光动力治疗

展望4历史1原理2应用31900年，Raab就发现了光动力反应。1910年，Hausmann报道了血卟啉（Hp）引起的光动力学损伤作用。1960年，Lipson制备出血卟啉衍生物（HpD），并于1966年探索性地应用于肿瘤治疗。1976年,Kelly用HpD-PDT治疗了一例复发的膀胱癌,观察到治疗后病变组织坏死脱落,而周围的正常膀胱粘膜未受损伤。1982年，国际抗癌联盟（UICC）首次将PDT专题列入第十三届代表大会议程。1984年，RoswellPark癌症研究所从HpD中分离出高效组分,命名为photofrinII(即后来商品化的PHOTOFRINII)。自此，世界上大多使用photofrinII作为基本的光敏剂。1986年，国际光动力学会（IPA）成立。迄今IPA已举行了8届国际学术会议。目前，在欧美日等许多发达国家，光动力治疗作为一种肿瘤治疗的新技术，已经获得政府主管机构的审查批准，在越来越多的医院成为一种新的常规治疗手段，基础研究不断深入，临床应用日益广泛从临床医学的角度纵观光动力疗法的发展历史，大致可以分为四个阶段：现象探索阶段（二十世纪40年代以前）肿瘤诊断阶段（二十世纪50年代-60年代）肿瘤治疗阶段（二十世纪70年代~80年代）临床应用拓展阶段（二十世纪90年代以来）光动力疗法（PhotodynamicTherapy，PDT）是光敏剂在特定波长的光照射下，能激发出特异的荧光。在有氧气的条件下，接受相应的光照射时，产生活性氧杀伤细胞，利用这种效应治疗肿瘤。O2光敏剂激光直接杀伤细胞血管损伤炎症免疫反应光化学和光生物学反应治疗效应光动力效应三要素1.光敏剂2.照射光3.氧气主要影响因素是光敏剂和照射光。光敏剂:光动力活性、光吸收特性和靶向特性,决定了其临床可用性和适用范围。照射光:波长正确性、输出稳定性和投照可靠性也是决定治疗效果重要的可控因素。——不同细胞死亡对光动力的反应的实验细胞死亡方式分为细胞凋亡和细胞坏死。细胞坏死由于比较强烈的有害刺激或细胞内环境的严重紊乱而导致的细胞死亡。细胞凋亡由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程称为细胞凋亡（apoptosis),又称程序性细胞死亡（programmedcelldeath,PCD)。实验同时使用2个着色荧光DNA,碘化丙啶和赫克斯特33342。碘化丙啶(PI)使坏死细胞的细胞核成色红。赫克斯特33342使活性的和凋亡细胞核成绿色。凋亡和活性的细胞通过细胞核的形态来识别。将细胞暴露于紫外光下(350-450nm,86.5mwcm-2),光剂量介于0.5Jcm-2与25Jcm-2。控制光线独自作用,ALA独自作用,没有光ALA与光线情况下进行研究。0.5、2、8、24小时后,分析细胞的生存能力和细胞死亡反应的类型通过PI和赫克斯特33342。计算每个孔中每个高倍视野中细胞坏死、存活与细胞核坏死的总数量。HT1197细胞：在LD50下,这个细胞株主要细胞凋亡,在处理后8小时后达到最多,但是最明显是在30钟。在LD90下,细胞死亡主的方式主要是坏死。MCF-7细胞：在LD90和LD50下,坏死细胞死亡在30分钟后达到明显，在24小时后增加到峰值。细胞坏死细胞凋亡细胞坏死细胞凋亡T47D细胞：在LD90和LD50下，坏死细胞死亡在30分钟后达到明显，在8小时后达到峰值,其次是一个轻微的减少在24小时后。WRC细胞：在LD50下，主要是细胞坏死，但在8小时后有凋亡细胞出现。在LD90下，主要是细胞坏死。不像在LD50下,没有明显的细胞凋亡。MVECs细胞：对PDT响应主要由细胞坏死造成的,比HT1197细胞株更慢发生。HT1197,人类膀胱上皮癌细胞。这个细胞株包含一个p53基因突变。MCF7,人类乳房癌细胞。这个细胞株有野生型p53基因,但半胱天冬酶-3基因发生突变。T47D,人类乳房癌细胞。这个细胞株包含一个p53基因突变。WRC,沃克鼠癌细胞。这个细胞株包含一个野生型p53基因。MVECs,人类微血管内皮细胞,来源于人类脂肪组织。光动力治疗导致细胞凋亡和细胞坏死,这与细胞的类型和PDT剂量有着密切的关系。对于PDT导致的细胞凋亡，p53基因可能不是一个关键的因素，包括含有p53突变基因的HT1197细胞。MCF-7细胞株对LD50/90没有反应，主要方式为坏死，可能因为在这些细胞中突变的半胱天冬酶-3中一个重要的下游效应器先凋亡。突变的基因控制细胞凋亡,比如bcl-2和p53,常见于恶性肿瘤。即使细胞在凋亡的过程中哪怕有一个步骤失败,如mcf-7细胞,细胞都会以坏死做出回应。这些实验表明用PDT治疗失败是很少见,但要严格控制适当的PDT剂量，较低的剂量诱导细胞凋亡，较高的剂量诱导细胞坏死．细胞凋亡和坏死的产生可能取决于PDT刺激诱导对细胞内产生活性氧的速度。———光动力治疗诱导L5178Y小鼠淋巴瘤细胞迅速死亡通过凋亡的方式StrainLY-SLY-RAlPcCl-+++++-+++++kJ/m2006101518OO361015为了调查PDT对L5178Y细胞化学反应的机制，往菌株LY-R和LY-S添加1uMMAlPcCl,然后让它暴露于分级的红光下，如图,两个小时后LD90和LD95PDT的剂量(10和15kJ/m2对LY-R和15和18kJ/m2对LY-S),有大量的DNA分裂，被分解的DNA被发现在凝胶成片段长度的倍数约180–190的碱基对。这种模式的DNA分裂是细胞凋亡的特征。LY-RLY-S凋亡细胞染色质的凝结特性的可以被清楚地观察到通过透射电子显微镜。未经处理的两种细胞有类似的外观,褶折的质膜和正常显现的线粒体、高尔基体、核和细胞质液泡(如图a)。一个小时后对于每个染色质,大多数细胞的质膜舒张，这导致形成圆的细胞,大量的肿胀和分裂的细胞器,特别是线粒体(如图b)。许多细胞失去了所有定义的细胞器结构或全部的细胞质。而核膜完好无损,在肿胀空间之间的内部和外部的核细胞膜和大量的凝聚染色质有显著的特征。光动力疗法的出现和不断发展，给肿瘤疾病的治疗带来了新的希望，光动力疗法由于不仅能特异地针对肿瘤细胞，而且能破坏肿瘤组织的血管，，而且能介导机体的炎症或其他特异免疫反应，共同协同作用。光动力学疗法在肿瘤领域的前景不可估量。光动力疗法有诱导血管平滑肌细胞凋亡的作用，使平滑肌细胞，成纤维细胞质明显减少，抵制平滑肌细胞的增殖，迁移和分泌功能，还能保护内皮细胞，维持血管内皮结构的完整性。这吸引大量的心血管工作者积极地投入光动力学疗法的研究，为心血管疾病的治疗带来了新的曙光。参考文献DifferentialcelldeathresponsetophotodynamictherapyisdependentondoseandcelltypeLWyld,MWRReedandNJBrown，BritishJournalofCancer(2001)84(10),1384–1386©2001CancerResearchCampaignPhotodynamicTherapyInducesRapidCellDeathbyApoptosisinL5178YMouseLymphomaCellsMunnaL.Agarwal,MarianE.Clay,EllaJ.Harvey,HelenH.Evans,AntonioR.Antunez,andNancyL.Oleinick2，DepartmentofRadiology,CaseWesternReserveUniversitySchoolofMedicine,Cleveland,Ohio44106.