葡萄酒色斑光动力学疗法的研究进展

王天佑 综述 林晓曦 审校

葡萄酒色斑光动力学疗法的研究进展

王天佑 综述 林晓曦 审校

上世纪90年代，我国首先开始将光动力学疗法（Photodynamic Therapy，PDT）用于葡萄酒色斑（Port Wine Stain，PWS）的治疗。PDT由两大重要因素构成：光敏剂、激发光源。光动力学疗法通过直接杀伤细胞，破坏病灶血管，引发细胞凋亡，免疫调节等来发挥作用。因其对靶组织具有高敏感性，可减少正常组织的损伤。目前，PDT主要用于皮肤外生性疾病和眼、鼻腔、口腔及呼吸道、消化道、泌尿生殖道等腔道内肿瘤的治疗。本文就PDT在治疗葡萄酒色斑上的应用及研究进展进行综述。

光动力学疗法葡萄酒色斑光敏剂激发光源

光动力学疗法（Photodynamic Therapy，PDT）是一种通过光敏剂和激发光源，引起光敏化作用，以杀伤肿瘤或其他病理性组织，从而达到治疗目的的新型医疗技术。上世纪70年代开始用于治疗肿瘤。光敏剂在靶组织优先聚集，并在合适波长的光源照射下被激发[1]。但是，PDT杀伤靶组织的具体机理尚未完全阐明。

光动力反应主要分为两类：Ⅰ型反应是光敏剂的三重态直接从靶细胞中夺取电子以破坏靶组织。Ⅱ型反应是受激发的单态氧作为高反应活性物质，与氧化敏感基团反应，致其氧化失活，最终诱导靶细胞凋亡[2]。Ⅱ型反应为其主要反应[3]

研究显示，PDT诱导细胞凋亡的靶部位是膜性细胞器，如线粒体、胞质膜、内质网和溶酶体等。PDT诱导的细胞凋亡可能是酶反应过程，而非光化学的直接作用，凋亡过程可能与胞膜上磷脂酶C和磷脂酶A2的活化相关[4]。而相关光敏化作用对于细胞基因的影响，目前尚不了解。同时，研究表明，免疫调节作用也参与了PDT的靶细胞杀灭过程。在氧化失活作用的同时，部分氧化产物通过某种机制与生物组织反应，产生免疫抑制作用的同时，尚存的趋化中性粒细胞参与了对靶细胞的破坏作用[5]。在肿瘤光动力学疗法中，可观察到以血管收缩、血流减少或停滞等血管反应为主的治疗作用，而在葡萄酒色斑的PDT治疗中，这种血管反应直接产生了治疗效果。

1 光敏剂

1904年，Tappeiner发现光敏剂与激发光源相互作用杀灭细胞具有依赖氧的特性，将该现象命名为“Photodynamic”（光动力）。上世纪70年代，动物实验证实了PDT对于肿瘤治疗的有效性，并开始运用于临床。我国于上世纪90年代，创造性地将PDT运用于葡萄酒色斑的治疗，疗效良好。

1.1 第一代光敏剂

主要是血卟啉衍生物（HpD）或Photofrin的混合制剂。PhotofrinⅡ（光敏素Ⅱ）、PsD-007（癌光啉）为其代表药物。因在体内代谢速率较慢，临床治疗中需避光4周以上，光毒副作用较大，并且最大激发波长为630 nm，组织穿透深度有限，无法作用于较深的病灶，使其临床应用受限。

1.2 第二代光敏剂

近20年来出现的更为理想的光敏剂。主要为单体卟啉、卟啉衍生物、中介卟吩类、叶绿素降解产物衍生物、金属酞菁

等，具有更高的三线态产率及更长的三线态寿命。

1.2.1 血卟啉单甲醚（HMME）

HMME是我国自行研制的一种纯化的单体卟啉[6-7]，组成单一、代谢迅速，价格相对低廉，临床使用中避光时间可缩短至7～14 d。治疗葡萄酒色斑时，能有效消除病变部位颜色，且光毒副反应较第一代光敏剂少。

1.2.2 BpD-MA

BpD-MA是一种由苯并卟啉单酸环组成的异构混合体。激发波长为688 nm。临床应用于老年性眼底黄斑病（AMD）[8]的治疗。近年来，BpD-MA-PDT运用于皮肤恶性肿瘤、风湿性疾病的治疗已进入临床试验阶段。该光敏剂结合576 nm激光在动物实验（鼠背模型）中获得较好的选择性血管效应，之后的临床试验也获得较好的疗效及较高的安全性[9]。研究发现，脉冲染料激光（PDL）的光热作用结合BpD-PDT的光毒作用，可提高葡萄酒色斑的治疗疗效[10]。提示其可能成为葡萄酒色斑的光动力学治疗方案之一。

1.2.3 NPe6

NPe6是一种叶绿素降解产物衍生物[11]。在664 nm吸收系数高，水溶性好。临床尝试运用于治疗中央型支气管肺癌。有报道称，其能较持久地关闭正常皮肤血管[12]，通过进一步研究，可能成为未来PDT治疗葡萄酒色斑光敏剂的新选择。

1.2.4 5-氨基酮戊酸（5-ALA）

5-ALA为常用内源性光敏剂，经酶作用形成PpIX后发挥光动力作用。该药物以外用为主，应用于治疗光化性角化病，已进入临床试验阶段；也可用于痤疮的杀菌治疗和多种皮肤肿瘤的治疗[13]。将其作为外用光敏剂，运用于葡萄酒色斑的PDT治疗，疗效较好[14]。

1.2.5 竹红菌素

竹红菌素为我国研制的一类竹红菌中提取的稠环酮类化合物，已应用于多种皮肤病的治疗。将该药物用于治疗葡萄酒色斑，尚处于实验阶段[15]。

1.3 第三代光敏剂

在第二代光敏剂的基础上，为获得更好的靶组织选择性和稳定性，交联某些化学物质，即所谓的第三代光敏剂（如交联某种针对肿瘤细胞的抗体或配体的光敏剂）。在第三代光敏剂的研发中，纳米技术起到了重要作用[16]。纳米粒载体的出现，诸如脂质体纳米粒、陶瓷纳米粒等技术，极大地减少了光敏剂互相聚集、被机体吞噬清除的几率。同时，纳米材料的应用，制备出了自身具有光敏性的纳米粒载体[17]、转化光源波长[18]或自体发光[19]的光敏剂，诸如NaYF4：Yb3+、Er3+、CdTe quantum dot等，从而进一步解除PDT对病灶部位及激发光源的诸多限制。

理想的光敏剂要求：①更高的靶组织特异的聚集性，更低的正常组织聚集性；②更高效，即更高效持久地产生三线态氧；③更快的代谢率，更短的避光时间；④性质稳定，安全，对机体无明显副作用；⑤可通过更长波长的光源激发，带来深层次的靶组织的疗效。第三代光敏剂目前尚处于实验室研究阶段，相信会成为未来光敏剂的主流。

2 激发光源

光的穿透深度取决于吸收和散射，波长较短的光（300～400 nm）被散射，穿透不超过0.1 mm，600～1200 nm的光穿透更深。而更长波长的光（铒激光2 940 nm，CO2激光10 600 nm）能量被大量吸收，穿透深度仅为1～20 μm。激发光源需在光敏剂的可吸收光谱范围内，还可根据病变深度在该范围内加以调整。

在葡萄酒色斑的治疗中，上世纪90年代，首先进行了氩离子激光（488 nm、514.5 nm）混合谱线及单一谱线光源的尝试，术后结痂、坏死等副作用较大。有研究认为，可以使用接近血红蛋白吸收峰的激发光源，如铜蒸汽激光（578 nm）[20]、脉冲染料激光（595 nm）。联合应用该类激光对畸形血管的光热作用与PDT的光化学作用，疗效显著。

而该类激光与光敏剂的吸收峰并不匹配，故而提出了“非热效应激光光动力学疗法”，使用波长与光敏剂PsD-007的吸收峰（408 nm）接近的氪激光（413 nm）作为激发光源，也得到了较好的疗效，在数千例临床使用的报道中，未见皮肤破损等不良反应[21]。

强脉冲光（IPL）为波长500～1 200 nm的高强度脉冲光。临床使用中通过不同的滤光装置，获取相应波长范围内的脉冲光，其光热作用可以单独用来治疗葡萄酒色斑。IPL常与外用光敏剂5-ALA（或MAL）合用，用于治疗日光性角化病及光老化、中重度炎性痤疮等[22-23]，效果较单用IPL提高。

欧阳天祥等[24]认为，非相干红光和PsD-007联合的光动力学疗法可以有效地治疗葡萄酒色斑。该方案由于其光敏剂尚为第一代光敏剂，光毒副作用较大，且非相干红光的能量密度、光照距离等需反复摸索，故未得到广泛应用。

KTP（倍频Nd：YAG，532 nm）和第二代光敏剂海姆泊芬（即血卟啉单甲醚，HMME）联合治疗葡萄酒色斑，在我国已进入Ⅱa临床试验阶段，有效率达90%，并推荐使用5 mg/Kg的高剂量海姆泊芬。但高剂量组色素沉着及脱失率高，瘢痕形成的潜在风险大，KTP的能量密度、脉宽、照射时间、药物与激光的匹配等需进一步研究调整[25]。

激发光源配合光纤、内窥镜及其他介入技术，可以达到对于血管内及腔道内病灶直接的照射。

3 光动力学疗法的临床应用

3.1 给药方法

葡萄酒色斑光动力学疗法的常见给药方式为静脉给药、外用。先将光敏剂原液在前臂内侧行皮肤划痕试验，阳性反应表示患者对该光敏剂过敏，不宜用药。给药后按不同推荐时间行光照。例如，临床Ⅱb期试验的光敏剂HMME在葡萄酒色斑的试验性治疗，以2.5 mg/Kg或5 mg/Kg的剂量，缓慢静脉推注后20 min，推注开始时即将病变部位暴露于KTP（532 nm）激光中，持续20～30 min。而其他目的的光动力学治疗，根据光敏剂充盈病灶的时间，可有不同的推荐光照时间。治疗完成后，根据光敏剂代谢时间，要求避光时间亦有不同，多为2～4周。

静脉给药：一般将光敏剂加入5%GS（250～500 ml）中稀释后慢滴或慢推。

外用：适宜外用的光敏剂主要为5-ALA。用于治疗皮肤肿瘤或痤疮等炎性病灶，也可用于治疗葡萄酒色斑[14]。使用简单，护理方便。

3.2 照射方法

分为外部照射及瘤体内照射。多数体表、黏膜外生性肿瘤或皮肤疾病选择外部照射的方法。PDT治疗葡萄酒色斑，注射光敏剂后，将病变部位暴露于激发光源中。根据患者的病变大小、颜色、厚度等调整光源能量密度、照射功率、光斑大小、照射距离、照射时间等。在光敏剂海姆泊芬的临床试验中，使用KTP（532 nm）激光，功率为80～100 mW/cm2，能量密度为96～120 J/cm2（20 min照射组）和144～180 J/cm2（30 min照射组）。在1 216例葡萄酒色斑的回顾性研究中，使用铜蒸汽激光照射，功率为50～100 mW/cm2，能量密度为90～540 J/cm2，光斑直径2～9 cm。肿瘤光动力则可通过光纤介入照射。

故激发光源的照射参数需根据患者葡萄酒色斑的颜色、病灶厚度、部位等作个性化调整，而疗效则与此密切相关。在PDT治疗葡萄酒色斑的过程中，非病变部位需使用不透光的遮挡物遮挡，医患均需佩戴防护眼镜。通过对皮肤病变部位反应的检视，及时调整参数。治疗后患者保证严格避光。不同光敏剂因其代谢率不同，避光时间亦不同。

3.3 适应证及疗效

主要应用于皮肤黏膜外生性肿瘤、腔道内肿瘤（如：口腔、鼻腔、呼吸道、消化道、泌尿生殖道）等。

葡萄酒色斑的PDT疗效分为4级。Ⅰ级完全治愈：红斑全部消退呈正常皮肤颜色；Ⅱ级基本治愈：红斑大部分消退，增厚部变平；Ⅲ级好转：红斑颜色变浅，增厚部变薄；Ⅳ级无效：红斑变化不明显。而PDT治疗葡萄酒色斑的光敏剂、光源、照射参数多有不同，疗效也有不同。大致上，PDT对于非增厚型葡萄酒色斑的Ⅱ级以上疗效，要明显好于增厚型葡萄酒色斑；对于表面颜色为红色的非增厚型葡萄酒色斑Ⅱ级以上疗效，要明显好于紫红色的葡萄酒色斑；而额颞部、颈部、耳后等区域的疗效，要明显好于其他区域（包括面部其他区域及四肢躯干）。其中的机制目前尚不明确。在非增厚型的葡萄酒色斑PDT治疗中，绝大多数患者有效。Ⅱ级以上疗效占49.7%～82.3%，完全消退率达10.1%～33.1%。前瞻性临床Ⅱa期试验中，Ⅱ级以上疗效占84.2%～100%，完全消退率达31.6%～45%。近期的一项自身对照研究中，将脉冲染料激光（PDL）585 nm与HMME-PDT进行自身对照，发现在部分情况下，可以达到较PDL更好的疗效[26]。

3.4 不良反应

药物过敏：注射血卟啉类光敏剂后，部分患者出现过敏性休克表现，或胸闷、心悸等不适。故使用血卟啉类光敏剂之前，需严格执行药物皮试，如皮肤划痕试验等。排除过敏后方可注射。

疼痛：葡萄酒色斑的PDT治疗中，因治疗过程需30 min以上，同时需患者固定体位，故无法自行固定体位的较小年龄患者，可在全麻下行PDT。其他患者可在局部麻醉下治疗。也可通过肌注杜冷丁减轻患者疼痛。最新一项研究显示，口服羟考酮及扑热息痛并不能缓解治疗时的疼痛[27]。

皮肤光毒反应：主要是由于使用血卟啉类光敏剂的PDT治疗后的1～4周的避光期内，避光不当所致。阳光直接照射后出现瘙痒、红斑、水肿，严重者出现水疱、溃疡等。预防办法即严格避光期管理。发生光毒反应后，可通过服用苯海拉明、扑尔敏、皮质激素类药物缓解。严重光毒反应者需积极地对症治疗[28]。结构单一的HMME组织代谢较快，避光时间短，发生皮肤光毒反应的可能性相对较小，是其优势之一。

热反应：少数患者在注射血卟啉类光敏剂后出现低于38℃的低热，2～3 d可自然退热。

血清谷丙转氨酶升高：血卟啉类光敏剂主要通过肝脏代谢。使用血卟啉类光敏剂后，少数患者出现血清谷丙转氨酶升高，适当保肝治疗可下降。

潜在的威胁生命的不良反应：Houle等[29]报道了一起使用光敏剂Vertepofrin行PDT治疗时出现威胁生命的不良反应。注射后患者出现头晕、恶心、意识丧失、癫痫等表现，后即出现无脉、呼吸暂停、紫绀，经抢救恢复。

色素沉着：在葡萄酒色斑的PDT治疗中，即使较好地避光，接近半数患者仍会出现色素沉着，3个月左右自然消退。HMME-PDT的患者色素沉着较少，程度较轻，消退较快。

结痂：葡萄酒色斑的PDT治疗中，第二代光敏剂HMME的结痂率较前一代血卟啉类光敏剂低，厚痂率也较低。但总体仍处于50%左右。痂的形成可能与病变区治疗后浅层真皮内血管网的破坏，血流量急剧下降，而导致的表皮缺营养化有关。

皮肤坏死：葡萄酒色斑的PDT治疗中，排除皮肤光毒反应所致的溃疡，极少数红斑面积较大的患者可能因过于激进的PDT参数调整或其他个人因素，出现大面积的真皮内血管网破坏，导致皮肤坏死溃疡。

瘢痕：两大原因可能导致瘢痕形成。①结痂过程中护理不当，导致反复感染；②大面积的真皮内血管网破坏，导致皮肤缺血性坏死后形成。这提示我们，在葡萄酒色斑的PDT治疗中，结痂期护理及治疗中PDT参数的个性化调整，是直接影响术后效果的重要环节，应高度重视。

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Research Progress of Photodynamic Therapy for Port-Wine Stain

WANG Tianyou,LIN Xiaoxi.
Department of Plastic and Reconstructive Surgery,Shanghai Ninth People's Hospital,Shanghai Jiaotong University School of Medicine,Shanghai 200011,China.Corresponding author:LIN Xiaoxi(E-mail:linxiaoxi@126.com).

【Summary】Photodynamic therapy(PDT)was firstly applied for treating port-wine stain(PWS)in the 1990s in China.PDT is composed of two major factors,photo sensitizer and excitation light source.PDT can kill cells directly,destroy vessels of lesions,trigger apoptosis and play a role in immunoregulation by its phototoxic effect.It is currently used for the treatment of skin diseases,tumors in eyes,nose,mouth and respiratory,gastrointestinal,genitourinary tract,and other cavity owing to its high selectivity.In this article,PDT application and its research progress in the treatment of port-wine stain were reviewed.

Photodynamic therapy;Port-wine stain;Photo sensitizer;Excitation light source

R732.2

A

1673－0364（2014）04－0232－04

200011上海市上海交通大学医学院附属第九人民医院整复外科。

林晓曦（E-mail：linxiaoxi@126.com）。

10.3969/j.issn.1673-0364.2014.04.017