膽管癌光動(dòng)力治療的基礎(chǔ)與臨床研究新進(jìn)展

劉淞淞 譚一舟 盧鵬

膽管癌是起源于膽管上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，包括肝內(nèi)膽管癌和肝外膽管癌。膽管癌起病隱匿、確診較晚、手術(shù)切除率不高、預(yù)后較差。手術(shù)切除是目前治愈膽管癌病人的主要手段。然而對于大多數(shù)病人，膽管癌尤其是肝門部膽管癌是不可根治性切除的，即使手術(shù)達(dá)到R0切除，術(shù)后1～2年內(nèi)腫瘤局部復(fù)發(fā)率仍達(dá)到70%[1]。對于不可切除的膽管癌，現(xiàn)有的姑息治療能一定程度緩解病人的疼痛和膽道梗阻癥狀，但對病人生存時(shí)間和生存質(zhì)量的改善局限性明顯。

光動(dòng)力治療(photodynamic therapy，PDT)是一項(xiàng)相對較新的局部治療手段,具有微創(chuàng)、副作用小、可重復(fù)等特點(diǎn)。PDT通過向病人靜脈注射光敏劑，利用腫瘤組織攝取光敏劑的能力高于周圍正常組織的特性，在適當(dāng)波長可見光照射下產(chǎn)生單態(tài)氧，使腫瘤細(xì)胞發(fā)生氧化壞死。PDT后，膽管腫瘤壞死區(qū)域的愈合為正常組織再生而非纖維瘢痕組織增生，故不會(huì)造成膽管局部狹窄而致梗阻[2]。PDT的應(yīng)用及其聯(lián)合支架置入、靶向及免疫治療為肝外膽管癌的臨床治療帶來了新的曙光。

2013年發(fā)布的亞太地區(qū)膽管癌治療共識以及由美國國家綜合癌癥網(wǎng)絡(luò) 2014年發(fā)布的肝膽癌癥第2版，將PDT列為膽管癌姑息性治療的重要選擇[3-4]。近年來，對于不可切除肝外膽管癌病人，PDT聯(lián)合治療能更加有效地降低腫瘤負(fù)荷，延長病人生存時(shí)間，提高病人生存質(zhì)量。PDT治療膽管癌在國外已經(jīng)有多年的臨床應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，但國內(nèi)鮮有開展及研究報(bào)道。我們下面將對PDT在肝外膽管癌的臨床與基礎(chǔ)研究相關(guān)熱點(diǎn)進(jìn)行歸類梳理，為肝外膽管癌治療方案的臨床選擇提供一定的思路和依據(jù)。

一、光敏劑的研究新進(jìn)展

光敏劑是PDT中最重要的成分，有效的光敏劑是PDT的關(guān)鍵因素。光敏劑可根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成分為卟啉類、酞菁類等?，F(xiàn)有的光敏劑已從第一代傳統(tǒng)光敏劑逐漸發(fā)展到目前的第三代功能性光敏劑。第一代光敏劑為血卟啉衍生物，代表性光敏劑為卟吩姆鈉(Photofrin)，其在膽管癌的PDT中應(yīng)用最為廣泛。第二代光敏劑大多為卟啉衍生物、金屬酞菁和稠環(huán)醌類化合物等。其中mTHPC為二氫卟酚類衍生物，又稱為替莫泊芬，為膽管癌中應(yīng)用廣泛、有前景的二代光敏劑，其腫瘤選擇性高，分布在血管間隙和腫瘤細(xì)胞中，濃度可達(dá)正常組織的14倍[5]。三代光敏劑于二代光敏劑基礎(chǔ)上結(jié)合某些生物或者化學(xué)成分，以增強(qiáng)光敏劑的腫瘤選擇性或生物相容性，具有高活性氧產(chǎn)生率、主動(dòng)靶向傳輸?shù)忍攸c(diǎn)[6]，其中納米光敏劑在第三代光敏劑的研發(fā)中處于重要地位。國外較早的文章報(bào)道，新型殼聚糖綴合物(ChitoUDCA)作為納米光敏劑用于膽管癌細(xì)胞的PDT。該研究發(fā)現(xiàn)，與Ce6本身相比，ChitoUDCA納米合成材料能增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞對原光敏劑的吸收和活性氧(ROS)生成，是膽管癌PDT的潛在新型光敏劑[7]。隨著技術(shù)的發(fā)展，加速研發(fā)集診斷、治療和監(jiān)測功能于一體的新型納米光敏劑是未來的首要任務(wù)。

二、膽管癌PDT相關(guān)的作用機(jī)制新進(jìn)展

PDT治療膽管癌主要是通過殺傷腫瘤細(xì)胞，其主要機(jī)制為：(1)直接的細(xì)胞毒性作用；(2)對腫瘤脈管系統(tǒng)的損傷；(3)抗腫瘤免疫[8]。這3種機(jī)制相互作用持續(xù)誘導(dǎo)抗腫瘤作用，然而，隨著新型光敏劑的研發(fā)、PDT聯(lián)合治療以及分子生物學(xué)的發(fā)展，PDT相關(guān)的基礎(chǔ)研究逐漸增加，可從更多方面去理解PDT的作用機(jī)理。

1.鐵死亡 ：近年來，鐵死亡(ferroptosis)已成為腫瘤研究的一個(gè)重要課題。鐵死亡是鐵依賴性的，由脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物累積引起的新型非經(jīng)典程序性細(xì)胞死亡形式，不同于傳統(tǒng)的細(xì)胞凋亡、壞死和自噬。鐵死亡的主要發(fā)生機(jī)制包括鐵累積、谷胱甘肽過氧化物酶活性降低、活性氧自由基及脂質(zhì)過氧化物增多。肝臟是鐵在體內(nèi)儲(chǔ)存的主要部位，過量的鐵參與化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生活性氧，導(dǎo)致嚴(yán)重的氧化應(yīng)激和細(xì)胞損傷。因此，鐵穩(wěn)態(tài)對膽管癌的發(fā)生發(fā)展尤為重要[9]。有研究報(bào)道了PDT通過產(chǎn)生活性氧來調(diào)節(jié)鐵死亡的能力，通過統(tǒng)計(jì)分析建立了鐵死亡基因特征的模型Cox回歸分析，并通過對膽管癌PDT治療后的基因表達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，獲得4個(gè)PDT敏感基因，為預(yù)測膽管癌的預(yù)后及篩選增強(qiáng)PDT療效的靶點(diǎn)提供了新的思路[10]。

2.耐藥：膽管癌病人惡性程度高，易產(chǎn)生多藥耐藥從而導(dǎo)致化療失敗，其重要機(jī)制之一是P-糖蛋白的過度表達(dá)導(dǎo)致細(xì)胞外排泵增強(qiáng)，將抗腫瘤藥物泵出胞外。然而給予PDT治療后腫瘤微環(huán)境發(fā)生變化，阻斷了P-糖蛋白的ATP酶活性，導(dǎo)致藥物外排減少，進(jìn)而提高化療藥的敏感度[11]。最新研究發(fā)現(xiàn)，miR-34a-5p/Wnt7B軸參與了膽管癌細(xì)胞的PDT，膽管癌細(xì)胞接受PDT后，Wnt信號通路受阻從而抑制細(xì)胞活力，增強(qiáng)細(xì)胞凋亡，同時(shí)PDT可誘導(dǎo)p53介導(dǎo)的miR-34a反激活，進(jìn)一步抑制膽管癌細(xì)胞增殖[12]。有研究報(bào)道，PDT治療顯著抑制吉西他濱耐藥的膽管癌細(xì)胞的增殖，并發(fā)現(xiàn)了KLF10/EGFR信號軸可能參與了PDT抑制吉西他濱耐藥膽管癌細(xì)胞的過程[13]。

3.自噬：低強(qiáng)度的自噬可能是導(dǎo)致PDT治療抵抗的罪魁禍?zhǔn)?而高強(qiáng)度的自噬或許可以增強(qiáng)PDT的治療效果。PDT產(chǎn)生大量ROS對細(xì)胞造成氧化損傷,通過凋亡、壞死等途徑殺傷細(xì)胞,而當(dāng)ROS量較少時(shí),可能更多的誘導(dǎo)了細(xì)胞的自噬。有研究發(fā)現(xiàn)，PDT可通過調(diào)節(jié)mTOR等自噬負(fù)性調(diào)節(jié)蛋白引起細(xì)胞自噬,自噬反過來參與機(jī)體的抗氧化系統(tǒng),避免細(xì)胞受到過度的氧化損傷[14]。然而不同類型的細(xì)胞、不同種類的光敏劑及其不同濃度和劑量都會(huì)影響PDT中細(xì)胞自噬的活動(dòng)，未來在此方面的進(jìn)一步研究有助于深入闡明PDT的細(xì)胞殺傷機(jī)制。

5.其他：光敏劑遞送和綜合腫瘤靶向平臺是圍繞在PDT前對實(shí)體腫瘤關(guān)鍵藥理靶點(diǎn)進(jìn)行光敏化。光敏劑被包裹成脂質(zhì)體，會(huì)在空間上阻礙光敏劑分子通過真皮微循環(huán)的外滲，從而改善光敏劑在皮膚中的積累和光毒性反應(yīng)的發(fā)生。通過轉(zhuǎn)化為低劑量光敏劑下的有效治療，使得腫瘤細(xì)胞從光誘導(dǎo)的高氧化應(yīng)激中恢復(fù)的能力被削弱。因此，這種綜合光敏化策略也解決了潛在的腫瘤再生或復(fù)發(fā)。有研究組制備了包覆酞菁鋅(ZnPC)和酞菁鋁(AlPC)的間質(zhì)靶向脂質(zhì)體(ITLs)，用于被動(dòng)靶向腫瘤微環(huán)境，并對ZnPC-ITLs和AlPC-ITLs及其水溶性四磺酸衍生物(ZnPCS4和AlPCS4)進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)，最終發(fā)現(xiàn)了AlPCS4是毒性最小、最有效、最有希望的光敏劑，有利于其臨床轉(zhuǎn)化[15]。

三、膽管癌PDT的臨床應(yīng)用新進(jìn)展

目前PDT作為一種全新的局部治療方式，其定位并非取代傳統(tǒng)手術(shù)切除在膽管癌治療中角色，而更多的被視為一種治療膽管癌有效的姑息治療方法。

1.PDT聯(lián)合支架引流治療晚期膽管癌：PDT結(jié)合膽道支架引流在晚期不可切除的膽管癌中研究較多。一項(xiàng)經(jīng)典研究報(bào)道，將124例經(jīng)證實(shí)腫瘤無法切除的肝門部膽管癌病人分成PDT結(jié)合膽道引流組(68例)和單純膽道引流組(56例)，并與同期的60例手術(shù)切除病人進(jìn)行比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PDT結(jié)合膽道引流組和單純膽道引流組的引流成功率(指3個(gè)月內(nèi)膽紅素下降50%)分別為75%和39%，中位生存期為12個(gè)月和6.4個(gè)月(P<0.01)，而在手術(shù)切除組,病人中位生存期為22.8個(gè)月(R0切除37個(gè)月,R1/R2切除為12.2個(gè)月)，3年生存率PDT結(jié)合膽道引流療效明顯優(yōu)于R2切除，但不及R1[16]。最新的系統(tǒng)性評價(jià)也表明：PDT聯(lián)合支架引流治療晚期膽管癌安全有效，與單獨(dú)應(yīng)用支架相比，聯(lián)合治療可以更好地引流膽汁，從而解除膽道梗阻，在提高生活質(zhì)量的同時(shí)改善病人預(yù)后[17]。

PDT的治療效果與早期治療時(shí)間及治療次數(shù)有一定的關(guān)系。研究報(bào)道，PDT治療次數(shù)在多變量分析中為唯一的獨(dú)立生存預(yù)測因子[18]，對于手術(shù)確定膽管癌無法切除的病人，可在術(shù)中放置光導(dǎo)纖維，根據(jù)臨床評估，定期行PDT治療。其次，通常光源及支架放置的入路一般為經(jīng)皮肝穿刺膽道鏡(PTCS)或內(nèi)鏡逆行膽管造影(ERCP)兩種方式，兩種方式都被證明是有效和安全的。研究認(rèn)為，PTCS通常適用于更晚期的Bismuth type-Ⅲ病變；ERCP入路通常用于有凝血障礙、拒絕經(jīng)皮治療、Bismuth分型為Ⅱ和部分Ⅲ型病人[19]。我們認(rèn)為，不可切除的BismuthⅠ型肝門部膽管癌及遠(yuǎn)端膽管癌是ERCP入路的良好適應(yīng)證。Lee等[20]對37例晚期肝門部膽管癌病人行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，PTCS或ERCP途徑介導(dǎo)PDT治療，兩者中位生存期分別為9.5個(gè)月和11.6個(gè)月(P=0.96)，提示行PDT治療的途徑與預(yù)后無關(guān)。結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道，我們認(rèn)為，ERCP比PTCS更符合生理特點(diǎn)、適應(yīng)證更廣泛、病人創(chuàng)傷小,可直視十二指腸及乳頭,發(fā)現(xiàn)腫瘤浸潤情況，較容易獲取細(xì)胞及組織樣本，對于后續(xù)放置支架更便捷。再次，對于已行膽道引流的病人，PDT還可用于支架堵塞時(shí)的再通[21]。既往有研究對13例因反復(fù)支架堵塞的膽道惡性梗阻病人進(jìn)行PDT，治療前病人平均發(fā)生過3次支架堵塞，支架平均通暢時(shí)間為3．5個(gè)月(0.5～13個(gè)月)，治療后所有病人均見腫瘤壞死和支架再通，支架平均通暢時(shí)間延長至5個(gè)月(1～43個(gè)月)。另外，有學(xué)者設(shè)計(jì)了光敏劑嵌入式自膨式金屬支架，可以對膽管癌進(jìn)行重復(fù)的PDT而無需全身注射光敏劑,PDT支架維持其光動(dòng)力活性至少2個(gè)月[22]，這意味著在支架置入后可以進(jìn)行多次內(nèi)鏡下的PDT，臨床可行性及經(jīng)濟(jì)性更高。

2.新輔助PDT：目前基本的共識是無肝內(nèi)廣泛轉(zhuǎn)移或淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是晚期局部治療的基本條件，不可切除的晚期局部肝門部膽管癌可行新輔助治療，將腫瘤降期降級后再行根治性切除。即使膽管癌病人在R0切除術(shù)后，疾病復(fù)發(fā)率依然較高。PDT作為新輔助治療，一方面是為了術(shù)前降期，使腫瘤周邊局限化，從而提高腫瘤切除率；另一方面是降低術(shù)后的復(fù)發(fā)率，改善病人預(yù)后。

較早的一項(xiàng)前瞻性研究分析了術(shù)前PDT在膽管癌中的作用，對7例晚期肝門部膽管癌不可切除病人(Bismuth分型為Ⅲ型或Ⅳ型)進(jìn)行PDT治療，其中位治療期為6周(3～44周)，完成后接受手術(shù)治療，所有病人均獲得根治性切除。術(shù)后1年83%的病人未復(fù)發(fā)，術(shù)后5年生存率為7l%[23]。2006年Witzigmann等[16]報(bào)道了8例不可切除膽管癌病人在接受PDT新輔助治療后手術(shù)切除，術(shù)前新輔助PDT的術(shù)后1年、3年和5年生存率分別為88%、42%和42%，而單獨(dú)手術(shù)后的病人相應(yīng)生存率分別為66%、28%和19%。2015年的一項(xiàng)Ⅱ期臨床試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了部分晚期肝門部膽管癌病人接受PDT治療后使腫瘤降期，從而實(shí)現(xiàn)了R0或R1切除，新輔助PDT和手術(shù)均未出現(xiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥，研究中7例病人中有6例在術(shù)后平均3.2年死于腫瘤復(fù)發(fā)，5年生存率為43%[24]。更有研究表明，ERCP引導(dǎo)的PDT治療可以為等待肝移植的無法治愈的膽管癌病人提供局部控制[25]。

以上研究雖然研究樣本量小，但也一定程度上反映了術(shù)前輔助PDT對提高手術(shù)切除率有幫助，且暫未發(fā)現(xiàn)其增加術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。膽管癌PDT新輔助治療的數(shù)據(jù)和應(yīng)用開展有限，其在遠(yuǎn)期生存及復(fù)發(fā)率、術(shù)后安全性及提高生活質(zhì)量上，尚需進(jìn)一步行大樣本前瞻性研究。

3.PDT聯(lián)合化療、新興的免疫治療最新研究：對于晚期肝門部膽管癌，放化療是主要的治療手段。膽管腫瘤為中度化療敏感性，大多數(shù)方案是以吉西他濱為基礎(chǔ)的，或與5-氟尿嘧啶(FU)和其他藥物聯(lián)合使用，研究顯示，吉西他濱或者順鉑聯(lián)合吉西他濱對局部晚期或轉(zhuǎn)移性膽管癌是一種有效的治療方案[26]。PDT治療相對于放化療，副作用明顯減輕，病人耐受度更好，且可增加化療療效。目前已有諸多研究已證明PDT聯(lián)合吉西他濱為基礎(chǔ)的治療可以對肝門部不可切除膽管癌病人提供顯著的生存獲益[27]。近年來Hong等[28]與Wentrup等[29]學(xué)者的回顧性研究均發(fā)現(xiàn)，PDT聯(lián)合吉西他濱治療可增強(qiáng)療效，聯(lián)合治療的病人1年生存率明顯高于單純PDT或者化療治療者。Park等[30]在2014年發(fā)布的一項(xiàng)PDT聯(lián)合替吉奧姑息性治療肝門部膽管癌的試驗(yàn)，將43例晚期肝門部膽管癌病人分為PDT+替吉奧口服化療組與單純行PDT組，兩組病人1年生存率分別為76.2%和32%(P=0.003)，中位生存期分別為17個(gè)月和8個(gè)月(P=0.005)，結(jié)果提示，相比單獨(dú)使用PDT治療，聯(lián)合組總生存期和無進(jìn)展生存期顯著改善。有研究表明，PDT或PDT聯(lián)合化療與單獨(dú)化療相比，是一個(gè)顯著的獨(dú)立生存預(yù)測因子[31]。PDT的優(yōu)勢在于降低了復(fù)發(fā)率，并且經(jīng)過PDT治療的復(fù)發(fā)病人不影響其他治療方法的選擇，也沒有放化療的劑量和次數(shù)的限制。

PDT不僅具有直接殺傷腫瘤作用，而且可以激活機(jī)體免疫系統(tǒng)[32]。PDT激活機(jī)體免疫系統(tǒng)后，會(huì)改變腫瘤微環(huán)境、上調(diào)PD-1或者PD-L1的表達(dá)和穩(wěn)定性,增強(qiáng)T細(xì)胞的浸潤，提高對腫瘤的殺傷效果[33-34]。有報(bào)道1例晚期遠(yuǎn)端膽管癌病人，經(jīng)過雙支架置入術(shù)聯(lián)合PDT，病人黃疸、惡心、嘔吐、進(jìn)食困難等臨床癥狀明顯改善，復(fù)查腫瘤標(biāo)志物下降明顯，后期已完成8個(gè)周期的卡瑞利珠單抗聯(lián)合貝伐珠單抗治療，過程中未發(fā)現(xiàn)該病人有明顯復(fù)發(fā)及轉(zhuǎn)移跡象，無進(jìn)展生存期長達(dá)11個(gè)月[35]。此個(gè)案初步肯定了PDT的聯(lián)合治療方案綜合治療具有臨床參考價(jià)值。

四、展望

在膽管癌的姑息性治療中，大量的臨床及基礎(chǔ)研究已證實(shí)PDT極大的應(yīng)用前景，在不可切除肝外膽管癌中，PDT聯(lián)合支架引流在改善生活質(zhì)量的同時(shí)明顯延長生存期，并且作為輔助治療手段也可為病人帶來更多的獲益。PDT的重要優(yōu)勢在于經(jīng)PDT治療后不影響其他治療方法的選擇，不受放化療的劑量和次數(shù)的限制，其優(yōu)異的局部抗腫瘤活性和抗腫瘤免疫也使轉(zhuǎn)移灶的有效治療成為可能。

PDT也存在一些不足亟需在未來的研究中加以完善，比如，目前缺乏PDT在不可切除膽管癌中的規(guī)范化診療流程；基于Bismuth分類法或TNM分期如何進(jìn)行階段性篩選合適的人群行PDT治療尚未達(dá)成共識；針對不同疾病階段的病人，仍需大量的研究來指導(dǎo)臨床如何個(gè)體化、科學(xué)性地選擇PDT綜合治療方案。

隨著化學(xué)、藥劑學(xué)及納米技術(shù)進(jìn)步對PDT原理及光敏劑研發(fā)的深入滲透，將進(jìn)一步優(yōu)化光敏劑的給藥劑量和光照劑量。同時(shí)，隨著對PDT后腫瘤微環(huán)境變化的研究不斷深入，聯(lián)合針對腫瘤微環(huán)境的靶向及免疫治療藥物的應(yīng)用，將使PDT在不可切除肝外膽管癌中發(fā)揮更重要作用?？傊琍DT治療腫瘤的潛力還未窮盡，無論是單獨(dú)使用PDT 還是聯(lián)合其它治療方法，都將展現(xiàn)出巨大的治療價(jià)值。