光動力療法治療腫瘤的現(xiàn)狀與發(fā)展

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1、半導(dǎo)體光電化學(xué)課程論文光動力療法治療腫瘤的現(xiàn)狀及發(fā)展摘要：癌癥是威脅人類生命的一大疾病，也是醫(yī)學(xué)上的一大難題。光動力治療法在治療癌癥中已展現(xiàn)出一系列的優(yōu)點。本文介紹了PDT的原理及作用機制，并對PDT中的關(guān)鍵技術(shù)——激光器和光敏劑目前的應(yīng)用做了較詳細(xì)的介紹，分析了目前的最新發(fā)展并對PDT未來的發(fā)展趨勢進行了展望。關(guān)鍵詞：癌癥PDT激光器光敏劑引言目前癌癥已成為嚴(yán)重威脅人類健康的主要疾病之一。近年來，全球癌癥患者人數(shù)不斷攀升，全球惡性腫瘤新發(fā)病例數(shù)從2002年的1090萬上升到2008年的1270萬，死亡人數(shù)從670萬上升到760萬。我國2002年的統(tǒng)計資

2、料顯示，有癌癥患者300多萬，且以每年3％的速度遞增，癌癥死亡率也呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢，全國每年死于癌癥的人為150萬，占全球的24%。世界衛(wèi)生組織預(yù)測，到2020年，每年新發(fā)癌癥病人數(shù)將達(dá)到1500萬，癌癥將成為新世紀(jì)人類的第一殺手。因此癌癥的控制是世界各國政府的衛(wèi)生戰(zhàn)略重點，癌癥的綜合治療成為世界所關(guān)注的研究課題。在癌癥治療的眾多方法中，光動力療法（PhotodynamicTherapy，PDT）以其有效、安全、副作用小、可協(xié)同性、可重復(fù)性和相對成本低等優(yōu)點脫穎而出，并且在腫瘤的治療中顯示出很強的生命力，為中晚期癌癥患者，特別是無法采用傳統(tǒng)療法治療的癌癥

3、患者提供了一個機會，增加了一種治療手段。與腫瘤傳統(tǒng)手術(shù)、化療和放療方法相比，PDT的優(yōu)點是能選擇性地消滅局部的原發(fā)和復(fù)發(fā)腫瘤，而不傷及正常組織;可與化療和放療同時進行，且均具有一定的協(xié)同作用;可縮小手術(shù)的范圍和改善患者愈后的身體狀況。幾十年來，PDT已成為腫瘤防治研究中的一個十分活躍的領(lǐng)域。很多國家都開展了腫瘤PDT的研究，并使成千上萬的不同癌癥患者受惠于這一療法，迄今為止已有數(shù)千例的治療報道，治療的范圍包括：腦瘤、頭頸部腫瘤、眼部腫瘤、咽癌、肺癌、胸壁腫瘤、食管癌、直腸癌、腹腔肉瘤、膀胱癌、乳腺癌和婦科腫瘤等。近年來美國的FDA、日本、荷蘭和加拿大等國

4、的衛(wèi)生部門已相繼確認(rèn)了這一腫瘤新療法的治療標(biāo)準(zhǔn)，PDT結(jié)合食管癌支架的療法已被美國綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN)作為晚期食管癌的首選方法，近年來，在國內(nèi)也逐漸成為新的研究熱點[1、2]。1PDT的基本原理PDT的作用機制是由于光敏劑在各組織中的半衰期不同，經(jīng)過一定時間后可造成腫——5——半導(dǎo)體光電化學(xué)課程論文瘤組織中光敏劑的濃度高于其周圍正常組織，在特定波長的光的輻射下，基態(tài)的光敏劑經(jīng)短暫存在的激發(fā)狀態(tài)的單線態(tài)光敏劑轉(zhuǎn)變成激發(fā)狀態(tài)的三線態(tài)光敏劑。激發(fā)狀態(tài)的三線態(tài)光敏劑一方面作用于組織底物或氫原子或電子，產(chǎn)物與氧作用形成各種氧化物；另一方面它直接將能量轉(zhuǎn)移給氧，

5、形成單線態(tài)氧。單線態(tài)氧與氧化物都具有細(xì)胞毒作用，尤其單線態(tài)氧是光動力作用誘導(dǎo)腫瘤壞死的主要損傷形式，它能破壞癌瘤中的微血管，造成局部缺血和細(xì)胞死亡，數(shù)日后該部組織將壞死脫落，從而達(dá)到局部治癌的目的[3]。1.1光動力作用的原發(fā)機制光敏分子與光相互作用引發(fā)光動力效應(yīng)。在沒有光照條件下，光敏分子處于基態(tài)S0。當(dāng)吸收了光子后，光敏分子首先躍遷到能量更高的激發(fā)態(tài)，轉(zhuǎn)變?yōu)槭芗ぐl(fā)的單態(tài)（S1）。接著會出現(xiàn)3種可能的衰變途徑，即非輻射性的和輻射性的單態(tài)衰變?yōu)榛鶓B(tài)，還有發(fā)生系間竄躍衰變到最低的三線激發(fā)態(tài)（T1）。處于三線激發(fā)態(tài)的光敏分子衰變回基態(tài)之前會與其它分子相互作用

6、，除主要通過自由基氧化還原反應(yīng)或能量傳遞過程與周圍分子發(fā)生作用外，三線態(tài)敏化分子還可以通過分子內(nèi)的振動弛豫直接衰變回基態(tài)[1]，見圖1。1.2兩種效應(yīng)機制卟啉及其相關(guān)化合物是光動力療法中經(jīng)常應(yīng)用的敏化劑。它廣泛存在于生命體系，如葉綠素、血紅素及細(xì)胞色素中。不論在均相或液相細(xì)胞體系中，卟啉的三線激發(fā)態(tài)(3P)都可以使電子轉(zhuǎn)移到底物D，或從底物D中使電子轉(zhuǎn)移出來生成自由基或離子化的活性基團，這種自由及氧化還原反應(yīng)過程稱為I型光動力效應(yīng)機制；此外，生物體系中的卟啉參與的敏化光反應(yīng)通過其三線態(tài)(3P)引發(fā)，在有空氣存在的介質(zhì)中，三線態(tài)卟啉被基態(tài)O2所淬滅，并借助

7、電子的轉(zhuǎn)移生成高活性的單線態(tài)氧(1O2)或三線態(tài)卟啉與氧化作用生成單線態(tài)氧以外的其它活性氧物質(zhì)，這一能量轉(zhuǎn)移過程為Ⅱ型光動力效應(yīng)機制[3、4]。具體來說——5——半導(dǎo)體光電化學(xué)課程論文又分為直接殺滅腫瘤細(xì)胞、誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、局部血管閉塞導(dǎo)致繼發(fā)性細(xì)胞死亡[5]，另外還有增強免疫功能[6]。2PDT的光源PDT技術(shù)應(yīng)用的光源大致可分為普通光源和激光光源兩類。普通光源為非相干光源，包括太陽光、白熾燈、鹵素?zé)舻?，再加上特定的濾光玻璃片及冷卻系統(tǒng)。這類光源由于是非相干光，所以方向性差、單色性差、強度低，且與光纖耦合有一定難度，所以僅限于體表使用，不能借助內(nèi)窺鏡進入

8、腔內(nèi)器官。而激光光源具有單色性好，方向性強，能量高和通過光纖耦合傳輸可進入體內(nèi)等