葡萄酒色斑光動力學療法的研究進展

王天佑 綜述 林曉曦 審校

葡萄酒色斑光動力學療法的研究進展

王天佑 綜述 林曉曦 審校

上世紀90年代，我國首先開始將光動力學療法（Photodynamic Therapy，PDT）用于葡萄酒色斑（Port Wine Stain，PWS）的治療。PDT由兩大重要因素構成：光敏劑、激發光源。光動力學療法通過直接殺傷細胞，破壞病灶血管，引發細胞凋亡，免疫調節等來發揮作用。因其對靶組織具有高敏感性，可減少正常組織的損傷。目前，PDT主要用于皮膚外生性疾病和眼、鼻腔、口腔及呼吸道、消化道、泌尿生殖道等腔道內腫瘤的治療。本文就PDT在治療葡萄酒色斑上的應用及研究進展進行綜述。

光動力學療法葡萄酒色斑光敏劑激發光源

光動力學療法（Photodynamic Therapy，PDT）是一種通過光敏劑和激發光源，引起光敏化作用，以殺傷腫瘤或其他病理性組織，從而達到治療目的的新型醫療技術。上世紀70年代開始用于治療腫瘤。光敏劑在靶組織優先聚集，并在合適波長的光源照射下被激發[1]。但是，PDT殺傷靶組織的具體機理尚未完全闡明。

光動力反應主要分為兩類：Ⅰ型反應是光敏劑的三重態直接從靶細胞中奪取電子以破壞靶組織。Ⅱ型反應是受激發的單態氧作為高反應活性物質，與氧化敏感基團反應，致其氧化失活，最終誘導靶細胞凋亡[2]。Ⅱ型反應為其主要反應[3]

研究顯示，PDT誘導細胞凋亡的靶部位是膜性細胞器，如線粒體、胞質膜、內質網和溶酶體等。PDT誘導的細胞凋亡可能是酶反應過程，而非光化學的直接作用，凋亡過程可能與胞膜上磷脂酶C和磷脂酶A2的活化相關[4]。而相關光敏化作用對于細胞基因的影響，目前尚不了解。同時，研究表明，免疫調節作用也參與了PDT的靶細胞殺滅過程。在氧化失活作用的同時，部分氧化產物通過某種機制與生物組織反應，產生免疫抑制作用的同時，尚存的趨化中性粒細胞參與了對靶細胞的破壞作用[5]。在腫瘤光動力學療法中，可觀察到以血管收縮、血流減少或停滯等血管反應為主的治療作用，而在葡萄酒色斑的PDT治療中，這種血管反應直接產生了治療效果。

1 光敏劑

1904年，Tappeiner發現光敏劑與激發光源相互作用殺滅細胞具有依賴氧的特性，將該現象命名為“Photodynamic”（光動力）。上世紀70年代，動物實驗證實了PDT對于腫瘤治療的有效性，并開始運用于臨床。我國于上世紀90年代，創造性地將PDT運用于葡萄酒色斑的治療，療效良好。

1.1 第一代光敏劑

主要是血卟啉衍生物（HpD）或Photofrin的混合制劑。PhotofrinⅡ（光敏素Ⅱ）、PsD-007（癌光啉）為其代表藥物。因在體內代謝速率較慢，臨床治療中需避光4周以上，光毒副作用較大，并且最大激發波長為630 nm，組織穿透深度有限，無法作用于較深的病灶，使其臨床應用受限。

1.2 第二代光敏劑

近20年來出現的更為理想的光敏劑。主要為單體卟啉、卟啉衍生物、中介卟吩類、葉綠素降解產物衍生物、金屬酞菁

等，具有更高的三線態產率及更長的三線態壽命。

1.2.1 血卟啉單甲醚（HMME）

HMME是我國自行研制的一種純化的單體卟啉[6-7]，組成單一、代謝迅速，價格相對低廉，臨床使用中避光時間可縮短至7～14 d。治療葡萄酒色斑時，能有效消除病變部位顏色，且光毒副反應較第一代光敏劑少。

1.2.2 BpD-MA

BpD-MA是一種由苯并卟啉單酸環組成的異構混合體。激發波長為688 nm。臨床應用于老年性眼底黃斑?。ˋMD）[8]的治療。近年來，BpD-MA-PDT運用于皮膚惡性腫瘤、風濕性疾病的治療已進入臨床試驗階段。該光敏劑結合576 nm激光在動物實驗（鼠背模型）中獲得較好的選擇性血管效應，之后的臨床試驗也獲得較好的療效及較高的安全性[9]。研究發現，脈沖染料激光（PDL）的光熱作用結合BpD-PDT的光毒作用，可提高葡萄酒色斑的治療療效[10]。提示其可能成為葡萄酒色斑的光動力學治療方案之一。

1.2.3 NPe6

NPe6是一種葉綠素降解產物衍生物[11]。在664 nm吸收系數高，水溶性好。臨床嘗試運用于治療中央型支氣管肺癌。有報道稱，其能較持久地關閉正常皮膚血管[12]，通過進一步研究，可能成為未來PDT治療葡萄酒色斑光敏劑的新選擇。

1.2.4 5-氨基酮戊酸（5-ALA）

5-ALA為常用內源性光敏劑，經酶作用形成PpIX后發揮光動力作用。該藥物以外用為主，應用于治療光化性角化病，已進入臨床試驗階段；也可用于痤瘡的殺菌治療和多種皮膚腫瘤的治療[13]。將其作為外用光敏劑，運用于葡萄酒色斑的PDT治療，療效較好[14]。

1.2.5 竹紅菌素

竹紅菌素為我國研制的一類竹紅菌中提取的稠環酮類化合物，已應用于多種皮膚病的治療。將該藥物用于治療葡萄酒色斑，尚處于實驗階段[15]。

1.3 第三代光敏劑

在第二代光敏劑的基礎上，為獲得更好的靶組織選擇性和穩定性，交聯某些化學物質，即所謂的第三代光敏劑（如交聯某種針對腫瘤細胞的抗體或配體的光敏劑）。在第三代光敏劑的研發中，納米技術起到了重要作用[16]。納米粒載體的出現，諸如脂質體納米粒、陶瓷納米粒等技術，極大地減少了光敏劑互相聚集、被機體吞噬清除的幾率。同時，納米材料的應用，制備出了自身具有光敏性的納米粒載體[17]、轉化光源波長[18]或自體發光[19]的光敏劑，諸如NaYF4：Yb3+、Er3+、CdTe quantum dot等，從而進一步解除PDT對病灶部位及激發光源的諸多限制。

理想的光敏劑要求：①更高的靶組織特異的聚集性，更低的正常組織聚集性；②更高效，即更高效持久地產生三線態氧；③更快的代謝率，更短的避光時間；④性質穩定，安全，對機體無明顯副作用；⑤可通過更長波長的光源激發，帶來深層次的靶組織的療效。第三代光敏劑目前尚處于實驗室研究階段，相信會成為未來光敏劑的主流。

2 激發光源

光的穿透深度取決于吸收和散射，波長較短的光（300～400 nm）被散射，穿透不超過0.1 mm，600～1200 nm的光穿透更深。而更長波長的光（鉺激光2 940 nm，CO2激光10 600 nm）能量被大量吸收，穿透深度僅為1～20 μm。激發光源需在光敏劑的可吸收光譜范圍內，還可根據病變深度在該范圍內加以調整。

在葡萄酒色斑的治療中，上世紀90年代，首先進行了氬離子激光（488 nm、514.5 nm）混合譜線及單一譜線光源的嘗試，術后結痂、壞死等副作用較大。有研究認為，可以使用接近血紅蛋白吸收峰的激發光源，如銅蒸汽激光（578 nm）[20]、脈沖染料激光（595 nm）。聯合應用該類激光對畸形血管的光熱作用與PDT的光化學作用，療效顯著。

而該類激光與光敏劑的吸收峰并不匹配，故而提出了“非熱效應激光光動力學療法”，使用波長與光敏劑PsD-007的吸收峰（408 nm）接近的氪激光（413 nm）作為激發光源，也得到了較好的療效，在數千例臨床使用的報道中，未見皮膚破損等不良反應[21]。

強脈沖光（IPL）為波長500～1 200 nm的高強度脈沖光。臨床使用中通過不同的濾光裝置，獲取相應波長范圍內的脈沖光，其光熱作用可以單獨用來治療葡萄酒色斑。IPL常與外用光敏劑5-ALA（或MAL）合用，用于治療日光性角化病及光老化、中重度炎性痤瘡等[22-23]，效果較單用IPL提高。

歐陽天祥等[24]認為，非相干紅光和PsD-007聯合的光動力學療法可以有效地治療葡萄酒色斑。該方案由于其光敏劑尚為第一代光敏劑，光毒副作用較大，且非相干紅光的能量密度、光照距離等需反復摸索，故未得到廣泛應用。

KTP（倍頻Nd：YAG，532 nm）和第二代光敏劑海姆泊芬（即血卟啉單甲醚，HMME）聯合治療葡萄酒色斑，在我國已進入Ⅱa臨床試驗階段，有效率達90%，并推薦使用5 mg/Kg的高劑量海姆泊芬。但高劑量組色素沉著及脫失率高，瘢痕形成的潛在風險大，KTP的能量密度、脈寬、照射時間、藥物與激光的匹配等需進一步研究調整[25]。

激發光源配合光纖、內窺鏡及其他介入技術，可以達到對于血管內及腔道內病灶直接的照射。

3 光動力學療法的臨床應用

3.1 給藥方法

葡萄酒色斑光動力學療法的常見給藥方式為靜脈給藥、外用。先將光敏劑原液在前臂內側行皮膚劃痕試驗，陽性反應表示患者對該光敏劑過敏，不宜用藥。給藥后按不同推薦時間行光照。例如，臨床Ⅱb期試驗的光敏劑HMME在葡萄酒色斑的試驗性治療，以2.5 mg/Kg或5 mg/Kg的劑量，緩慢靜脈推注后20 min，推注開始時即將病變部位暴露于KTP（532 nm）激光中，持續20～30 min。而其他目的的光動力學治療，根據光敏劑充盈病灶的時間，可有不同的推薦光照時間。治療完成后，根據光敏劑代謝時間，要求避光時間亦有不同，多為2～4周。

靜脈給藥：一般將光敏劑加入5%GS（250～500 ml）中稀釋后慢滴或慢推。

外用：適宜外用的光敏劑主要為5-ALA。用于治療皮膚腫瘤或痤瘡等炎性病灶，也可用于治療葡萄酒色斑[14]。使用簡單，護理方便。

3.2 照射方法

分為外部照射及瘤體內照射。多數體表、黏膜外生性腫瘤或皮膚疾病選擇外部照射的方法。PDT治療葡萄酒色斑，注射光敏劑后，將病變部位暴露于激發光源中。根據患者的病變大小、顏色、厚度等調整光源能量密度、照射功率、光斑大小、照射距離、照射時間等。在光敏劑海姆泊芬的臨床試驗中，使用KTP（532 nm）激光，功率為80～100 mW/cm2，能量密度為96～120 J/cm2（20 min照射組）和144～180 J/cm2（30 min照射組）。在1 216例葡萄酒色斑的回顧性研究中，使用銅蒸汽激光照射，功率為50～100 mW/cm2，能量密度為90～540 J/cm2，光斑直徑2～9 cm。腫瘤光動力則可通過光纖介入照射。

故激發光源的照射參數需根據患者葡萄酒色斑的顏色、病灶厚度、部位等作個性化調整，而療效則與此密切相關。在PDT治療葡萄酒色斑的過程中，非病變部位需使用不透光的遮擋物遮擋，醫患均需佩戴防護眼鏡。通過對皮膚病變部位反應的檢視，及時調整參數。治療后患者保證嚴格避光。不同光敏劑因其代謝率不同，避光時間亦不同。

3.3 適應證及療效

主要應用于皮膚黏膜外生性腫瘤、腔道內腫瘤（如：口腔、鼻腔、呼吸道、消化道、泌尿生殖道）等。

葡萄酒色斑的PDT療效分為4級。Ⅰ級完全治愈：紅斑全部消退呈正常皮膚顏色；Ⅱ級基本治愈：紅斑大部分消退，增厚部變平；Ⅲ級好轉：紅斑顏色變淺，增厚部變薄；Ⅳ級無效：紅斑變化不明顯。而PDT治療葡萄酒色斑的光敏劑、光源、照射參數多有不同，療效也有不同。大致上，PDT對于非增厚型葡萄酒色斑的Ⅱ級以上療效，要明顯好于增厚型葡萄酒色斑；對于表面顏色為紅色的非增厚型葡萄酒色斑Ⅱ級以上療效，要明顯好于紫紅色的葡萄酒色斑；而額顳部、頸部、耳后等區域的療效，要明顯好于其他區域（包括面部其他區域及四肢軀干）。其中的機制目前尚不明確。在非增厚型的葡萄酒色斑PDT治療中，絕大多數患者有效。Ⅱ級以上療效占49.7%～82.3%，完全消退率達10.1%～33.1%。前瞻性臨床Ⅱa期試驗中，Ⅱ級以上療效占84.2%～100%，完全消退率達31.6%～45%。近期的一項自身對照研究中，將脈沖染料激光（PDL）585 nm與HMME-PDT進行自身對照，發現在部分情況下，可以達到較PDL更好的療效[26]。

3.4 不良反應

藥物過敏：注射血卟啉類光敏劑后，部分患者出現過敏性休克表現，或胸悶、心悸等不適。故使用血卟啉類光敏劑之前，需嚴格執行藥物皮試，如皮膚劃痕試驗等。排除過敏后方可注射。

疼痛：葡萄酒色斑的PDT治療中，因治療過程需30 min以上，同時需患者固定體位，故無法自行固定體位的較小年齡患者，可在全麻下行PDT。其他患者可在局部麻醉下治療。也可通過肌注杜冷丁減輕患者疼痛。最新一項研究顯示，口服羥考酮及撲熱息痛并不能緩解治療時的疼痛[27]。

皮膚光毒反應：主要是由于使用血卟啉類光敏劑的PDT治療后的1～4周的避光期內，避光不當所致。陽光直接照射后出現瘙癢、紅斑、水腫，嚴重者出現水皰、潰瘍等。預防辦法即嚴格避光期管理。發生光毒反應后，可通過服用苯海拉明、撲爾敏、皮質激素類藥物緩解。嚴重光毒反應者需積極地對癥治療[28]。結構單一的HMME組織代謝較快，避光時間短，發生皮膚光毒反應的可能性相對較小，是其優勢之一。

熱反應：少數患者在注射血卟啉類光敏劑后出現低于38℃的低熱，2～3 d可自然退熱。

血清谷丙轉氨酶升高：血卟啉類光敏劑主要通過肝臟代謝。使用血卟啉類光敏劑后，少數患者出現血清谷丙轉氨酶升高，適當保肝治療可下降。

潛在的威脅生命的不良反應：Houle等[29]報道了一起使用光敏劑Vertepofrin行PDT治療時出現威脅生命的不良反應。注射后患者出現頭暈、惡心、意識喪失、癲癇等表現，后即出現無脈、呼吸暫停、紫紺，經搶救恢復。

色素沉著：在葡萄酒色斑的PDT治療中，即使較好地避光，接近半數患者仍會出現色素沉著，3個月左右自然消退。HMME-PDT的患者色素沉著較少，程度較輕，消退較快。

結痂：葡萄酒色斑的PDT治療中，第二代光敏劑HMME的結痂率較前一代血卟啉類光敏劑低，厚痂率也較低。但總體仍處于50%左右。痂的形成可能與病變區治療后淺層真皮內血管網的破壞，血流量急劇下降，而導致的表皮缺營養化有關。

皮膚壞死：葡萄酒色斑的PDT治療中，排除皮膚光毒反應所致的潰瘍，極少數紅斑面積較大的患者可能因過于激進的PDT參數調整或其他個人因素，出現大面積的真皮內血管網破壞，導致皮膚壞死潰瘍。

瘢痕：兩大原因可能導致瘢痕形成。①結痂過程中護理不當，導致反復感染；②大面積的真皮內血管網破壞，導致皮膚缺血性壞死后形成。這提示我們，在葡萄酒色斑的PDT治療中，結痂期護理及治療中PDT參數的個性化調整，是直接影響術后效果的重要環節，應高度重視。

[1]Henderson BW,Dougherty TJ.How does photodynamic therapy work[J]?Photochem Photobiol,1992,55(1):145-157.

[2]Agarwal ML,Clay ME,Harvey EJ,et al.Photodynamic therapy induces rapid cell death by apoptosis in L5178Ymouse lymphoma cells[J].Cancer Res,1991,51(21):5993-5996.

[3]Sharman WM,Allen CM,van Lier JE.Photodynamic therapeutics: basic principles and clinical applications[J].Drug Discov Today, 1999,4(11):507-517.

[4]Agarwal ML,Larkin HE,Zaidi SIA,et al.Phospholipase activation triggers apoptosis in photosensitized mouse lymphoma cells[J]. Cancer Res,1993,53(24):5897-5902.

[5]Castano AP,Mroz P,Hamblin MR.Photodynamic therapy and

anti-tumour immunity[J].Nat Rev Cancer,2006,6(7):535-545.

[6]顧瑛,李峻亨,許德余,等.新型光敏劑一血卟啉單甲醚臨床應用研究的初步報道[J].中國激光醫學雜志,1993,2(4):235-236.

[7]許德余,張潔,陳文暉,等.光動力治癌新藥血卟啉單甲醚的研究[J].中國激光醫學雜志,1993,2(1):2-7.

[8]陸方,嚴密,張軍軍.光動力療法治療老年性黃斑變性的臨床研究[J].中華眼底病雜志,2002,18(3):175-179.

[9]Tournas JA,Lai J,Truitt A,et al.Combined benzoporphyrin derivative monoacid ring photodynamic therapy and pulsed dye laser for port wine stain birthmarks[J].Photodiagnosis Photodyn Ther,2009,6(3):195-199.

[10]Kelly KM,Kimel S,Smith T,et al.Combined photodynamic and photothermal induced injury enhances damage to in vivo model blood vessels[J].Lasers Surg Med,2004,34(5):407-413.

[11]Nelson JS,Roberts WG,Berns MW.In vivo studies on the utilization of mono-L-aspartyl chlorin(NPe6)for photodynamic therapy[J]. Cancer Res,1987,47(17):4681-4685.

[12]Moy WJ,Patel SJ,Lertsakdadet BS,et al.Preclinical in vivo evaluation of Npe6-mediated photodynamic therapy on normal vasculature[J].Lasers Surg Med,2012,44(2):158-162.

[13]Lopez RFV,Lange N,Guy R,et al.Photodynamic therapy of skin cancer:controlled drug delivery of 5-ALA and its esters[J].Adv Drug Deliv Rev,2004,56(1):77-94.

[14]Li W,Yamada I,Masumoto K,et al.Photodynamic therapy with intradermal administration of 5-aminolevulinic acid for port-wine stains[J].J Dermatolog Treat,2010,21(4):232-239.

[15]黃乃艷,劉凡光,顧瑛,等.竹紅菌素B的兩種劑型用于鮮紅斑痣光動力治療的動物實驗研究[J].激光生物學報,2007,16(3):359-363.

[16]Singh R,Lillard Jr JW.Nanoparticle-based targeted drug delivery [J].Exp Mol Pathol,2009,86(3):215-223.

[17]Rakovich A,Savateeva D,Rakovich T,et al.CdTe quantum dot/dye hybrid system as photosensitizer for photodynamic therapy[J]. Nanoscale Res Lett,2010,5(4):753-760.

[18]Zhang P,Steelant W,Kumar M,et al.Versatile photosensitizers for photodynamic therapy at infrared excitation[J].J Am Chem Soc,2007,129(15):4526-4527.

[19]Chen W,Zhang J.Using nanoparticles to enable simultaneous radiation and photodynamic therapies for cancer treatment[J].J Nanosci Nanotechnol,2006,6(4):1159-1166.

[20]李偉,林曉曦.銅蒸汽激光光動力療法治療葡萄酒色斑的臨床評價[J].實用美容整形外科雜志,2003,14(4):189-192.

[21]周國瑜,張志愿.氪激光光動力治療鮮紅斑痣的初步臨床觀察[J].上?？谇会t學,2000,9(3):168-170.

[22]Gold MH,Bradshaw VL,Boring MM,et al.Split-face comparison of photodynamic therapy with 5-aminolevulinic acid and intense pulsed light versus intense pulsed light alone for photodamage [J].Dermatol Surg,2006,32(6):795-803.

[23]Cavicchini S,Tourlaki A.Successful treatment of disseminated superficial actinic porokeratosis with methyl aminolevulinatephotodynamic therapy[J].J Dermatolog Treat,2006,17(3):190-191.

[24]歐陽天祥,邢新,李軍輝,等.紅光光動力療法治療葡萄酒色斑的實驗研究與臨床應用[J].實用美容整形外科雜志,2002,13(1): 25-28.

[25]Zhao Y,Zhou Z,Zhou G,et al.Efficacy and safety of hemoporfin in photodynamic therapy for port‐wine stain:a multicenter and open‐labeled phase IIa study[J].Photodermatol Photoimmunol Photomed,2011,27(1):17-23.

[26]Gao K,Huang Z,Yuan KH,et al.Side-by-side comparison of photodynamic therapy and pulsed-dye laser treatment of portwine stain birthmarks[J].Br J Dermatol,2013,168(5):1040-1046. [27]Huang N,Zeng J,Liang J,et al.A randomized,double-blind, placebo-controlled study of oral oxycodone plus acetaminophen for the treatment of pain in photodynamic therapy on port wine stains[J].Photodiagnosis Photodyn Ther,2014,11(2):134-140.

[28]Yuan KH,Gao JH,Huang Z.Adverse effects associated with photodynamic therapy(PDT)of port-wine stain(PWS)birthmarks [J].Photodiagnosis Photodyn Ther,2012,9(4):332-336.

[29]Houle JM,Strong HA.Duration of skin photosensitivity and incidence of photosensitivity reactions after administration of verteporfin[J].Retina,2002,22(6):691-697.（收稿日期：2014年6月11日；修回日期：2014年7月29日）

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上海市上海交通大學醫學院附屬第九人民醫院整復外科。

林曉曦（E-mail：linxiaoxi@126.com）。

10.3969/j.issn.1673-0364.2014.04.017