光动力疗法治疗尖锐湿疣的研究进展

包振宇，邹先彪，杨宇光，张云杰

尖锐湿疣又称生殖器疣，是一种常见的性传播疾病（sexually transmitted disease,STD），病原体主要为人乳头瘤病毒（human papillomavirus,HPV）。尖锐湿疣的治疗手段很多，如二氧化碳激光、液氮冷冻、细胞毒药物外用以及使用干扰素、抗病毒药物等，但其复发仍是临床较棘手的问题[1]。20世纪90年代以来被广泛运用于临床的光动力疗法（photodynamic therapy,PDT）对尖锐湿疣，特别是对其亚临床感染的治疗提供了新的方法。本文就PDT治疗尖锐湿疣的进展进行综述。

1 尖锐湿疣的疾病特点

尖锐湿疣的病原体HPV是一种DNA双链病毒，人是HPV的惟一宿主，目前发现的病毒类型已超过100多种，其中能引起尖锐湿疣的常见类型为HPV6型和11型[2]。HPV由皮肤或黏膜的微小创伤进入体内，感染表皮的基底细胞。HPV感染可以引发机体局部或全身的免疫反应，清除病毒及感染的角质细胞，所以绝大部分HPV感染无任何临床症状，只有少部分HPV感染伴有症状或病理损害，甚至一部分进展为恶性肿瘤如宫颈癌等，这提示病毒感染后存在着免疫逃逸现象。尖锐湿疣疾病特点包括：①HPV为非溶细胞病毒，通过上皮的微小破损感染基底层角质形成细胞（keratinocyte,KC）（不侵犯基底膜）。其生命周期随着基底层KC向上移行分化成熟而完成。HPV基因表达及蛋白合成仅限于KC，病毒装配及成熟均发生于鳞状上皮分化良好的细胞内，最终成熟病毒颗粒从感染上皮表面排出[3]。因此，HPV抗原难以接触感染局部的抗原提呈细胞而被识别，不易启动固有免疫反应以及激活适应性免疫，使HPV得以在感染局部繁殖并持续存在。所以HPV的上皮内生命周期使其得以逃避宿主固有免疫系统的识别及免疫应答。②在临床上治疗尖锐湿疣的方法很多，如冷冻、激光、微波、药物等治疗，这些治疗方法只能去除肉眼可见的疣体，对于亚临床及潜伏感染则没有效果。而有研究表明，疣体周围1.0～1.5 cm的皮肤或黏膜组织内均存在HPV，这就使得尖锐湿疣的复发率达到了70%[4]。③对于一些特殊部位（如肛管内、男性尿道内等）的尖锐湿疣，利用目前常规治疗方法不宜操作且副损伤较大。④目前的诊断方法（如醋酸白实验）假阳性率和假阴性率较高，对于一些临床无表现的女性高危HPV感染者不能早期发现，容易导致宫颈上皮内瘤样变或宫颈癌的发生。以上疾病特点造成HPV感染较难控制，使得尖锐湿疣成为第三大STD，严重影响了患者的身心健康。因此，如何有效预防和治疗尖锐湿疣一直是皮肤科医生所关注的方向。

2 PDT治疗原理及影响因素

2.1 治疗原理 光敏剂接受特定波长光的光能后，由基态变成激发态。处于激发态的光敏物质很不稳定，迅速经过化学退激过程释放出能量而返回基态。在有氧条件下，这一能量释放的过程产生多种活性氧物质（reactive oxygen substance,ROS），其中最主要的是单线态氧。ROS能与多种生物大分子相互作用，使细胞的结构和功能受到严重影响，造成靶组织的损伤，从而达到PDT的治疗目的。

2.2 影响因素 PDT须具备3个要素，即光敏剂、激发光和分子氧。

2.2.1 光敏剂 光敏剂一般在PDT中起着能量传递的作用[5]。因光敏剂的选择性吸收和半衰期不同，它在增殖细胞中的浓度高于周围正常组织。在光照的情况下它逐渐失活，从而导致活性总体水平降低，临床上可以通过对其剂量的调控及合适时间间隔的光照来优化PDT杀伤的强度和范围，充分地使病变组织细胞凋亡或坏死，从而获得最大的治疗效果。

第1代光敏剂是血卟啉衍生物。它是一种混合物光敏剂，只能采取静脉给药方式，给药后迅速分布于机体的血管和组织中，因此在给药后即刻进行光照能起到良好的血管封闭作用。其最适宜的波长为630 nm，但此波长穿透组织有限（＜0.5 cm），杀伤作用较弱，同时，其体内代谢慢，在给药后4～6周还具有较强的皮肤光毒性，需要较长时间避光[6]，以上不足限制了此类光敏剂的进一步使用。

第2代光敏剂多为卟啉类化合物的衍生物。该类光敏剂的特点是结构明确，杀伤作用强，不良反应少，可多途径给药，是目前应用最广的光敏剂。最具代表性的是5－氨基酮戊酸（5－aminolevulinic acid,5－ALA），也是目前最常用的外用光敏剂[7]，适合应用于皮肤科疾病的治疗。5－ALA是体内合成血红素的前体物质，在体内含量轻微，外源性的5－ALA被组织细胞吸收，在体内一些酶的作用下转化成原卟啉Ⅸ，在适合波长光作用下生成ROS，产生光毒性，杀伤细胞。

第3代光敏剂主要是在第2代基础上交联一些化合物（如多聚体、脂质体等）发展来的，可以提高对病变组织的选择性。通过诱导肿瘤细胞的DNA损伤来评价其作用效果是发展第3代光敏剂的一个重要思路[8]，目前该类光敏剂多处于动物实验阶段，还未进入临床应用，但确是未来应用发展的方向。

2.2.2 光源 光在PDT中提供激发能量。光源可分为传统光源和激光。传统光源可分为4种类型：白炽灯、高压电弧灯、低压电弧灯和发光二极管[9-10]。白炽灯就是传统的灯泡，其光波长为400～760 nm；电弧灯内含有一种气体，在高温下可以导电，高压电弧灯内含有汞或氙，而低压电弧灯含有荧光材料，常被应用于传统的室内照明；发光二极管是一个小型的半导体，波段狭窄（20～50 nm），且没有相应的红外发射。发光二极管的缺点是因为光线产生散射，所以不容易聚焦在目标组织上。而激光相对于传统光源具有单色性好、方向性好、亮度高和相干性好等优点，所以常被用于PDT。产生激光的装置是激光器，包括二极管激光器（632～670 nm）和脉冲染料激光器（585～595 nm）。

光源的选择一般应结合光波的光谱和光敏剂的吸收谱，因原卟啉Ⅸ的吸收波长为632 nm，而可见光中红光的波谱为622～770 nm，与其相匹配，因此临床上常用红光作为5-ALA的激发光。但对于单一光源来说，随着照射时间增加，会产生红移现象，导致光子能量下降，ROS的产量降低，影响治疗效果。而由于激光器所发出的激光可以持续补充光子，则避免了红移现象，因此目前PDT中激光作为首选的激发光。

2.2.3 分子氧 氧是光动力作用的三个因素之一，是参与光动力作用的重要反应物，组织中氧的浓度对PDT的效果起着重要的作用。组织中的氧在PDT中的作用主要是生成ROS，包括单线态氧，因其细胞毒作用而杀伤异常增生的细胞。一般而言，实体增生组织中的氧浓度常比正常组织低，但有研究表明，一些血运丰富的实体增生组织中氧含量是高的，主要见于皮肤黏膜的增生组织，PDT对这类组织的治疗效果良好[11]。但随着治疗的进展，局部血管的破坏导致血运减少，常使得局部氧的含量逐渐减少，这样又会影响PDT的治疗效果。笔者认为，人为增加局部组织氧含量可以增强PDT的治疗效果，目前尚无这方面的研究，可以作为下一步的研究方向。而且，现在已经能够实时监测局部组织的氧含量，这为研究及临床应用提供了便利条件。

3 PDT治疗尖锐湿疣的临床应用

PDT最早应用于肿瘤的诊断与治疗，后来在治疗鲜红斑痣、基底细胞癌、日光性角化等疾病方面也取得了良好的疗效。近年来，PDT应用于病毒性感染尤其是尖锐湿疣治疗的效果非常显著。5-ALA作为一种光敏剂，因其对肿瘤细胞和增生旺盛细胞的选择性杀伤作用[12]，常被应用于尖锐湿疣的PDT中。利用5-ALA的光敏特性及病变组织的选择性吸收特点，不仅可以去除肉眼可见的小疣体，同时更能清除疣体周围组织内的病毒，有利于降低复发率。有研究表明，5-ALA-PDT可以使尖锐湿疣的复发率降为10%左右[13]。一般认为，PDT治疗尖锐湿疣的机制有以下几种。

3.1 抑制细胞增殖及诱导细胞凋亡 HPV作用可以改变宿主细胞某些基因（如PCNA、Ki-67等）的表达，这些基因的改变可以对细胞周期的调控造成影响，导致细胞的异常增殖。而有研究表明5-ALAPDT治疗尖锐湿疣可诱导细胞表面凋亡蛋白Fas和Bax的表达以及减少凋亡抑制因子Bcl-2的表达，从而抑制感染细胞的异常增殖，促进尖锐湿疣细胞的凋亡[14]。其凋亡途径包括线粒体介导的凋亡（内源性途径）和死亡受体介导的凋亡（外源性途径）。在第1种途径中，线粒体是细胞凋亡转导信号的信息枢纽，线粒体功能破坏引起细胞色素C外流，活化caspase9后激活细胞凋亡过程。而在第2种途径中，作为肿瘤坏死因子家族的死亡受体受到外界刺激后，通过caspase8诱导发生细胞凋亡。有研究表明，光敏剂5-ALA在体内转化为原卟啉Ⅸ，而原卟啉Ⅸ主要集聚在细胞线粒体上，在与氧结合后生成有细胞毒作用的ROS，损伤线粒体，从而引发内源性途径的细胞凋亡[15]。所以，在5-ALA-PDT治疗尖锐湿疣时，内源性途径常起主要作用。细胞的死亡不仅有受基因调控的程序性死亡（凋亡），还包括非程序性坏死，即PDT作用后可以导致细胞内三磷酸腺苷快速消耗，细胞膜的完整性被破坏，细胞质外流，使得受损细胞迅速死亡。PDT作用于细胞后是出现凋亡还是坏死，这与光敏剂的定位及治疗剂量（光敏剂的浓度及光照总量）有关。一般认为，光敏剂定位于线粒体和内质网多引发凋亡，定位于细胞膜和溶酶体多引起坏死；而较低的治疗剂量常导致凋亡发生，高剂量时则出现坏死。王秀丽等[16]在用5-ALA-PDT治疗尖锐湿疣时发现，治疗3 h后出现线粒体一端肿胀、内质网膜结构断裂以及典型的凋亡小体，5 h后出现大量的KC变性坏死。

3.2 对增生血管的直接损伤作用 尖锐湿疣典型的临床表现就是出现增生的疣体，病理显示不仅表皮KC增生，真皮内血管也出现异常增生。有研究表明，在疣体组织内血管内皮生长因子、一氧化氮合酶和环氧化酶2等的表达较正常组织中显著增强，它们的生理作用均与血管生成有关，这些因子的增强可能抑制血管内皮细胞的凋亡，且会促进其进一步增殖，从而有助于尖锐湿疣组织内的血管生成[17]。PDT所产生的单线态氧和自由基可以直接损伤增生组织的血管内皮细胞，导致基膜暴露以及血小板和中性粒细胞的集聚，产生血管收缩和塌陷，诱发一些凝血因子（如凝血酶、血栓素等）的释放，形成血栓，影响局部血供[18-19]，从而可以导致异常增生的细胞出现坏死。光动力的这种抗血管效应也常应用于肿瘤、鲜红斑痣等的治疗[20]，所以PDT在应用于这种血管增生性疾病的治疗方面有很好的前景。

3.3 诱发机体局部免疫反应 有研究表明，尖锐湿疣的发病原因与机体的免疫功能异常有关。王丽华等[21]研究发现，尖锐湿疣患者局部皮损中CD4+T淋巴细胞水平降低，CD8+T淋巴细胞水平略升高，CD4/CD8比值降低，这与秦君璞和张帝开[22]的研究结果相一致，说明机体的细胞免疫功能低下是尖锐湿疣发病的主要原因。国外有研究发现在用5-ALA-PDT治疗尖锐湿疣后的48 h即出现了CD4+T淋巴细胞水平明显升高，CD8+T淋巴细胞水平略升高，CD4/CD8比值升高[23]；张云凤等[24]在研究PDT治疗尖锐湿疣时也得出同样结果，提示PDT可以激活机体免疫系统，增强抗病毒能力。

4 结 语

尖锐湿疣是临床常见的STD，其发病率和复发率均较高。因PDT可以显著降低尖锐湿疣的复发率，所以PDT是目前治疗尖锐湿疣，尤其是特殊部位（如肛管内、男性尿道内）尖锐湿疣的首选方法。欧洲皮肤病学会PDT治疗指南中尖锐湿疣的应用推荐级别为B，证据水平为Ⅰ[25]。但PDT治疗尖锐湿疣的机制尚不完全清楚，特别是免疫学机制研究不多。相信随着研究的深入，PDT在治疗皮肤科疾病方面一定会有更好的应用前景。

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