一代光敏剂，也是目前为止仅有的在临床应用光敏剂。虽然在临床上取得了肯定的疗效，但仍有很多不足之处，如成分复杂、组成不定、皮肤光敏副作用大等缺点等。由于第一代光敏剂的以上不足，人们开始了第二代光敏剂的研究。
    在新型光敏剂的开发研制中需要注意的是光敏剂不但可以在疾病的治疗中发挥作用，同样在疾病的诊断中也有明显的优势。而且各种疾病又有各自的特点，对光敏剂的要求就会不同。例如诊断用药就要求光敏剂有良好的荧光特性，但同时最好不产生光动力效应。治疗肿瘤的用药则要求不但杀伤效应强，而且光漂白速率要慢，这样在整个治疗过程中能始终保持光敏剂的有效杀伤浓度。我们在治疗鲜红斑痣的过程中却发现如果光敏剂的光漂白速率快则可能有利于减少表皮的光敏反应。这是因为鲜红斑痣是一种血管病变。表皮的光敏剂漂白完之后，血液中的光敏剂却源源不断的供给到血管内皮细胞。这样表皮的光敏剂浓度保持在一个较低的水平，而血管内皮细胞则能始终保持在适当的治疗浓度。从而提高了光敏剂的选择性。同样，不同的疾病对光敏剂的其他参数的要求也不相同。随着光敏剂研究的发展，不同的临床用途要求不同的光敏剂与之相匹配。

咨询电话：010-81780640/1 传真：010-81780642