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发表 2016-02-17 查看:
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光动力
光动力是现代医疗临床中,进行疾病诊断和治疗的一种新技术。主要是光敏剂与靶向组织和细胞产生反应,特定光照射之后发生作用,导致靶向细胞坏死的治疗技术。医学临床和实践中,皮肤科医生方便使用简称艾拉或光动力,实指:艾拉光动力(ALA-PDT)、艾拉光动力技术、艾拉光动力治疗、光动力疗法、光动力疗法、光动力学疗法、光动力综合疗法、光动力医学、艾拉光动力疗法、新一代光动力、光动力作用。
光动力疗法(Photodynamic Therapy,PDT)是利用光动力效应进行疾病诊断和治疗的一种新技术。其作用基础是光动力效应。这是一种有氧分子参与的伴随生物效应的光敏化反应。其过程是,特定波长的激光照射使组织吸收的光敏剂受到激发,而激发态的光敏剂又把能量传递给周围的氧,生成活性很强的单态氧,单态氧和相邻的生物大分子发生氧化反应,产生细胞毒性作用,进而导致细胞受损乃至死亡。到目前为止已有多个医院在临床上采用光动力疗法对肿瘤进行诊断和治疗,此外还有很多其它单位正在进行这方面的研究,在尖锐湿疣治疗已上市、痤疮、鲜红斑痣(海姆泊芬)获得认可。
基本原理光动力疗法是一种治疗疾病的新型疗法。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(HpD)、二血卟啉酯(DHE)。
光敏试剂静脉注射后,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100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。例如光敏试剂仅呈中度活性,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。已有一组第二代光敏剂问世,包括上海复旦张江生物医药研发生产的5-氨基酮戊酸(5-ALA)和海姆泊芬(Hemoporfin)、mTHPC、初卟啉锡(SnEtz)、亚甲基兰和亚甲苯兰、苯卟啉衍生物,以及lutelium texaphyrins(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。如用光敏试剂,剂量为1.5~2.0mg/kg,48小时后,在内镜下用630nm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yao,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和光敏试剂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630nm或长于630nm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。
作用机制的分析:高氦氖激光器与半导体激光器的输出光谱明显不同。氦氖激光器是气体激光器,其输出功率全部集中在632.8 nm这一谱线的很窄范围内。而半导体激光输出往往是多谱线,每条谱线的线宽也比氦氖激光宽得多,半导体激光输出光谱范围也比氦氖激光器的输出光谱范围宽得多,而光酸剂只对一定波长范围(譬如630 nm±3 nm)的激光才能起光动力作用。也就是说,半导体激光输出中往往除了那些有用的激光能量(譬如630 nm±3 nm)外,还会包括其他波长的激光能量,半导体激光的有效率就低,从而影响疗效。
而氦氖器是作为光动力最佳光源。成本低、技术成熟、使用寿命长、功率稳定等优点。而国家在九五期间已经拥有了具有国际领先、自主知识产权的500mW以上的大功率氦氖激光器。
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(002),后者与分子氧起反应,产生激发态反应性单态氧(activated singlet oxygen),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。
光动力疗法治疗痤疮:采用艾拉光动力治疗中重度痤疮,艾拉光动力可以直接有效地杀灭痤疮丙酸杆菌,同时,艾拉(5-ALA,外用盐酸氨酮戊酸,上海复旦张江生物医药股份有限公司生产)外敷后还能向皮脂腺聚集并转化为原卟啉IX(Proto-porphyrin IX,缩写为PpIX),采用特定波长的光照射后,可以导致皮脂腺可逆性损伤,有效治疗中重度痤疮,具有疗效显著,无全身毒副作用,复发率低等多种优势。