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

     在以往的光敏剂研制过程中，人们把更多的注意力放在了光敏剂吸收波长的红移上。随着光动力疗法的进一步研究，我们发现一味的追求光敏剂吸收波长的红移并不一定是所有光敏剂的终极取向。比如，我们在治疗鲜红斑痣的过程中就发现，如果治疗的波长太长，穿透深度太深，反而会引起真皮层的损伤，导致瘢痕形成。
    同样评价一种光敏剂的好坏，不应只停留在它的杀伤效应和治疗波长的红移上，而是要综合考虑到它在临床对适用疾病的疗效上。所以新型光敏剂需要在这几方面下工夫。①组分单一，结构明确。②方便给药，缩短给药到治疗的时间。③排泄快、毒、副作用小，避光时间短。④有较高的作用效率，产生足够的 ROS 。⑤在病变组织上被选择性吸收，对健康组织应不吸收或少吸收。⑥与相应的治疗疾病有匹配的作用波长。⑦发展多种光敏剂，适应临床的不同用途。
    目前，国内外第二代光敏剂研究概况：这些第二代光动力治疗药物大多为卟啉、卟吩类化合物的衍生物，其它还有金属酞菁、稠环醌类化合物、以及生物体内合成卟啉的原初化合物δ—氨基乙酰丙酸（ALA）等。目前不下十种药物已经进入了临床试验阶段。值得一提的是我国自己研制的光敏剂—竹红菌素（包括竹红菌甲素HA，和竹红菌乙素HB）是从竹红菌中提取出来的稠环醌类化合物。多年以来，中国科学院化学研究所的科研人员对竹红菌素进行了大量的、卓有成效的研究。目前，竹红菌素已经在临床上被应用于多种皮肤病的光动力治疗。带有特定结构修饰的竹红菌素在光动力治疗肿瘤和抗病毒方面表现出优越的性能。
    三、组织氧浓度
    氧是光动力作用的三个要素之一，是参与光动力作用的重要反应物，组织中氧的浓度对光动力的效果起着很重要的作用。
    有关PDT中氧的消耗问题在理论和实验中都得到了证实。有研究表明，在PDT的作用过程中Ⅱ型机制中起着更重要的作用，研究氧在PDT中的角色成为PDT研究的一个重要问题。由于光动力作用，可以使被照射治疗的组织区域的氧浓度有明显的降低。而氧浓度降低的原因、及由此引发的对PDT治疗的影响是什么，一些研究结果给了我们很好的提示。因为在治疗中那些远离毛细血管的细胞的氧浓度可能低到了不能产生单态氧来破坏细胞的地步，此时，就是有充足的光敏剂和光照也起不到杀伤作用。
    其实人们在早期研究放射治疗时就注意到了氧浓度对放疗效果的影响，并提出了间断实施 X 线照射和在高氧条件下治疗的措施。
    那么组织中到底发生了什么变化呢？在研究中人们发现组织中氧消耗的速率如果大于 6 μ Ms-1，组织就不能从循环系统及时补足氧，使得组织中的氧浓度持续下降，这样就使得单态氧的产率下降，光敏剂的杀伤效率就会下降。所以，当其他条件一定时，氧浓度就成为决定光动力效应的主要因素。
    在光动力治疗中发现肿瘤在相同的光剂量和药物剂量而不同的功率密度情况下，疗效差异很大。在能量密度同为 360J/cm2而功率密度分别为50mW/cm2和200mW/cm2的治疗中，前者的疗效要优于后者。另外在在实验中还发现，照光30秒，然后间断30秒接着照光的疗效要明显优于连续照光组。那么，为什么会有以上情况发生呢？当功率密度大时，氧耗非常迅速，而毛细血管的氧运输来不及补充耗去的氧，所以杀伤效应和杀伤半径都较低功率密度的治疗组要差。再看间断照光组，由于组织有时间补充耗竭的氧，而增强了杀伤效果。还有应该注意的情况是当PDT杀死一部分细胞后，那么整个组织的氧耗必然降低，从而提高了其他细胞的氧浓度，结果增强了杀伤效应。
    在研究光动力对肿瘤的杀伤效应时，人们发现肿瘤血管的破坏是光动力的很重要的效应之一。不难想象血管中的氧浓度要远远高于肿瘤组织中氧的浓度，这可能是氧在光动力治疗中起重要作用的有力佐证。当然一旦肿瘤组织的血管被破坏，血供即停止，氧的补充也就停止了。在治疗血管性疾病时的确应该注意到以上现象，例如在鲜红斑痣的治疗中，由于是血管组织所以氧含量很高，所以容易取得比较理想的效果。
    应该注意的是photofrinⅡ对氧的依赖性要强一些，别的光敏剂可能与此有所不同，例如，多数的酞菁类光敏剂对氧的依赖性并不大。所以，不同的光敏剂在光动力效应中发生的机制可能不同，但是氧在光动力疗法中的作用是我们在研究各个光敏剂中所必须注意的。
    四、光源
    良好的光源是光动力治疗不可或缺的条件。在早期的光动力研究中人们采用的是普通光源。但是，随着激光的发明，人们在研究中逐渐开始采用激光作为光源。激光以其单色性好、方向性好、亮度高、相干性好的优点而有力的推动了光动力的研究。
    各种适用于不同治疗的激光器纷纷面世。但是，激光器的输出功率一定要足够大才能达到治疗效果。现在应用在临床的有铜、金蒸气激光器、氩离子激光器、染料激光器、半导体激光器等等。
    在光动力治疗中，激光的波长、功率密度和能量密度对治疗的效果有很大的影响。不同的波长对组织有不同的穿透深度，所以在光敏剂的研制过程中人们总是追求吸收光谱的红移，以期增加治疗的深度，彻底杀伤肿瘤细胞。而不同的波长对不同的肿瘤组织的穿透是不同的。
    在PDT治疗的过程中，吸收光谱有时和最佳作用光谱不一致，即最大吸收波长，不一定就是最佳治疗波长。这有可能是在治疗中最大吸收波长对光敏剂的光漂白作用也很强，另外，在体情况下，体内各种成分对光敏剂也可能有影响，而导致最佳治疗波长和最大吸收波长的不一致。
    此外，由于生物体内红血球的存在和光散射等原因，不同波长的光对组织的穿透深度是不同的。总的来说，波长越长对组织的穿透越深。比如Photofrin的最大吸收在630nm，在此波长的光照射下，药物可以被活化。而这一波长的光穿透组织的深度﹤0.5cm 。如果波长是700nm深度就接近0.8cm，800nm的光可达1cm。
    光对组织的穿透深度在肿瘤的治疗中有很有意义，因为此时的光动力效应的深浅主要取决于光的穿透深度。但是，对于同一种光敏剂而言随着光波的红移，光子的能量降低， ROS 的产率也降低了许多，影响了治疗效果。
    鉴于光对组织的穿透深度有限，影响了PDT的治疗效果。早在1989年Arnfield就提出是否可以设计一种多头的光纤分别均匀的插入到组织中去来进行光动力治疗，并率先进行了研究，既所谓的（Interstitial photodynamic therapy，IPDT）。后来Marijnissen（1993）、 Fenning（1994）先后作了这方面的工作。结果表明，这样使所有的肿瘤组织一次就得到完全治疗，从而大大提高了疗效。我国厦门大学抗癌研究中心采用点阵插入组织间照射法治疗大范围肿瘤，通过插入多根光纤并合理安排光纤的密度和布局，30例患者中，治疗直径在 7~10cm者13例，直径在10~16cm者17例，近期疗效显著。

咨询电话：010-81780640/1 传真：010-81780642