陳越 鄭軍 譚瀟，2

1三峽大學第一臨床醫(yī)學院，三峽大學肝膽胰外科研究所（湖北宜昌443003）；2三峽大學醫(yī)學院，腫瘤微環(huán)境與免疫治療湖北省重點實驗室（湖北宜昌443002）

光動力療法（photodynamic therapy，PDT）是近些年來興起的一種應用于臨床疾病治療的方法，迄今為止，其在臨床上應用最多的領域當屬皮膚疾病的治療[1]，李慶賢等[2]就證明了PDT在面部痤瘡治療上較之傳統(tǒng)的光照射治療有著明顯的優(yōu)勢。PDT在腫瘤治療方面的研究尤為廣泛，上世紀70年代，KELLY等[3]應用血卟啉衍生物（hematoporphyrinderiva，HPD）作為光敏劑治療膀胱癌成功，由此開創(chuàng)了PDT在腫瘤治療中的先河。隨著研究的不斷深入，PDT在腫瘤治療方面表現(xiàn)出了極大的潛力，其可能成為腫瘤臨床治療的一種新方法。有統(tǒng)計表明，2018年全球約有超1 800萬的腫瘤新發(fā)病例[4]，其中肺癌的發(fā)病率及病死率居首位[5]。手術切除局部病灶仍是目前大多數(shù)腫瘤的主要治療方法，在緩解患者癥狀和延長生存期中發(fā)揮了重要作用，但是并非所有腫瘤都適于手術切除，且對于部分腫瘤而言，手術切除病灶甚至擴大手術范圍并不能明顯改善患者的預后。因此，腫瘤的非手術治療方式顯得尤為重要。PDT作為一種微創(chuàng)手段，為腫瘤患者的非手術治療提供了理想的選擇。

1 PDT在腫瘤治療中的作用機制

PDT是通過給患者注射光敏劑（photosensitizer，PS），經(jīng)過一定時間光敏劑特異性的聚集在腫瘤組織，然后利用特定波長的光源照射并激發(fā)光敏劑產(chǎn)生活性氧（reactive oxygen，ROS），導致腫瘤細胞的死亡（包括凋亡、壞死以及過度自噬等）以達到治療的效果[6]?；钚匝踔饕獊碓从诠饷魟┍惶囟úㄩL光所激發(fā)時，將電子轉(zhuǎn)移到分子氧或其他電子受體，形成的超氧化物陰離子和自由基（Ⅰ型反應），或?qū)⑵潆娮幽芰哭D(zhuǎn)移到基態(tài)分子氧產(chǎn)生的單線態(tài)氧（Ⅱ型反應）[7]。關于活性氧破壞腫瘤細胞的機制說法不一，目前國內(nèi)外學者普遍認同的是：（1）PDT有效地靶向腫瘤血管，使血管內(nèi)皮細胞損傷、內(nèi)皮構(gòu)造紊亂及血栓形成，導致腫瘤細胞營養(yǎng)供應的顯著減少；（2）細胞的氧化應激反應，導致蛋白激酶途徑的活化，轉(zhuǎn)錄因子和細胞因子的表達，并釋放介導細胞凋亡的因子，從而導致細胞凋亡或壞死；（3）PDT誘導的急性局部和全身炎癥反應，最終刺激T細胞活化并產(chǎn)生抗腫瘤免疫反應[8]。與傳統(tǒng)放化療相比，PDT療法在線粒體、溶酶體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)產(chǎn)生活性氧直接啟動凋亡程序?qū)е履[瘤細胞的死亡途徑更為直接[9]。

2 PDT在幾種常見惡性腫瘤治療中的研究及應用

2.1 神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤（neuroglioma）神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤是顱內(nèi)腫瘤中發(fā)病率最高的一種，約占1/3～1/2以上，其組織來源為外胚層腫瘤，半數(shù)以上病理分型為惡性。神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤的治療相較于其他腫瘤更為困難，主要是因為以下幾點：（1）膠質(zhì)瘤細胞對常規(guī)化療不敏感；（2）常規(guī)化療時大腦容易受到損傷；（3）大腦的自我修復能力非常有限；（4）許多藥物不能穿過血腦屏障作用于腫瘤[10]。對于神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤，一般都主張綜合治療，由于PDT在治療神經(jīng)膠質(zhì)瘤方面具有傳統(tǒng)療法不具備的優(yōu)勢，由此引起廣大學者的注意。

MAHMOUDI等[11]在閱讀大量文獻后對5-ALA介導的PDT在神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤方面的應用做了綜述，得出結(jié)論5-ALA介導的PDT對神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤具有殺傷作用，且較之其他光敏劑更加安全。NAKANO等[12]則是通過一系列實驗證明了5-ALA可以通過下調(diào)環(huán)氧合酶-2（cyclooxygenase-2，COX-2）及微粒體前列腺素E（microsomal prostaglandin E，mPGE）的水平，從而抑制巨噬細胞產(chǎn)生前列腺素E2（prostaglandin E2，PGE2），最終導致巨噬細胞產(chǎn)生免疫反應，有效抑制了RSV-M神經(jīng)膠質(zhì)瘤細胞增殖，這無疑佐證了此光敏劑對神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤作用的有效性?；?-ALA的光動力療法已被日本及許多歐洲國家作為神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤手術的標準輔助治療手段，其更是在2017年獲得了美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）的認證[13]，相信PDT治療神經(jīng)膠質(zhì)細胞瘤會在不遠的將來在臨床中得到廣泛普及。

2.2 口腔癌（oral cancer）口腔癌是發(fā)生在口腔的惡性腫瘤的總稱，病理類型中最常見的是鱗狀細胞癌（squamous cell carcinoma，SCC），約占90%，其起源于嘴和嘴唇的組織?？谇话┳畛Ｒ姷陌l(fā)生部位是舌頭，它是頭頸部較常見的惡性腫瘤之一。手術和放療是口腔T1期鱗狀細胞癌的標準治療方式，然而為了達到手術效果，確保無腫瘤邊緣，常常需要切除相鄰的正常功能組織，而影響言語和吞咽功能，同時約有1/3的患者術后復發(fā)或?qū)Ψ呕煵幻舾衃14-15]，因此，尋找一種損傷性小且有效的治療方法對口腔癌患者而言意義重大。

已經(jīng)有學者就PDT在口腔癌的應用做了相關研究。QI等[16]選取SCC-9口腔鱗狀細胞癌細胞系為研究對象，鹽酸巴馬?。≒aH）作為光敏劑，進行了體內(nèi)外實驗，結(jié)果證明PaH介導的PDT可以增加G0/G1期細胞百分比，降低周期依賴性激酶2（CDK2）、細胞周期蛋白E1（Cyclin E1）水平，及增加細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生，從而表現(xiàn)出有效的光毒性作用并促進細胞凋亡，此外，體內(nèi)實驗表明，PaH介導的PDT可有效抑制腫瘤生長，延長荷瘤小鼠的存活時間，并且未觀察到明顯的毒副作用。WANG等[17]同樣做了體內(nèi)外研究，用甲基氨基乙酰丙酸酯（methyl aminolevulinate，MAL）介導的PDT作用于DOK口腔癌癌前細胞，他們觀察到MAL-PDT誘導了自噬相關蛋白表達的增加，從而促進了癌前細胞的死亡，荷瘤小鼠模型上同樣觀察到腫瘤的生長受到明顯抑制，而這種作用是通過誘導細胞凋亡引起的。FANG等[18]選取了SAS及GUM兩種口腔癌細胞系為研究對象，結(jié)果表明5-ALA介導的PDT能夠顯著上調(diào)口腔癌細胞系中microRNA-145的表達，而過表達的microRNA-145進一步增強了光動力治療的效果。以上實驗從不同水平驗證了光動力療法在口腔癌治療中應用的可行性，并且對其作用機理進行了闡述，且光動力療法較之傳統(tǒng)治療有著不可替代的優(yōu)勢，為臨床普及口腔癌光動力治療奠定了基礎。

2.3 乳腺癌（breast cancer）乳腺癌是從乳房組織中發(fā)展而來的癌癥，它是女性最常見癌癥死亡的原因之一，乳腺癌好發(fā)于乳管內(nèi)層和向乳管供應乳汁的小葉細胞。從導管發(fā)展而來的癌癥稱為導管癌，而從小葉發(fā)展而來的癌癥稱為小葉癌，此外還有超過18種其他亞型的乳腺癌。目前乳腺癌治療后的副作用較大，術后并發(fā)癥多，而且該疾病晚期的預后通常很差[19]，有數(shù)據(jù)顯示乳腺癌患者常常伴有一定程度的抑郁癥[20]。盡管各種手術治療和聯(lián)合化療方案在不斷地發(fā)展和完善，但乳腺癌的預后仍不盡如人意，因此，探尋有助于改善乳腺癌預后的治療方式具有十分重要的臨床意義。

國外有專家就PDT對乳腺癌細胞的殺傷能力做了研究，SANTOS等[21]使用亞甲基藍（methylene blue，MB）作為光敏劑，在一組正常乳腺上皮細胞系MCF-10A及兩組人乳腺癌細胞系MCF-7、MDAMB-231中分別評估PDT對細胞的殺傷能力，實驗組以波長640 nm、4.5 J/cm2強度光照照射。結(jié)果顯示腫瘤細胞及正常細胞均出現(xiàn)死亡，但腫瘤細胞的死亡數(shù)遠遠多于正常細胞，證實其對腫瘤細胞的殺傷作用，表明MB-PDT可用作乳腺腫瘤手術后的輔助治療，以顯著提高腫瘤細胞的根除率，從而最大限度地減少局部復發(fā)和轉(zhuǎn)移復發(fā)的機會。由于乳腺癌諸多的亞型存在，常常導致化療的失敗或耐藥的產(chǎn)生，有學者認為，PDT對多重耐藥的乳腺癌細胞具有較強的殺傷作用，同時可以增強其對化療藥物的敏感性，大大提高了乳腺癌的治療效果[22]。同時有研究指出，順鉑聯(lián)合光動力治療可以顯著增加對乳腺癌細胞的殺傷作用，表明兩者具有協(xié)同效應[23]。乳腺癌患者術后化療是一個艱難且長久的過程，很多患者不能耐受而放棄繼續(xù)治療，PDT在乳腺癌細胞系的成功研究無疑為這類患者帶來了一種可行的輔助治療方案。

2.4 胰腺癌（pancreatic cancer）胰腺癌是人類迄今為止最致命的癌癥之一，預后極差，確診后5年生存率低[24]，被稱為“癌癥之王”。胰腺癌包括胰頭癌、胰體尾部癌，其病理分型包括導管細胞癌、粘液性囊腺癌和腺泡細胞癌，其中胰腺導管細胞癌占90%左右。手術切除是胰腺癌的首選治療[25]，但目前胰腺癌早期的確診率不高，確診時多屬晚期，已喪失合適的手術時機[26]，且胰腺癌細胞對化療、放療敏感性欠佳，故預后極差[27]。

有學者曾就PDT對胰腺癌相關細胞系的敏感性進行了研究，HUANG 等[28]將MIA PaCa-2和AsPC-1兩個胰腺癌細胞系種植于無胸腺的小鼠身上（4～6周齡），利用低劑量伊立替康（irinotecan）協(xié)同PDT對實驗組進行治療，結(jié)果表明伊立替康協(xié)同PDT組合與單獨的任一治療相比對腫瘤細胞的生長抑制作用更明顯，并且比胰腺癌的標準化療方案更有效。DEWITT等[29]在一項單中心的Ⅰ期臨床試驗中，篩選了12例晚期胰腺癌患者，在超聲內(nèi)鏡引導下行卟吩姆鈉介導的PDT，結(jié)果證實了PDT的安全性，并且在影像學上顯示了一定的效果，為Ⅱ期臨床試驗奠定了基礎。因此，PDT作為一種新的有效治療胰腺癌的手段對于改善胰腺癌患者的預后具有十分重要的意義。

2.5 前列腺癌（prostate cancer）前列腺癌是指發(fā)生在前列腺的上皮性惡性腫瘤，其病理類型包括腺癌（腺泡腺癌）、導管腺癌、尿路上皮癌、鱗狀細胞癌、腺鱗癌，其中腺癌占95%以上。前列腺癌早期可無癥狀，在后期可導致患者出現(xiàn)排尿困難、血尿或骨盆疼痛等。傳統(tǒng)觀點認為，晚期或伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的前列腺癌患者并不適于手術治療，但隨著人們認知水平的提升及技術的不斷革新，前列腺癌術后有效率有所改觀，且聯(lián)合雄激素剝奪療法（即去勢療法）能明顯改善患者預后[30-31]。相關研究表明，PDT在前列腺癌的治療方面具有一定的潛在作用。

關于PDT作用于前列腺癌的研究，國內(nèi)外均有報告。LIANG等[32]選取前列腺癌細胞系PC-3M，分別用單純皰疹病毒1型胸苷激酶/更昔洛韋（HSV1-TK/GCV）與焦脫鎂葉綠酸-a甲酯介導的PDT（MPPa-PDT）聯(lián)合，選取波長（670± 10）nm、4 J/cm2光照，結(jié)果顯示聯(lián)合治療組的細胞存活率約為10%，明顯低于單一MPPa-PDT治療組（23%）和單一HSV1-TK/GCV治療組（35%），差異具有統(tǒng)計學意義。隨后研究者采用流式細胞術檢測細胞毒性，表明聯(lián)合治療組凋亡率約為38%，較單一MPPa-PDT治療組（約22%）和單一HSV1-TK/GCV治療組（約19%）高，故研究者認為，聯(lián)合治療方式較單一治療對PC-3M細胞的殺細胞效果更理想。GHEEWALA等[33]選取雄激素依賴性前列腺癌（androgen dependent PCa，ADPC）細胞系 LNCaP，運用脫鎂葉綠酸 a（pheophorbide a，Pba）介導的PDT進行實驗研究，結(jié)果表明Pba介導的PDT是一種潛在的治療前列腺癌的方法。這些研究證明了PDT作為前列腺癌的治療方法是有可行性的。

2.6 皮膚黑色素瘤（melanoma）黑素瘤又稱為惡性黑色素瘤（malignant melanoma，MM），是來源于黑色素細胞的一類惡性腫瘤，常見于皮膚、黏膜、眼脈絡膜等部位。皮膚惡性腫瘤包括鱗狀細胞癌（SCC）、基底細胞癌（BCC）及黑色素瘤[34]，盡管黑色素瘤僅占皮膚惡性腫瘤的4%，但死亡率達到70%以上，且近年來其發(fā)病率不斷上升。黑色素瘤是皮膚腫瘤中惡性程度最高的一種，極易出現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移，要想更好的治療效果需要更深入地理解其發(fā)病機制并確定有效治療目標和策略[35]。

國內(nèi)外諸多報告描述了PDT用于黑色素瘤治療的有效性，這有賴于黑色素瘤位置表淺，易于PDT的進行。BALDEA等[36]選擇人類黑素瘤細胞系WM35，使用卟啉作為光敏劑進行光動力治療，結(jié)果表明卟啉介導的PDT能夠誘導黑色素瘤細胞DNA的持續(xù)性氧化損傷，從而有效降低WM35細胞的數(shù)量，研究者由此推測卟啉介導的PDT對黑色素瘤細胞具有殺傷作用。大量研究表明，酞菁（phthalocyanine）是一種對黑色素瘤有明顯作用效果的光敏劑。TUDOR等[37]選擇預接受二甲雙胍暴露的WM35和M1/15黑色素瘤細胞系，鎵酞菁氯化物（GaPc）-PDT處理后發(fā)現(xiàn)GaPc-PDT與二甲雙胍協(xié)同可增強對腫瘤細胞的損傷作用，從而促進了黑色素瘤細胞的凋亡。ROBERTSON等[38]利用黑色素瘤細胞系A375證實了新型金屬酞菁光敏劑相較于卟啉光敏劑5-ALA有更好的促凋亡作用。由于酞菁的疏水性，CAMERIN[39]和 GOTO[40]等先后使用直接乳化法，成功地制備了固體脂質(zhì)納米粒子作為氯化鋁酞菁的納米載體，提高了它在光動力治療過程中的生物利用度，從而增強了其光動力效果，這都為PDT在黑色素瘤中的應用提供了強有力的證據(jù)。

3 結(jié) 語

在國內(nèi)外研究中，已經(jīng)證明了PDT在多種腫瘤治療中的有效性，相較于傳統(tǒng)的手術治療，PDT具有創(chuàng)傷小、靶向性好、毒性低、適應性好、可重復操作等優(yōu)點，是一些無法切除，或切除后并發(fā)癥較多的惡性腫瘤的優(yōu)先考慮方法，但其仍在許多方面存在缺陷，導致臨床應用的局限性，這有賴于未來學者對此進行進一步的研究，讓其真正成為造福人類的一項技術。