光动力治疗原理

光动力治疗原理

　　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（ Photosensitzers derivative,HpD ）、二血卟啉酯（ dihaematoporphyrin ether,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。目前，已有一组第二代光敏剂问世，包括 5- 氨基酮戊酸（ 5-ALA ）、 meso tetrahydroxyphenyl chlorin(mTHPC) 、初卟啉锡（ tin etiopurpurin ， SnEtz ）、亚甲基兰 methylene blue 和亚甲苯兰 (toluidine blue) 、 zinc phthalocyanines 和 aluminium phthalocyanines 、苯卟啉 (benzoporphyrin) 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 [5] 。

　　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，该物质为前药，在体内转化为光反应性初卟啉 Ⅸ 衍生物（ PP Ⅸ ） [5] 。

　　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 [1 、 3] 。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（ 0 0 2 ），后者与分子氧起反应，产生激发态反应性单态氧（ activated siglet 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 [1-3] 。有证据提示 PDT 尚能启动抗肿瘤免疫反应 [4] 。