光動(dòng)力學(xué)治療皮膚相關(guān)疾病的研究進(jìn)展

李昕 綜述 李偉 審校

光動(dòng)力療法（Photodynamic therapy，PDT）是近年來(lái)發(fā)展較快的一項(xiàng)醫(yī)療技術(shù)。它的基本原理是，首先通過(guò)全身或局部用藥給予光敏劑，利用靶細(xì)胞與周圍正常細(xì)胞積聚光敏劑的差異，使光敏劑在靶細(xì)胞中特異性集聚，然后經(jīng)特定波長(zhǎng)的激光照射后，激發(fā)光敏劑產(chǎn)生一系列的光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生單重態(tài)氧、自由基或自由基離子等細(xì)胞毒性物質(zhì)，特異性殺傷靶細(xì)胞；同時(shí)也能損傷照射局部的血管內(nèi)皮系統(tǒng)而造成血栓，使照射局部缺血缺氧，達(dá)到治療目的。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于治療皮膚、消化道、呼吸道、泌尿系統(tǒng)等的淺表惡性腫瘤，并且近年來(lái)在非腫瘤疾病的治療中也得到了應(yīng)用。PDT在皮膚科主要應(yīng)用于光化性角化病、淺表型基底細(xì)胞癌和Bowen’s病等皮膚腫瘤的治療，對(duì)尋常性痤瘡和病毒疣等顯示了獨(dú)特療效。PDT副作用較少，恢復(fù)時(shí)間短，美容效果突出，已成為某些皮膚科疾病優(yōu)先采用的治療方法。本文就PDT的研究進(jìn)展，及其在相關(guān)皮膚疾病中的應(yīng)用進(jìn)行綜述。

1 光敏劑

理想的光敏劑應(yīng)該有很好的化學(xué)純度，能在靶組織中積聚，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到積聚峰值，半衰期短，可以很快從正常組織中清除，所需激活的激光波長(zhǎng)可穿透靶組織并產(chǎn)生大量的細(xì)胞毒性物質(zhì)以達(dá)到治療目的。

第一代光敏劑是HpD及其純化物卟吩姆鈉（Photofrin），其組織選擇性和光動(dòng)力損傷強(qiáng)度的穩(wěn)定性都很差，并且容易引起皮膚光過(guò)敏反應(yīng)，術(shù)后避光時(shí)間長(zhǎng)。另外，這類光敏劑的在紅光部分的吸收帶很弱，導(dǎo)致治療深度不夠，臨床應(yīng)用具有一定的局限性。第二代光敏劑，如苯并卟啉衍生物單酸環(huán)A、間-四羥基苯二氫卟酚、酞菁類和二氫卟吩等都是純化物，所需激發(fā)的激光波長(zhǎng)為660～690 nm，最大的優(yōu)點(diǎn)是能在靶組織處快速集中，在正常組織中快速清除。第三代光敏劑（尚處于實(shí)驗(yàn)階段）包括Lutetium texaphyrin[1-2]和抗體結(jié)合光敏劑[3]等，吸收光譜為700～800 nm，具有更深的組織穿透性和更好的靶組織選擇性。

由于全身給藥會(huì)延長(zhǎng)光敏劑的清除時(shí)間，局部應(yīng)用的光敏劑更適合用于皮膚癌的治療。目前，最常見(jiàn)的局部用光敏劑是氨基乙酰丙酸（Aminolevulinic acid，ALA）和甲基氨基乙酰丙酸（Methyl aminolevulinate，MAL）。ALA是人體中血紅素合成過(guò)程中的中間物質(zhì)，其作為內(nèi)源性卟啉的光敏劑是目前臨床運(yùn)用較多的一類。ALA穿過(guò)細(xì)胞膜并在細(xì)胞內(nèi)積聚的量是有限的，該過(guò)程需要能量，受pH值和溫度的影響，并且極易飽和，但ALA在腫瘤細(xì)胞中能較快積聚。MAL是ALA的甲基酯化物，同樣可以在癌細(xì)胞中選擇性積聚。MAL通過(guò)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)和被動(dòng)擴(kuò)散兩種方式進(jìn)入細(xì)胞。后者不需要能量，不存在飽和狀態(tài)。進(jìn)入細(xì)胞后，MAL脫甲基，轉(zhuǎn)化為ALA，后續(xù)的代謝過(guò)程和ALA是一致的。ALA或MAL產(chǎn)生的內(nèi)源性光敏劑PpIX可以在24～48 h后完全代謝為無(wú)光敏活性的血紅素[4-5]，減少了光敏劑滯留帶來(lái)的副作用。

2 光源

PDT光源的波長(zhǎng)應(yīng)該在光敏劑可吸收光譜范圍內(nèi)。卟啉類化合物最大吸收光波長(zhǎng)是405 nm，其他較低的吸收峰為510 nm、545 nm、580 nm和630 nm。光生物學(xué)的基本規(guī)律是光的波長(zhǎng)越長(zhǎng)穿透能力越強(qiáng)。因皮膚相對(duì)于臟器更容易接觸到光，故PDT在治療皮膚相關(guān)疾病時(shí)，光的波長(zhǎng)可以更為廣泛。藍(lán)光波長(zhǎng)405～420 nm，穿透皮膚的深度約1～2 mm，用于治療表淺的皮膚疾病；紅光波長(zhǎng)600～800 nm，可穿透皮膚深度約6 mm，是治療皮膚病最理想的光波。但因?yàn)镻DT依賴于光的能量和光敏劑的含量，故治療有效深度約為1～3 mm[5]。臨床應(yīng)用光源波長(zhǎng)多在625～633 nm，因?yàn)檫@個(gè)波段的光的穿透性最好[6]。PDT的光源可以分為3大類：光譜燈、二極管燈和激光。在臨床研究中應(yīng)用的非相干光源主要有鹵素?zé)簟l(fā)光二極管燈（LED）和強(qiáng)脈沖光（IPL）。LED設(shè)備較便宜，方便攜帶，目前適用于大面積的皮膚病變。激光儀可以發(fā)出高能量的單色光，聚焦精確，在治療小的病灶時(shí)可以最大程度地保護(hù)周圍的組織。目前，最常用的光源是脈沖染料激光（595 nm）和二極管激光（632 nm和670 nm）。

3 PDT的作用機(jī)制

PDT治療需要光、光敏劑和氧分子三種物質(zhì)的參與和相互作用。治療過(guò)程包括兩個(gè)階段：第一階段，局部或全身用藥后，光敏劑在靶組織中積聚。PDT治療皮膚腫瘤主要理論依據(jù)是在細(xì)胞快速增殖過(guò)程中，需要亞鐵血紅素和相關(guān)分子，光敏劑為體內(nèi)血紅蛋白合成的前體物質(zhì)，可以被增生活躍的細(xì)胞選擇性吸收，使細(xì)胞內(nèi)及新生血管中光敏劑含量高于周圍正常組織，從而導(dǎo)致這些細(xì)胞有更高的光敏性。因此，損傷被局限在高光敏性的細(xì)胞中，周圍組織不受影響，以達(dá)到預(yù)期的治療效果[7]。第二階段，用特定波長(zhǎng)的光照射光敏性組織。光敏劑暴露于特定波長(zhǎng)的光后被激發(fā)，先從基態(tài)到激發(fā)單重態(tài)，然后過(guò)渡到相對(duì)穩(wěn)定的激發(fā)三重態(tài)。處于激發(fā)三重態(tài)的光敏劑和周邊分子可以發(fā)生兩種反應(yīng)：一是通過(guò)氫離子和電子的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生自由基，二是將能量轉(zhuǎn)移給氧，產(chǎn)生細(xì)胞毒性物質(zhì)，即活性氧（Reactive Oxygen species，ROS），單態(tài)氧是ROS的主要成分[8]。單態(tài)氧在生物系統(tǒng)中有很高的活性，活性氧可以氧化脂質(zhì)、氨基酸和蛋白，其產(chǎn)物介導(dǎo)細(xì)胞凋亡和壞死。單態(tài)氧在其失活前擴(kuò)散距離不超過(guò)0.02 μm[9]。因此，單態(tài)氧介導(dǎo)的損害局限在其生成的地方。ROS氧化的細(xì)胞成分破壞細(xì)胞膜和細(xì)胞器，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)外滲透壓和傳輸功能改變。另外，ROS也可間接刺激炎癥介質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和釋放[10]。雖然有人認(rèn)為單態(tài)氧是PDT造成細(xì)胞損傷的主要原因，但是在PDT介導(dǎo)氧化損傷中，自由基也起著非常重要的作用[11]。

4 PDT在皮膚疾病治療中的應(yīng)用

光動(dòng)力最早被應(yīng)用于皮膚疾病的治療，隨著PDT研究的發(fā)展，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，從最初的單一皮膚癌癥治療到現(xiàn)在的炎性疾病及美容用途。

光化性角化?。ˋctinical keratosis，AK）是由于光照引起的皮膚角化過(guò)度，白種人中較常見(jiàn)，好發(fā)于光照部位。1999年，美國(guó)FDA批準(zhǔn)ALA-PDT療法應(yīng)用于AK的治療，療效良好。美國(guó)的一項(xiàng)多中心隨機(jī)雙盲安慰劑對(duì)照研究中，治療組外用MAL后3 h，用非相干紅光（75 J/cm2）治療，1周后重復(fù)治療一次。3個(gè)月后，治療組與安慰劑組相比，90%患者治療有效，并取得很好的美容效果[12]。藍(lán)光源和紅光源相比，在治療效果上無(wú)差異[13]。Tarstedt等[14]對(duì)106例患者的研究顯示，對(duì)于薄的病灶，單次治療和重復(fù)治療相比，療效無(wú)差異；對(duì)于厚的病灶和頑固性病灶，重復(fù)多次治療的清除率高于單次治療。頭面部AK，ALA-PDT單次治療后3個(gè)月，病灶清除率可以達(dá)71%～100%；四肢部位病灶清除率僅為44%～73%[15]。

Bowen’s?。˙D）亦稱原位鱗狀細(xì)胞癌。一項(xiàng)多中心隨機(jī)對(duì)照研究將MAL-PDT、冷凍和5-FU對(duì)BD的療效進(jìn)行對(duì)比，最后一次治療后3個(gè)月進(jìn)行隨訪。3種方法治療后病灶清除率相似，分別為86%、82%和83%。治療后24個(gè)月隨訪，病灶殘留率分別為68%、60%和59%。但PDT治療后美容效果最佳[16]。Salim等[17]的兩中心隨機(jī)Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)證明，采用ALA-PDT治療后6周，病灶的清除率為88%（29/33），高于5-FU治療組的66.7%（22/33）。治療后1年，ALA-PDT治療的病灶清除率為82%，同樣高于5-FU治療組的42%。由于PDT美容效果突出，療效也同樣良好，已成為BD的首選治療方法。

基底細(xì)胞癌（Basal cell carcinoma，BCC）是最常見(jiàn)的皮膚惡性腫瘤，起源于上皮的基底細(xì)胞。已有許多研究證實(shí)，PDT可以有效治療BCC[18]。一項(xiàng)5年隨訪研究對(duì)MAL-PDT和冷凍法治療表淺BCC的療效進(jìn)行比較，3個(gè)月時(shí)病灶完全緩解率分別為97%和95%，五年時(shí)病灶完全緩解率分別為75%和74%。兩者在緩解率上無(wú)顯著差異，但是從美容角度來(lái)看，PDT明顯優(yōu)于冷凍治療[19]。目前，手術(shù)切除和冷凍仍是BCC治療的一線選擇，PDT被認(rèn)為是二線選擇，但對(duì)于大面積或彌散性皮損、患者年齡太大或太小、不能耐受其他治療方法時(shí)，PDT治療具有特別的價(jià)值。

鮮紅斑痣，又稱葡萄酒色斑（Port-wine stains，PWS），是一種常見(jiàn)的先天性毛細(xì)血管畸形，多發(fā)于面頸部。PDT治療PWS已有20年的歷史。顧瑛等[20]首先應(yīng)用HPD-PDT治療PWS獲得成功。隨著光敏劑和光源的不斷發(fā)展，李偉等[21]使用癌光啉（PsD-007）作為光敏劑，578 nm銅蒸汽激光作為光源，治療155例PWS，完全治愈率為26.5%，總有效率達(dá)97.4%，額顳部、頸和耳后病灶的有效率可達(dá)100%，療效良好，局部反應(yīng)輕，可重復(fù)治療。Zhao等[22]的開(kāi)放性多中心研究表明，Hemoporfin-PDT可安全有效地治療16～50歲患者的PWS。但Evans等[23]的研究證實(shí)，ALA-PDT與單純應(yīng)用PDL治療PWS相比，療效無(wú)顯著差異。

PDT治療痤瘡的機(jī)理是通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)殺死皮損中的丙酸桿菌，同時(shí)直接損傷皮脂腺，減少皮脂腺分泌物。Yeung等[24]對(duì)12例亞洲人的面部痤瘡用0.5%ALA-PDT治療。患者外用ALA后1 h以IPL照射，治療后1個(gè)月面部痤瘡個(gè)數(shù)減少，額部油脂明顯減少。治療后未見(jiàn)感染，色素沉著，光毒性等不良反應(yīng)。Choi等[25]比較了紅光源和藍(lán)光源在殺菌作用上的差異，結(jié)果顯示若不外用光敏劑，藍(lán)光的殺菌作用強(qiáng)于紅光，但外用ALA后，紅光同樣具有很強(qiáng)的殺菌作用。

目前，PDT還用于銀屑病、頑固性病毒疣及真菌感染的治療。此外，還被用于T細(xì)胞淋巴瘤、Kaposi肉瘤、乳房外Paget’s病、光化性唇炎、角化性棘皮瘤、毛囊角化病、斑禿、多毛癥、光老化、限局性硬皮病、播散性淺表性汗孔角化癥等多種疾病的治療。

5 展望

目前，許多研究主要致力于新型光敏劑和新型藥物載體的研發(fā)。近年有研究嘗試將PDT應(yīng)用于新的疾病治療。我們認(rèn)為，既然PDT治療不僅可以產(chǎn)生單態(tài)氧，從而導(dǎo)致細(xì)胞毒效應(yīng)，還可以封閉增生的血管，因此我們嘗試講ALA-PDT應(yīng)用于瘢痕的治療。體外實(shí)驗(yàn)已證明，ALA-PDT可使瘢痕成纖維細(xì)胞凋亡。蔡宏等[26]用HMME-PDT治療兔耳增生性瘢痕，治療后瘢痕厚度明顯降低，真皮層變薄，微血管及成纖維細(xì)胞數(shù)量減少。因此，我們認(rèn)為，PDT有望成為瘢痕治療的新方法。

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