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光动力学疗法photodynamict

光动力学疗法(photodynamictherapy,PDT)是一微侵袭性、引起局部组织破坏的、非产热性治疗手段,目前用于治疗肺、食管、胃、乳腺、皮肤、膀胱等的肿瘤,不仅可以作为姑息性治疗,而且对某些早期肿瘤,尚可达到治愈目的。光动力学疗法发展史光动力学疗法属于光医学范畴。早在年前的古埃及时代,人们就发现植物中的补骨脂灵口服后会积聚在皮肤中,日光照射后导致皮肤色素沉着,应补骨脂灵加紫外线照射可治疗皮肤白斑。嗣后,相继应用类似方法治疗包括痤疮、湿疹、单纯疱疹和牛皮癣等多种皮肤病。年NielsFinsen因发明紫外线辐射治疗皮肤结核病而获得诺贝尔医学奖。PDT应用于肿瘤始于年Jesionek和Tappeiner应用伊红致敏肿瘤,引起肿瘤细胞破坏。年Kelly和Snell应用一种血卟啉衍生物(hematoporphyrin,HpD)治疗膀胱肿瘤成功,由此开创了PDT。近年来由于光敏物质、光激活装置和导光系统的发展和进步,PDT已逐步成为肿瘤的基本治疗手段之一(表1)。

表1PDT治疗肿瘤史年分研究进展报告者撰文论及光动力学Finsen和Raab等观察到光动力学改变Raab应用伊红致敏肿瘤,引起肿瘤细胞破坏Jesionek和Tappeiner观察到血卟啉暴露光后产生反应Hausmann观察到反应血卟啉对光的反应Meyer-Betz发现某些肿瘤能自身产生红色荧光Policard发现注射血卟啉可使肿瘤及淋巴结内荧光增强Figge报告15例支气管内肿瘤在注射血卟啉衍生物(HPD)后产生荧光Lipson首先报告应用HPD测定和处理癌肿(乳癌)Lipson报道例肿瘤病人在静脉注射HPD后,鳞癌和腺癌活检标本内75%~85%荧光阳性,而53份良性标本中仅23%荧光阳性Gregorie动物实验显示血卟啉在暴露光线后肿瘤退缩应用HPD治疗膀胱癌DimondKelly和Snell发现单志氧是一种细胞毒因子Weishaupt应用HPD治疗皮肤和皮下肿瘤Dougherty通过纤维内镜应用PDT治疗支气管内肿瘤Hayata、PDT用于治疗头颈部肿瘤Wile,McCaughan、HPD治疗食管肿瘤Hayata和McCaughanPhotofrin(PorfimerSodiun)在市埸上出售,在加拿大首先用于治疗早期膀胱癌报告PDT治疗食管癌的12年经验美国FDA批准Photo用于治疗食管癌McCaughan法国和荷兰批准Photofrin治疗进展型肺癌和食管癌;德国批准治疗早期肺癌,日本批准治疗早期食管癌、肺、胃和宫颈癌报告PDT治疗支气管内癌14年经验McCaughan和Williams美国FDA批准Photofrin用于治疗早期支气管内癌美国FDA批准PDT治疗梗阻型支气管内癌(肺癌)原理PDT是一冷光化学反应,其基本要素是氧、光敏剂和可见光(常用激光)。首先肿瘤组织选择性摄取光敏剂,并储于其内,随后在适当波长光线局部照射后,光敏剂被激活,产生光敏效应。光敏剂光敏剂是能吸收和重新释放特殊波长的卟啉类分子,具有四吡咯基结构。第一代光敏剂有血卟啉衍生物(Photosensitzersderivative,HpD)、二血卟啉酯(dihaematoporphyrinether,DHE)或porfimersodinm(Photofrin)。Photofrin是第一个被批准应用的光敏剂,静脉注射后,组织内分布最高在肝,其后依次为脾、肾上腺、膀胱和肾以及皮肤。从体内排除主要途径是肠道,从尿排除量仅4%。在肿瘤、皮肤、以及网状内皮系统包括肝脾等器官内存留时间较长。体内半寿期小时以上。从肿瘤内清除较之从正常组织为慢,最大的肿瘤/正常组织浓度比见于48~72小时。第一代光敏剂有不少缺点,包括不能充分地被光转为细胞毒性物质、需光照时间较长以及持续较长时间的皮肤光敏反应。例如Photofrin仅呈中度活性,这是因为激活其所需的波长的激光穿透力较差,而且在此波长下吸收带较弱,能量从光转移到细胞毒性产物的有效率仅0.5,因此其作用所及的深度仅0.5cm,而其皮肤光敏性可持续几周。目前,已有一组第二代光敏剂问世,包括5-氨基酮戊酸(5-ALA)、mesotetrahydroxyphenylchlorin(mTHPC)、初卟啉锡(tinetiopurpurin,SnEtz)、亚甲基兰methyleneblue和亚甲苯兰(toluidineblue)、zincphthalocyanines和aluminiumphthalocyanines、苯卟啉(benzoporphyrin)衍生物,以及luteliumtexaphyrins(Lu-Tex)。第二代光敏剂部分地克服了第一代光敏剂的缺点,表现为光敏期短,作用的光波波长较长,因而增加作用的深度,产生的单态氧也较多,对肿瘤更有选择性。光敏剂常静脉静注。如用Photofrin,剂量为1.5~2.0mg/kg,48小时后,在内镜下用nm红色激光照射癌肿。光敏剂也可局部给予。如果应用5-ALA,则可口服,该物质为前药,在体内转化为光反应性初卟啉Ⅸ衍生物(PPⅨ)。光敏剂能直接掺入细胞膜内,而不进入细胞核内。新生物组织对光敏剂优势摄取,并较长时间滞留其内。某些肿瘤如脑瘤时,光敏剂的肿瘤/正常组织浓度之比达12/1。光敏剂被肿瘤选择性摄取的机制不甚清楚,可能有:(1)HpD和Photofrin与血清白蛋白和脂蛋白尤其是低密度脂蛋白(LDL)相结合,由于肿瘤细胞较正常细胞具有更多的LDL受体,因此光敏剂通过LDL受体介导可较多地进入肿瘤细胞内;(2)卟啉类可被动地弥散入细胞内,而弥散效率与细胞外pH值有关,pH值越低弥散越多。肿瘤组织代谢加速,以致其细胞外pH值比正常组织为低,卟啉类进入瘤细胞也多。照射光照射光常采用可见红光。大多数光敏剂能强烈吸收nm或长于nm的光。激光是最方便和可携带性光源,具凝聚性(coherent)和单色性,即产生高能量的单一波长的光波,输出功率可被精确调控,能直接通过纤维光缆,引入中空器官和深在肿瘤内。二极管激光比之金属蒸汽激光或色调(tuned-dye)激光便宜,可携带,因此常采用。治疗时间与光敏剂吸收光能力和光传递能量给氧的效力有关。光敏反应不同光敏剂的光物理和光化学特性差异很大,但是产生光敏效应的途径相似。光敏剂在吸收了合适波长的激活光线后,从基态转变为激活的单线态,再与氧起反应,产生高活性单线态分子,后者与分子氧起反应,产生激发态反应性单态氧(activatedsigletoxygen),再与邻近的分子(如氨基酸、脂肪酸或核酸)相互反应,产生毒性光化学产物。直接的细胞毒性和局部的微血管损伤,导致癌细胞凋亡和坏死。有证据提示PDT尚能启动抗肿瘤免疫反应。适应证PDT已广泛用于治疗传统疗法无效或副作用大的癌肿。对某些肿瘤的控制率,PDT不亚于传统疗法如手术、放疗的效果。

归结起来,PDT具有以下优点:(1)对肿瘤细胞具有相对选择性和组织特异性;(2)毒性低,安全,不会引起免疫抑制和骨髓抑制;(3)冷光化学反应,不影响其他治疗,与手术、放疗和化疗有相辅相成作用。放疗、化疗或手术均不排除PDT,所有接受PDT治疗的病人均可同时应用传统治疗;(4)可作多疗程,无药物耐受性;(5)治疗时间短,48~72小时即可发生作用[2]。迄今为止,已有数千例应用PDT治疗的报告,治疗的肿瘤多达数十种,包括食管癌、肺癌、脑瘤、头颈部肿瘤、眼肿瘤、咽癌、胸壁肿瘤、乳腺癌、胸膜间皮瘤、腹腔肉瘤、膀胱癌、妇科肿瘤、直肠癌、Kaposi肉瘤、皮肤癌等。目前PDT已被美、英、德、日等国家正式批准用于治疗食管癌、支气管肺癌、直肠癌等(表1)。

PDT系冷化学反应,无组织发热,不会破坏结缔组织如胶原、弹力纤维,因此不象热激光或手术那样,会对基本结构的完整性造成破坏。PDT的主要不良反应为光敏感。所有接受Photofrin病人的皮肤在30天内均呈现光敏性,发生率20%左右。典型的反应为轻至中度红斑,重者可发生肿胀、瘙痒、烧灼感或发生水泡;眼可有不适感。因此,在此期间,皮肤和眼应避免暴露于日光和室内强聚焦光,如手术室灯、牙科灯、汽车灯等。有些病人可能至90天后仍呈光敏性。防紫外线眼罩无效,因为光敏性是由可见光激发的。在户外,病人应穿防护衣,戴黑色太阳镜。但病人不易长居黑房内,室内应有一定的光线,因为让皮肤暴露于柔和的室内光线,可通过光漂白反应(photobleachingreaction),促发残存的光敏剂灭活。病人应逐步过渡到暴露日光。在暴露强光前,应作暴露试验。暴露一小块皮肤,如果在24小时内发生红、肿、水泡,应更慢地逐步过渡到室外活动。眼周围皮肤往往对光更为敏感,因此作暴露试验时不应采用眼周皮肤[3]。照射局部常有一过性反应,以食管癌为例,照射治疗后初2~3天内,可有胸痛、吞咽困难一过性加重,但在72小时后,症状即逐步缓解。偶可并发食管狭窄、念珠菌性食管炎、症状性胸膜渗液、食管穿孔、吸入性肺炎等。在治疗支气管内癌时,可因瘤组织坏死脱落而引起暂时性梗阻加重,应及时通过支气管镜将坏死物取出。在应用PDT治疗播放性腹腔肿瘤时,由于光照时间往往甚长(中位手术时间8小时以上),则可发生严重并发症,如肠梗阻、腹内积液、胰腺炎、肠穿孔、肠糜等。少数患者治疗后可发生便秘,此乃与光敏剂的直接作用有关,多为暂时性,无需特殊处理。结论PDT作为一微创疗法,主要用于治疗癌前期病变、早期癌或不能手术的癌肿。对于累及口咽部、食管、气管和支气管、胃、结直肠和泌尿道和腹腔的浅表性癌肿,PDT具有根治价值;对于深在的、进展型癌肿,包括食管、肺、胆管、胰和壶腹部和腹腔的癌肿,本法可有效地改善患者症状,提高生活质量;对于脑胶质瘤,PDT可望成为减少术后复发的重要措施之一。相信随着特异性强、有效而价廉的光敏剂问世和发展,光引导方法的改进以及引导效率的提高,PDT在癌肿治疗中重要性将会愈来愈为临床所承认和重视。









































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