光動(dòng)力學(xué)結(jié)合脫色素療法治療黑素瘤

單浩洋 魯元?jiǎng)?呂雪

光動(dòng)力學(xué)結(jié)合脫色素療法治療黑素瘤

單浩洋 魯元?jiǎng)?呂雪

黑素瘤是一種來(lái)源于黑素細(xì)胞惡性程度較高的惡性腫瘤。研究證明,遺傳和環(huán)境因素,比如紫外線損傷可以引起皮膚黑素細(xì)胞向黑素瘤轉(zhuǎn)化。雖然黑素瘤只占皮膚癌患者的4%,但是死亡率占皮膚癌死亡人數(shù)的70%[1]。梅奧醫(yī)學(xué)院的統(tǒng)計(jì)顯示,在全球范圍內(nèi),黑素瘤的發(fā)病率正在逐年上升[2]。因此,找到黑素瘤有效的治療方法有著重要的意義。研究發(fā)現(xiàn),早期手術(shù)大多可取得良好療效[3]。由于黑素瘤早期轉(zhuǎn)移率高,對(duì)多數(shù)患者而言,確診黑素瘤時(shí)已錯(cuò)過(guò)了最佳手術(shù)時(shí)機(jī)。對(duì)傳統(tǒng)的抗癌方法包括,化療,放療等,黑素瘤則表現(xiàn)出了極強(qiáng)的抵抗力。光動(dòng)力療法(PDT)作為一種全新的嘗試受到了越來(lái)越多的關(guān)注,該療法通過(guò)集中在腫瘤部位的光敏劑發(fā)揮全身或局部效應(yīng)。研究證明,光敏劑在特殊波長(zhǎng)的光照射下被激活,使氧暫時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚匝?reactive oxygen species, ROS)[4]。產(chǎn)生的活性氧選擇性地殺死腫瘤細(xì)胞,破壞腫瘤的脈管系統(tǒng),激活機(jī)體的抗癌細(xì)胞免疫應(yīng)答[5]。PDT具有全身蓄積毒性較低、多次治療毒副作用較少等優(yōu)點(diǎn)。因此,作為一種惡性程度極高且暫無(wú)有效治療方案的腫瘤,PDT治療黑素瘤逐漸得到臨床認(rèn)可,其相關(guān)研究也相繼開展。

一、PDT治療黑素瘤

從20世紀(jì)80年代開始,PDT治療黑素瘤的報(bào)道相繼出現(xiàn)。研究報(bào)道[6],實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在光動(dòng)力治療后,體內(nèi)的黑素瘤細(xì)胞明顯凋亡、壞死或生長(zhǎng)抑制,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生存期得到了延長(zhǎng)。除此之外,有文獻(xiàn)報(bào)道在動(dòng)物模型中,PDT還可以清除淋巴管內(nèi)的腫瘤細(xì)胞,破壞與腫瘤密切相關(guān)的淋巴管,從而可有效抑制腫瘤的轉(zhuǎn)移[7]。相比眾多的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)報(bào)道,相關(guān)臨床試驗(yàn)卻較少。其中一項(xiàng)利用二氫卟酚e6作為光敏劑的臨床實(shí)驗(yàn)報(bào)道[8],14例參與實(shí)驗(yàn)的黑素瘤皮膚轉(zhuǎn)移患者在治療后的實(shí)驗(yàn)觀察期間,所有的轉(zhuǎn)移灶完全消退且未復(fù)發(fā)。而另外一項(xiàng)針對(duì)黑素瘤腦轉(zhuǎn)移的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示[9],熒光標(biāo)記引導(dǎo)下的手術(shù)切除聯(lián)合重復(fù)的光動(dòng)力治療,使6例受試者在治療結(jié)束后均未出現(xiàn)腦部黑素瘤的復(fù)發(fā),其療效令人滿意。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,PDT在臨床上,現(xiàn)階段主要用于治療脈絡(luò)膜黑素瘤。

二、黑素瘤對(duì)PDT的抵抗

雖然光動(dòng)力學(xué)治療黑素瘤有顯著療效,但同傳統(tǒng)的放化療一樣,黑素瘤也顯示出了對(duì)PDT的抵抗。根據(jù)報(bào)道[10],這與光學(xué)干涉,黑素的抗氧化防御,自噬作用誘導(dǎo)的細(xì)胞保護(hù)應(yīng)答機(jī)制有關(guān)。還有文獻(xiàn)指出[11],黑素顆?？梢员Ｗo(hù)黑素細(xì)胞和黑素瘤細(xì)胞免于有細(xì)胞毒作用的中間產(chǎn)物的傷害。通過(guò)不同類型的黑素瘤對(duì)光動(dòng)力敏感性的比較發(fā)現(xiàn),色素沉著的黑素瘤對(duì)各種治療包括,PDT的抵抗明顯強(qiáng)于無(wú)色素沉著的黑素瘤[12],表明黑素含量可能對(duì)PDT治療黑素瘤的效果產(chǎn)生影響。相關(guān)結(jié)果顯示[13],色素沉著黑素瘤對(duì)光動(dòng)力學(xué)療法的抵抗源于黑素,而主要是黑素可以與光敏劑競(jìng)爭(zhēng)光子的吸收。有學(xué)者認(rèn)為[14]黑素主要起到了類似濾光鏡的作用,它可以阻止照射光向組織深部穿透并吸收或散射光,進(jìn)而阻滯光敏劑的激活。有文獻(xiàn)報(bào)道[15],黑素還可作為一種胞內(nèi)抗氧化劑,清除ROS,起到保護(hù)細(xì)胞的作用。此外,已有文獻(xiàn)報(bào)道[16],黑素瘤細(xì)胞上ABCG2運(yùn)載體可以作為流出泵,排除細(xì)胞內(nèi)具有細(xì)胞毒作用的卟啉,從而降低PDT的作用。在黑素瘤中,黑素主要存在于黑素小體中。因而,黑素小體在黑素瘤對(duì)PDT中的抵抗中也可直接發(fā)揮一些作用。在黑素合成過(guò)程中,一些有細(xì)胞毒作用的中間產(chǎn)物會(huì)生成,例如5，6-二羥吲哚和5，6-二羥吲哚-2-羧酸等,而黑素小體可以保護(hù)黑素瘤細(xì)胞免受這些有毒中間產(chǎn)物的傷害[17]。除此之外,黑素小體和黑素與不同黑素瘤細(xì)胞的死亡類型也有關(guān)。文獻(xiàn)報(bào)道[18],接受相同的PDT(HYP-PDT),色素沉著黑素瘤與無(wú)色素沉著黑素瘤的細(xì)胞死亡類型有所不同,前者以細(xì)胞壞死為主,后者卻是細(xì)胞凋亡。

三、PDT與脫色素療法的結(jié)合

由于黑素在黑素瘤對(duì)PDT的抵抗中起到重要作用,多年來(lái),許多學(xué)者進(jìn)行了各種嘗試,對(duì)黑素瘤中的黑素進(jìn)行脫色處理。黑素的生物合成首先是由酪氨酸通過(guò)酪氨酸羥化酶轉(zhuǎn)化為左旋多巴,然后再通過(guò)多巴氧化酶使左旋多巴轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟王６?通過(guò)酶和金屬離子催化的一系列反應(yīng),多巴醌轉(zhuǎn)變?yōu)楹谒?。在這一過(guò)程中,很多刺激因素都可改變黑素的生物合成[19]。而在不同的細(xì)胞基因型和環(huán)境因子作用下,酪氨酸可以最終轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌愋偷暮谒豙20]。因此,黑素瘤可以是無(wú)色素沉著腫瘤、中度色素沉著腫瘤以及高色素沉著腫瘤。其色素沉著的程度與腫瘤的分化程度呈正相關(guān),與生長(zhǎng)速率呈負(fù)相關(guān)[21]。

雖然黑素瘤是一種惡性腫瘤,而惡性腫瘤通常會(huì)失去一些特定的正常細(xì)胞功能,但它卻表現(xiàn)為酪氨酸酶和一些可能的黑素生成酶的表達(dá)增多,從而導(dǎo)致黑素生成增多[22]。此外,酪氨酸酶,酪氨酸酶相關(guān)蛋白TYRP-1和TYRP-2在黑素合成期間通過(guò)不同的活性位點(diǎn)與酪氨酸羥化酶、多巴氧化酶產(chǎn)生協(xié)同作用,促進(jìn)了黑素的合成。因此,在黑素生物合成的過(guò)程中,酪氨酸酶是其中一個(gè)重要的限速酶。抑制酪氨酸酶的活性可以有效減少黑素的生成,從而達(dá)到使黑素瘤脫色素,減少黑素在PDT中造成的光學(xué)干涉和ROS光防護(hù)作用,提高黑素瘤細(xì)胞對(duì)PDT的敏感性。

苯硫脲作為酪氨酸酶的抑制劑早已為人熟知,其減少黑素沉著的效果也已明確。南非的一個(gè)研究小組選擇苯硫脲對(duì)黑素瘤細(xì)胞進(jìn)行脫色預(yù)處理[23]。他們首先使用苯硫脲對(duì)有色素沉著的UCT Mel-1黑素瘤細(xì)胞和無(wú)色素沉著的A375黑素瘤細(xì)胞進(jìn)行脫色素預(yù)處理48 h后,再對(duì)它們進(jìn)行相同的3 μm HYP-PDT治療,并對(duì)其死亡率進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示處理后的A375黑素瘤細(xì)胞生存率比UCT Mel-1黑素瘤細(xì)胞要高3.5倍。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)證明,色素沉著的黑素瘤細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫色處理后確實(shí)可以顯著提高其后進(jìn)行的PDT的療效,提高黑素瘤細(xì)胞對(duì)治療的敏感性。此外,這個(gè)實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn),由于苯硫脲對(duì)黑素生成的抑制可逆,去除苯硫脲后,這些黑素瘤細(xì)胞再次對(duì)PDT產(chǎn)生了抵抗。除了苯硫脲外,這個(gè)小組通過(guò)隨后的另一個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)曲酸同樣也能取得較好的療效[24]。文獻(xiàn)證實(shí),曲酸可抑制黑素的生成,其脫色素作用主要是通過(guò)與酪氨酸酶活性中心的銅離子鰲合,抑制酪氨酸活性來(lái)實(shí)現(xiàn)[25]。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,他們對(duì)黑素瘤細(xì)胞利用曲酸進(jìn)行了3 d的脫色處理后實(shí)施了PDT。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,脫色素處理后的黑素瘤細(xì)胞產(chǎn)生的ROS的量比對(duì)照組增加了3.82倍,而細(xì)胞死亡數(shù)量也較之增高了11%。與他們利用苯硫脲進(jìn)行脫色處理獲得的結(jié)果不同,這些經(jīng)曲酸脫色后的黑素瘤細(xì)胞在重新色素沉著72 h后依舊未能會(huì)恢復(fù)到處理前的狀態(tài),而在前一個(gè)實(shí)驗(yàn)中,去除苯硫脲后的黑素瘤細(xì)胞對(duì)PDT再次產(chǎn)生了抵抗。因此,我們可以推測(cè)曲酸在這種療法中可能比苯硫脲更有優(yōu)勢(shì)。在現(xiàn)有的PDT結(jié)合脫色素治療黑素瘤中,光漂白黑素的方法也有相關(guān)報(bào)道[26]。在實(shí)驗(yàn)中,研究者對(duì)B16F10黑素瘤細(xì)胞進(jìn)行了兩種不同的PDT處理。其中一種,先對(duì)黑素瘤細(xì)胞進(jìn)行紫色光照(420 nm),再用紅光(634 nm)對(duì)其進(jìn)行了照射。另外一種,光照順序與前一種相反,即先紅光后紫光,其結(jié)果顯示,前一種方法處理的腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)受到了更為明顯的抑制。這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明紫光PDT可以漂白腫瘤細(xì)胞的黑素,從而增強(qiáng)了黑素瘤細(xì)胞對(duì)紅光PDT的敏感性。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們?cè)趯?duì)黑素瘤進(jìn)行PDT前的脫色處理有了一種全新的認(rèn)識(shí)。

結(jié)合目前的一些研究,未來(lái)黑素瘤的一些新的治療方式都有可能以抑制黑素生成為基礎(chǔ)進(jìn)行開展。除已發(fā)現(xiàn)的許多化學(xué)制劑,新近研究還發(fā)現(xiàn),一些從天然植物中提取出來(lái)的成分也可以有效減少黑素瘤細(xì)胞的色素沉著。中國(guó)臺(tái)灣的一個(gè)研究小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)先后證明6-姜辣素和8-姜辣素可以通過(guò)不同的機(jī)制,有效抑制B16F10黑素瘤的黑素合成[27]。此外,韓國(guó)等研究者也相繼發(fā)現(xiàn)天然植物中提取的紅景天甙、丹皮酚、杜鵑花酸等也可以起到減少黑素瘤色素沉著的作用[28]。隨著研究范圍的不斷拓寬,一些發(fā)現(xiàn)已久的藥物也被證實(shí)有此功效。日本的一項(xiàng)研究證實(shí)[29],廣為人知的非甾體類藥物,如甲芬那酸、雙氯芬酸和尼美舒利,它們可能通過(guò)抑制編碼酪氨酸酶基因的轉(zhuǎn)錄,達(dá)到抑制酪氨酸合成,減少黑素瘤中黑素的生成。雖然有許多這方面的報(bào)道,但這些抑制黑素瘤色素沉著的新方法能否與PDT很好地結(jié)合,以達(dá)到治療黑素瘤的效果尚待進(jìn)一步的研究。

四、結(jié)語(yǔ)

雖然黑素瘤對(duì)PDT有明顯的抵抗,但隨著對(duì)其機(jī)制研究的不斷深入,針對(duì)PDT治療抵抗的應(yīng)對(duì)方法會(huì)相繼發(fā)現(xiàn)。其中,對(duì)黑素瘤進(jìn)行脫色預(yù)處理的方法得到了越來(lái)越多實(shí)驗(yàn)的支持?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是,隨著一些新的脫色方法與PDT結(jié)合的實(shí)驗(yàn)開展,逐步完善的治療方式將進(jìn)一步增強(qiáng)該療法對(duì)原發(fā)腫瘤的殺傷效果,減少其復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移,并有可能誘導(dǎo)免疫調(diào)控,最終達(dá)到治愈黑素瘤的目的。

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2014-01-02)

(本文編輯:吳曉初)

10.3760/cma.j.issn.0412-4030.2014.10.034

400038重慶,第三軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院整形美容科(單浩洋、魯元?jiǎng)?,教務(wù)科(呂雪)

魯元?jiǎng)?Email:skin515@163.com