
光动力疗法(Photodynamic therapy认有快报又著算本著,PDT)是上世纪七十年代末开始形班成的一项肿瘤治疗新技术,目前已得到美国、语子多英国、德国、法国、日本等不少国家政府相关部门的正式批准,成为肿瘤治疗的一项常规手段。截至目前,这一疗法已成功地用于治疗多项恶性肿瘤。
而且在对PDT的研究审即中,研究者们还进一步将其应用扩展到治疗很多非肿瘤性疾病如鲜红斑痣、年龄相关性黄斑变性、消化道粘膜血管病变、掌交雷止宜封汽尖锐湿疣、痤疮、牙周病来自等。
- 中文名 光动力疗法
- 外文名 Photodynamic Therapy
- 缩写 PDT
技术概述
PDT的临床应用已有30多年的历史,它凭借创伤小、毒来自副作用小、选择性好、可重复性好、可保护容貌及重领神究球婷要器官功能等优点,日渐成为一种颇具360百科前景的肿瘤治疗手段。对于年龄大、体质差、合并其它器质实打策死呼大死性疾病等不能耐受或不愿接受手术、放疗、化疗的患者,PDT也是一种很好的替代治疗手段。
光动力治疗分两步来完成。晶愿土编首先,是给患者注山刑射光敏剂。然后,是六胞需约非鱼作叶对病灶区进行激光照射。目前临床上常用的光敏剂是PHOTOFRIN和喜泊芬,患者注射后通常需等待40至50小时才进行激光照射。这是因为此时病变组织中的光敏剂浓度仍保持在较高水平,而周边正常组织中的光敏剂浓度已降到低每劳将滑宗敌钱水平。选择这个时机照光,既可有效杀伤病变组织,又可减少对周边正常组织的损伤,争取获得最佳的选择性杀伤效果。
光动力治疗中的激光照射,只起激活光敏剂的作用,能量无需太集中,不会造成照射区的明显温升,更不会造成组织的热损伤。光动力疗法和传统的激光手术有本质的区别,光动力治疗是一种光化学反应诱导的生物化学作用过程。
基本原理
PDT的治疗基础是光动力作用,它需要具备三个基本要素:光敏剂(Photosensitizer)肉、激发光(Light光结批体情尽势会)与分子氧(Oxygen)。PDT治疗肿瘤的基本原理是系统或局部给予的光敏剂在各组织中的半衰期不同,一段时间后肿瘤组织中光敏剂浓度明显高于正常组织,形成光敏剂在肿瘤组织的选择性滞留,在特定波长激发光的作用存如说条虽燃天联牛照下,同时在分子氧存在的情况下,产生单线态氧(singlet oxygen)及其它活性氧类物质(reactive oxygenspecies,ROS),导致肿瘤细胞坏死和凋亡;其次,PDT还能破坏肿瘤组织中的微血管,造成局部缺血缺氧导致细胞死亡;最后,PDT可诱导多种免疫细胞快速浸润至肿瘤局部、活化补体系统以及促使多种细胞因子/化学因子的产生和释放,最终启动机体免疫应答反应来杀伤肿瘤。
设备材料
⑴光敏剂:在光化学反应中,有一类分子,它们只吸收光子并将能量传递给那些不能吸收光子府五的分子,促使其发生化学反应,而本身则不参与化学反应,来自恢复到原先的状态,这类案找孔或粮按们分子称为光敏剂。由光敏剂引发的光化学反应称为光敏反应。通常,人们把有氧分子参与的伴随生物效应的光敏反应称为光360百科动力反应,把可引发光动力反应破坏细胞结构的药物称为光动力药物,即光敏药物。
⑵激光系统:光动力治疗中,光敏药物必须由特定波长的光激活,才能引发光动力效应杀灭肿瘤。而这一特定波长的光又要具有足够的强度且能通过光纤高效传输,才便于引导到内腔对肿瘤进行大范围的照射。通常在临床工作中,只有相应治很入的激光器发出的光初界分止字才能满足上述要求。从20世纪80年代初到90年代末,世界各国的主要PDT临床研究中心,音明黑一直把氩激光泵浦的染料激光系沙以统,作为PDT的配套光源。但这种激光系统需要三相电和水冷却,体积大,重量大,耗电大,使用不便,维护不便,在医院推广中遇到很大困难企角指运守队装船。最近几年,随着大功率半导体激光器的诞生,PDT费终于有了实用的配哪套光源。
⑶光纤:医生借助光纤将激光引导到病变部位上进行照射。用于光动力治疗的光纤是专门设计制作的,既纤细,又柔韧,好似透明的钓鱼线,它能传输很强的激光束,并将激光均匀地弥散开去。如果病变类突级胡势并鲜振经需烟位于内腔,则光纤的引入还需要适诗独型作当的医疗设备的支持,最常用引入方式是经内镜系统活检通道导入和经影像系统导引经皮穿刺介入。
专用于光动力治疗的光纤系统,包括带弥散端光纤、带球状发射端光纤、带微透镜光纤等几种光纤。①带弥散端光纤适用于食管癌、气管癌等管状空腔脏器的肿瘤治疗,其末端是一小段圆柱状光散射体或跟开观草践苦企备轻,激光就从这里向四周弥散出去,有利于管腔表地压孩民以营维坏厚级内壁病变区的均匀受光。②带球状发射端光纤适用于膀胱癌的治疗,其末端就像国西一个小灯泡,将其定位于充盈状态下的膀胱中心,可使整个膀胱内壁均匀受光。③带微透镜光纤则可用于体表癌的表面照射,当其垂直照射某一平面时,光斑各及款批女拉封溶督烧出美处的功率密度是均匀的。
临床应用
1.皮肤肿瘤和癌司果前病变
目前,美国、加拿大以及欧盟已批准光动力疗法用于日光性角化病(ActinicKeratosis,AK)的治疗,同时欧盟和加拿大还批准其在基底细胞癌的临床应用。此外,PDT对皮肤鳞癌、鲍温病(Bowendisease)及乳腺外Paget病也显示出很好的疗效。在一项大型单中心临床实验中,1440例浅表及结节性基底细胞癌患者,PD革明错诗层西请胶T治疗后6个月CR达92%,随访4年,疾病复发率低于10%。刘慧龙等采用BHpD-PDT治疗恶性黑色素瘤患者6例,总有效率达100%,一例随访下空己6年未见肿瘤复发。RaspagliesiF等以甲基化ALA(MAL)局部给药治疗会阴乳腺外Paget病7例,4例获得完全缓解。ALA及其衍生物由于可以局部给药的特性,在皮肤病变具有广泛的应用价值。不过由于ALA作用深度有限,对于体积较大或较深的病变,研究认为体表给药联合全身给药可能有助于获得更理想的疗效。
2. 头颈部肿瘤
Minnesota大学的MerillBiel医生应用photofrin-PDT治疗了300多例头颈部(咽、喉和口腔)肿瘤患者,最长的随访期已接近15年。他们的研究结果发现:原发和继发性Tis、T1期头颈部肿瘤对PDT的反应率可达100%,其中88%的人至今仍无复发迹象;T2和T3期肿瘤对PDT的反应率也可达100%,但大部分患者在PDT后出现局部复发。对于早期头颈部肿瘤,PDT能达到治愈的效果,同时其对正常组织损伤小的特点能起到保护患者的容貌及重要器官功能。对于体积大的肿瘤可采用手术切除联合PDT治疗,能减少局部复发。
2.1鼻咽癌
放射治疗是鼻咽癌最主要的治疗手段,早期患者经过放疗或同步放化疗能达到治愈效果,不过依然有不少患者有复发可能,对于复发患者,由于既往放疗使局部组织纤维化,再次放疗效果往往不理想,而且副反应严重。孙振权和罗国仪等报道治疗鼻咽癌191例,其中120例为放疗后复发,另外71例为足量放疗后肿瘤仍有残留患者,静脉给予YHpD5mg/kg后24、48或72h激光照射,近期疗效CR105例(55.0%),PR66例(34.6%),总有效率(CR+PR)89.5%。Li等将30例放疗后复发患者随机分配到PDT组和化疗组,结果PDT组的有效率及鼻腔阻塞改善率高于化疗组。由此可见,PDT可作为鼻咽癌放疗失败者的补救治疗,而且对于不愿或不能接受放疗的早期鼻咽癌患者,PDT能达到治愈的效果。
2.2. 舌癌
舌癌是常见口腔恶性肿瘤,早期舌癌以手术及放疗为主,中晚期则强调多学科的综合治疗,不过传统治疗后常导致舌功能缺失或障碍,给患者的生活质量造成很大的影响。采用PDT,对于早期舌癌患者能达到治愈效果,对于晚期患者也能起到很好的姑息作用。李黎波等以Photofrin为光敏剂治疗舌癌14例,其中Ⅰ-Ⅱ期4例,Ⅲ-Ⅳ期10例,治疗后一个月疗效评价CR4例,SR8例,总有效率85.7%,14例患者中位生存期13.5个月。Jerjes等对mTHPC-PDT对于晚期和复发舌底癌的疗效进行了研究,对21例舌癌患者进行超声引导下组织间照射光动力治疗,11例存在呼吸困难的患者经PDT治疗后9例症状得到明显改善,19例患者吞咽困难症状得到改善,13例存在言语功能障碍的患者治疗后11例获得改善,由此可见PDT对于晚期及复发的患者亦可起到很好的姑息作用。而且光动力疗法可以与手术、放疗、化疗等手段联合使用,如PDT可以在术中对手术切缘进行照射,杀灭残存的肿瘤微小病灶,降低肿瘤复发的机会。
2.3. 喉癌
喉癌也是常见的头颈部恶性肿瘤之一,手术和放疗是其主要治疗手段,但手术和放疗对患者的喉功能(发音、呼吸、吞咽)损伤大,给患者的生活质量造成严重影响。曹小鹏等以Photosan为光敏剂,治疗早期(Ⅰ-Ⅱ期)喉癌患者16例,一个月后内镜复查,CR12例,SR4例。Biel等报道PDT治疗早期喉癌患者133例,单疗程PDT治疗后,平均随访96个月,至第5年仍无肿瘤复发的患者达90%。
3.颅内肿瘤
PDT在颅内肿瘤的应用主要是脑胶质瘤,不过也有学者报道PDT在室管膜瘤、脑膜瘤、垂体腺瘤以及黑色素瘤及肺癌颅内转移瘤的应用。Stylli等报道手术联合PDT治疗胶质瘤患者278例,其中新诊断者138例,复发患者140例,术前24h静脉给予HpD5mg/kg,病灶切除后激光照射,能量波动在70~260J/cm2,患者平均生存时间14.3~14.9个月。Muller等报道56例放疗后复发的颅内肿瘤患者,结果显示手术后再辅以PDT治疗相比于单纯手术有生存获益。
4.呼吸系统肿瘤
PDT最早用于治疗非小细胞肺癌是在1982年,PDT治疗后,肿瘤组织坏死,阻塞的气道重新开放。对于早期肺癌患者,PDT可以作为姑息治疗手段,缓解患者因气道阻塞而导致的咳嗽、呼吸困难症状,而且对于早期中央型肺癌却又不能手术切除的患者,有可能达到治愈效果。在一个Ⅱ期临床研究中,54例早期却又无法手术切除的肺癌患者,经光动力治疗后20.2个月时,完全缓解率达85%。Cai等报道30例手术、放疗、化疗治疗后失败的Ⅱ-Ⅳ期支气管肺癌患者,PDT治疗后,CR4例,PR22例,总有效率86.7%,气道梗阻率由90%降至16.7%,且患者的生存质量明显改善。Usuda等报道以二代光敏剂Talaporfin治疗91例肺癌患者,其中病灶≤25px者70例,>25px者21例,两组完全缓解率分别为94.3%和90.4%。
恶性胸膜间皮瘤是一种罕见的胸部恶性肿瘤,早期患者手术切除有治愈可能,但因为该疾病的罕见性,容易误诊和漏诊,确诊时往往已是晚期,恶性胸膜间皮瘤患者对放疗、化疗反应性差。在一个Ⅱ期研究中,联合手术及PDT,结果Ⅰ期和Ⅱ期患者中位生存期为36个月,2年生存率为61%;Ⅲ期和Ⅳ期患者中位生存期10个月,无论是早期还是晚期患者,生存时间都较单独手术有显著提高。Friedberg等报道胸膜切除术联合PDT治疗恶性胸膜间皮瘤患者38例,所有患者均经病理证实为期Ⅲ或Ⅳ期,术中给予PDT治疗,术后给予4周期以培美曲塞为基础的化疗,中位生存时间达31.7个月,对于晚期患者而言,疗效是相当喜人的。
5.消化系统肿瘤
PDT在消化系统肿瘤的应用可以分为两个部分:食管病变的应用,食管以外的病变。Barrett食管、不典型增生以及早期食管癌都是PDT的适应症,美国更是将PDT治疗Barrett食管和食管癌列为医保项目。Wolfsen等报道PDT治疗102例Barrett食管患者,其中高级别不典型增生69例,腺癌33例,一疗程PDT治疗后,56%的患者病变完全消失。Corti等报道62例食管癌患者,其中原位癌18例,T130例,T27例,手术切除吻合口复发7例,部分患者在PDT治疗后尚接受了放射治疗,单独PDT组完全缓解率37%(23/62),PDT联合放疗完全缓解率82%。
对于肝癌,过去认为由于光敏剂在正常肝组织中浓度也很高,所以PDT不适合肝癌的治疗。曾超英等报道经皮穿刺PDT治疗肝癌70例,患者多为难以手术切除或经其他治疗无效者,除2例为小肝癌外,其余均为大肝癌。所有患者共进行170次PDT,无一例出现肝穿大出血、胆汁性腹膜炎、肝功能衰竭等严重并发症,首次PDT后存活期均达5个月以上。1次治疗组1年生存率10%,无2年生存者;2次治疗组1年生存率50%,>2年生存率8%;3次以上治疗组1年生存率82%,>2年生存率50%,>3年生存率32%,其中3例存活超过5年。以上数据显示PDT对于肝癌也是一种有效的治疗手段。
胆管癌、胰腺癌这类肿瘤发生发展过程隐蔽,患者早期症状多不明显,临床上确诊时多已错过了最佳的手术切除时机,而且这类肿瘤放疗和化疗疗效很差。PDT用于治疗胆管癌最早开始于20世纪90年代,它能改善患者的胆道梗阻症状,提高患者的生存质量,个别患者甚至能重新获得手术机会。Ortner等将不能手术的梗阻性胆管癌患者,随机分成PDT+支架植入组(n=20)和单独支架植入组(n=19),结果联合治疗组患者中位生存时间为493天,而单独治疗组中位生存时间为98天,两组相比有显著差异,而且联合治疗组的胆汁引流及患者生存质量都优于单独治疗组。英国学者Bown等报道一组16例胰腺癌患者,所有患者均为无法手术的胰头癌,肿瘤直径2.5-150px,采用间质内光动力疗法,结果无治疗相关性死亡,治疗后患者生活质量明显改善,生存期延长,并有病人已存活2年以上。
6.泌尿系统肿瘤
以Photofrin为光敏剂的PDT最早是在1993年被加拿大批准用于膀胱癌,目的是作为术后辅助治疗,以减少肿瘤的复发。膀胱癌是泌尿系统最常见恶性肿瘤,其最常见的病理类型为膀胱移行细胞癌,膀胱癌患者往往在主病灶外存在散在的肉眼看不见的微小病灶,手术通常只能去除主病灶,对隐性病灶无能为力,但是PDT采取膀胱充盈后球状光纤表面照射的方法,不仅能杀灭肉眼可见病灶,同时对肉眼不可见的微小病变也能起到杀伤作用,从而大幅度降低肿瘤复发的机会。在一个以HpD为光敏剂PDT治疗浅表膀胱移行细胞癌的研究中,完全缓解率达74%(37/50)。
对于前列腺癌,据我们所知,目前国内尚无应用PDT治疗的报道,不过国外已经开展了这方面的研究。一组14例经根治性放疗失败的早期前列腺癌患者,接受以Temeporfin为光敏剂的光动力治疗,结果9例患者观察到PSA的下降,并有5例患者经病理证实获得完全缓解。而且国外还开展了靶向血管的光敏剂光动力疗法在前列腺癌的应用,在一项Ⅰ期研究中,24例经根治性放疗治疗失败的患者,接受以Padoporfin为光敏剂的光动力治疗,结果显示血管靶向光动力疗法安全性可靠。在随后的Ⅱ期研究中,28例患者接受更高剂量的PDT治疗,随访6个月,结果显示,在一定范围内,随着PDT剂量增加,残留的肿瘤组织减少,90%的前列腺组织受到高于23J/cm2剂量照射的患者才能获得完全治愈,这28例患者中有13例患者接受了该剂量的治疗,其中8例在随访6个月时,病理检查未见肿瘤残留。
7.妇科肿瘤
PDT对于女性外阴和宫颈癌前病变如外阴上皮内瘤变(VIN)和宫颈上皮内瘤变(CIN)具有很好的疗效。王秀丽等应用ALA-PDT治疗CINⅠ级合并高危型HPV感染患者21例,随访6个月,痊愈率85.7%(18/21),HPV转阴率81%(17/21)。王玲等应用PDT治疗62例CINⅠ级伴HPV持续感染的未生育妇女,治疗后77.42%的患者宫颈1次愈合(宫颈表面光滑,新生鳞状上皮覆盖,碘染全部着色,临床症状消失),并有4例治疗后妊娠,其中2例自然分娩。PDT是一种可重复多次宫颈上皮内瘤变治疗方法。
此外,也有学者报道了PDT在乳腺癌治疗上的应用,尤其是对胸壁复发病灶具有较好的疗效。崔建春等探讨了喜泊芬PDT对12例行根治或改良根治术后胸壁复发患者的疗效,1~2个疗程后完全缓解率达96%。而且有研究者探讨在乳腺癌根治术前48h静脉给予喜泊芬,术中对创面进行照光,能够有效清除残留的肿瘤,防止复发和转移。
8.其它肿瘤
PDT可以治疗的疾病远不止上述列举的疾病,理论上PDT能够应用于所有光纤能够到达和照射的部位,由于皮肤及有腔器官病变光纤容易到达的特性,使得它们成为PDT研究和应用最多的领域。PDT在骨与软组织肿瘤、支气管类癌、卵巢癌、结直肠癌等肿瘤也有相关的研究报道。
技术展望
近年来,随着PDT基础研究的不断深入,让我们对PDT的作用机制从组织、细胞到分子水平有了更深和更全面的认识,大大推进了PDT的发展。新型光敏剂的研发及临床应用对推动PDT的发展起着重要的作用,它克服了传统光敏剂成分复杂、作用深度有限、单线态氧产率低、组织选择性弱、疗效不足的缺点。特别是进入90年代后,新型给药系统和给药技术的发展,将光敏剂与氨基酸、糖类、肿瘤组织表达的抗原/受体相应的抗体或配体、脂质体、纳米颗粒、胶束等交联,以及应用表面修饰技术、自发光技术、上转换技术所研制的第三代光敏剂向着理想光敏剂的方向又迈进了一大步。此外,PDT与免疫疗法结合在动物实验及前期临床研究的理想效果也给患者带来了希望之光。
总的来说,目前PDT无论是在基础研究还是在临床应用上都呈现出一片欣欣向荣的景象。但是PDT受到的临床认可度还是不够,这除了现有光敏剂尚不够理想外,另外一个重要原因可能是缺乏大规模前瞻性的随机试验来确证它相比于传统疗法的优势。此外,不少临床医生对PDT的治疗还存在疑虑,尤其是现有治疗方法疗效已得到认可的情况下,对推广PDT应用缺乏积极性。故此,需要我们在研发新型光敏剂的基础上开展多学科协作,共同努力,针对上述问题积极展开攻关研究,才能尽快推进PDT的广泛应用。