更新时间:2022-08-25 14:46
光敏化作用(photosensitization) 即光动力作用(photodynamics),是指任一化学或生物学反应,在可见光照射下,必须有一敏化剂参与光吸收才能发生,并需要氧的参与。光动力作用物质称基质,它们都是蛋白质、酶与核酸等。蛋白质和酶中的敏感组分都是含硫氨基酸和芳香氨基酸,核酸中的敏感组分是鸟嘌呤。光动力作用使生物膜脂的脂肪酸氧化,从而使膜变得脆弱,光氧化作用包括单线态氧的氧化、自由基的氧化与电子转移的氧化,这些对膜和细胞必然产生破坏作用。最有效的敏化剂是那些三重态寿命较长而量子效率又高的物质。如染料(甲烯蓝、玫瑰红与曙红等),色素类(叶绿素、卟啉与黄素等),芳香碳氢化合物(红烯、一些蒽类化合物)等。
临床应用的光敏剂应该是无毒的,能选择性地集中在病灶组织中,并能被穿透组织能力强的光(600nm-800nm)所激发。要求光敏剂不但其光化作用光谱波较长,而且能进入细胞与细胞的光敏基质紧密结合。尽管已经研究了上千种不同类型的光敏化剂,但迄今临床光动力治癌用的药物,在国内外还是20世纪60年代初研制的血卟啉衍生物HpD和80年代初研制的光敏素Ⅱ(PhotofrinⅡ,商品名PorfimerSodium),这是第一代光敏剂,因为药物诸多不足,副作用明显,光敏剂第二代已经广泛用于临床。
一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子,导致接受体反应,这种反应就是光敏化作用。
光解:染料分子被光激发,激发的染料分子把部分能量传给O2(其余部分能量以热能放出),使O2成为激发分子,激发的O2分子反过来氧化染料分子。
染料敏化降解机理:染料分子被可见光激发,激发的电子注入TiO2导带,而染料分子含有一个空穴,可与水或氢氧根反应生成氢氧自由基。TiO2导带的电子可能再返回染料分子,或者迁移到TiO2表面与O2反应,同时,被激发的染料分子中的电子和空穴也可直接复合。
光催化:说更直接点就是在光作用下的催化剂,光诱导催化剂生成电子空穴,对物质进行氧化还原反应,反应前后质量不变。
通常,对于有敏化剂的体系,一个有机物的降解可包括上述三个方面同时进行。对于没有敏化剂的体系,可能包括光解和光催化降解,特别是在紫外光的情况下。所以做实验时都要做空白实验:在没有催化剂时,是否有有机物降解。
与手术、化疗、放疗等常规治疗手段相比,光动力治疗具有许多重要的优点:
(1)创伤很小:借助光纤、内窥镜和其他介入技术,可将激光引导到体内深部进行治疗,避免了开胸、开腹等手术造成的创伤和痛苦。
(2)毒性低微:进入组织的光敏药物,只有达到一定浓度并受到足量光照射,才会引发光动力学反应而杀伤靶向细胞,是一种局部治疗的方法。人体未受到光照射的部分,并不产生这种反应,人体其他部位的器官和组织都不受损伤,也不影响造血功能,因此光动力疗法的毒副作用是很低微的。
(3)选择性好:光动力疗法的主要攻击目标是光照区的病变组织,对病灶周边的正常组织损伤轻微,这种选择性的杀伤作用是许多其他治疗手段难以实现的。
(4)适用性好:光动力疗法对不同细胞类型的病灶组织都有效,适用范围广;而不同细胞类型的病灶组织对放疗、化疗的敏感性可有较大的差异,应用受到限制。
(5)可重复治疗:靶向细胞对光敏药物无耐药性,病人也不会因多次光动力治疗而增加毒性反应,所以可以重复治疗。
(6)可协同手术提高疗效:对于尖锐湿疣患者,疣体过大时,需要使用激光、冷冻等方法去除大疣体之后,再进行光动力治疗。由此临床医生总结出三阶段疗法。
(7)可消灭隐性病灶:临床上有些疾病如尖锐湿疣,在主病灶外可能有散在的肉眼看不见的微小亚临床和潜伏感染,常规治疗手段只能去除显性病灶,对隐性病灶无能为力,但用光动力疗法后表面照射的方法,消灭可能存在的所有微小病变,从而大大减少复发的机会。
(8)可保护容貌及重要器官功能:对于颜面部的皮肤癌、口腔癌、阴茎癌、宫颈癌、视网膜母细胞瘤等,应用光动力疗法有可能在有效杀伤癌组织的情况下,尽可能减少对发病器官上皮结构和胶原支架的损伤,使创面愈合后容貌少受影响、保持器官外形完整和正常的生理功能。生殖器尖锐湿疣不能使用激光、冷冻等物理方法,必须使用艾拉光动力才可以做。
光动力疗法,在尖锐湿疣治疗方面,已经有成熟的标准化治疗方案形成的三阶段疗法,在鲜红斑痣治疗方面,海姆泊芬已经获得药品生产许可证并进入试生产阶段,预计将在2015年上半年上市销售药品生产许可证并进入试生产阶段,预计将在2015年上半年上市销售。
迄今为止光动力疗法已成功用于治疗各种体表、口腔颌面部及腔内肿瘤,特别是皮肤基底细胞癌、鳞状细胞癌、阴茎癌、子宫颈癌、乳腺癌、舌癌、唇癌、喉癌、食道癌、胃癌、直肠癌,还可以通过B超或CT引导介入或直视手术条件下治疗肝癌、胰腺癌、肾癌、周围型肺癌。
另外还可用于癌前病变和良性疾病如Barrett食管、鲜红斑痣、牛皮癣、红斑狼疮、老年性眼底黄斑等。它既可单独使用,使早期癌症得到根治,也可以配合手术、放疗、化疗、生物治疗等其他综合治疗手段,对晚期肿瘤病人进行姑息治疗,延长病人生存期和提高生存质量。
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、艾拉光动力疗法、光动力技术、光动力疗法、光动力疗法、光动力学疗法、光动力综合疗法、光动力渗透疗法。