光動力治療耐藥細菌的研究進展

趙占娟,李世杰,徐澤華,商亞貞,趙建喜

(1.河北大學 基礎醫學院，河北 保定　071002；2. 河北大學 公共衛生學院，河北 保定　071002；

3. 河北大學 附屬醫院，河北 保定　071002)

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光動力治療耐藥細菌的研究進展

趙占娟1,李世杰1,徐澤華2,商亞貞3,趙建喜3

(1.河北大學 基礎醫學院，河北 保定071002；2. 河北大學 公共衛生學院，河北 保定071002；

3. 河北大學 附屬醫院，河北 保定071002)

摘要：光動力抗菌療法是基于光動力療法原理的一種抗感染治療的新方法，對于細菌、真菌和病毒引起的感染，特別是對于耐藥菌感染均顯示很好的療效.光動力抗菌療法不會因為單一用藥、光敏劑的濃度、曝光時間不足等因素產生耐藥問題.多重耐藥細菌多發生在傷口、肺部等部位，因而無論從耐藥性、殺菌性以及效果和方便等考慮，光動力抗菌療法均有很大的優勢.本文重點介紹了近年來光動力抗菌療法治療多重耐藥細菌性感染的研究進展，相信在不久的將來，光動力抗菌療法將應用于臨床，成為治療難治性細菌感染性疾病的新療法.

關鍵詞：光動力療法;光動力抗菌化學療法;多重耐藥菌;光敏劑;感染

Research progress of photodynamic therapy for drug-resistant bacteria

ZHAO Zhanjuan1，LI Shijie1，XU Zehua2，SHANG Yazhen3，ZHAO Jianxi3

(1.College of Basic Medical Science, Hebei University，Baoding 071002, China;

2.College of Public Health, Hebei University，Baoding 071002, China；

3.Affiliated Hospital of Hebei University， Hebei University， Baoding 071002, China)

近年來抗生素的濫用導致了全球范圍內多重耐藥菌的出現.由耐藥菌引起的感染所造成的死亡率居全球死亡率之首[1-2].用于飲用的主要河流水體中耐藥菌污染(對第3代第4代頭孢菌素耐藥的大腸桿菌)形勢嚴峻[3].多重耐藥菌的出現和潛在的爆發性流行趨勢引起了世界各國的恐慌，許多國家都致力于尋求戰勝多重耐藥菌的新藥物和新手段，而光動力抗菌治療方法就是其中最具前景的療法之一.

光動力療法(photodynamic therapy，PDT)可以誘導細胞和微生物失活，并于1904年開始應用到醫學領域[4].將PDT用于滅活微生物、抗微生物化學治療被稱為光動力抗菌化學療法(photodynamic antimicrobial chemotherapy，PACT).PACT是基于光、光敏劑和氧3種因素協同作用的氧化損傷機制，單一用藥很難導致細菌產生耐藥性，研究表明將PACT治療后殘存的細菌培養并傳代10次，沒有發現其子代對PACT產生抵抗性[5]. PACT不會出現光敏劑引起的致死現象，也不會因為光敏劑的濃度、曝光時間不足而產生耐藥問題. 由于激光穿透組織深度問題，相對于全身性感染(如菌血癥)，PACT可能更適用于局部治療，光敏劑可以采取局部施用、滴入、間質性注射或氣溶膠輸送等方式.PACT治療的關鍵問題是如何減小PACT對宿主組織和病原體周圍正常組織的損傷、避免病原體再生等[6].而保證PACT有效殺死致病菌的關鍵是選擇有效的光敏劑.本文擬綜述近年來光動力抗菌治療耐藥細菌的研究進展.

1PACT的作用機制

早在20世紀，就有報道稱某些染料和光的組合可以在體外殺死微生物.近年來的研究也表明微生物對PACT的選擇性與哺乳動物細胞不同，主要表現在藥物代謝動力學方面[7].PACT對微生物的作用機制尚不完全清楚，但猜測與PDT的作用機制一樣，即I型反應(如超氧陰離子自由基、羥基、過氧化氫等對組織產生損傷)和Ⅱ型反應.在Ⅱ型反應中，三線態光敏劑可以把能量傳給基態氧，產生一種高反應活性的單態氧，它可與脂質、蛋白、核酸等多種生物分子發生反應，使其氧化失活[8].

PACT可能會損傷微生物的細胞質膜或核酸或兩者兼有.細胞質膜被破壞造成細胞內容物的損失，會進一步造成膜轉運功能喪失和酶的失活[9].革蘭氏陰性菌的外膜是一個半透膜，富含帶有負電荷的脂多糖分子，可以聚陽離子[10-11].中性或陰離子光敏劑不能滲透革蘭氏陰性菌的外膜，而聚陽離子藥物可以干擾其外膜[12-13].研究表明，PACT與細菌、原蟲作用時，熒光顯微鏡顯示光敏劑主要位于細菌的細胞質膜上，照射幾分鐘后便擴散到細菌內；而PACT滅活大腸埃希菌和鰻利斯頓菌，激光照射結合在膜外的光敏劑會損傷細菌的細胞質膜，從而使更多的光敏劑通透，光照前若洗掉細胞上結合疏松的光敏劑則PACT殺菌率降低[14-15].Soncin等[16]也發現PACT滅活金黃色葡萄球菌時其膜上酶的滅活程度與細菌的滅活率緊密相關.

PACT滅活微生物時可能會導致DNA損傷.研究表明PACT治療后，在革蘭陽性及陰性菌中都能檢測出質粒部分超螺旋消失，由此可知PACT可以破壞單鏈和雙鏈DNA[17].有研究表明[18]4價陽離子卟啉介導的PACT滅活大腸埃希菌主要依賴基因組DNA的光損傷而不是依賴于質膜及膜蛋白的失活.陽離子酞菁類光敏劑介導的PACT可形成復雜的核酸[19]，光激發DNA結合大環起化學反應，裂解DNA，以這種方式，鳥嘌呤殘基比其他DNA堿基更容易被氧化[20-21].Spesia[22]等對PACT滅活后的大腸桿菌質粒和基因組DNA進行電泳分析發現陽離子酞菁與DNA可以發生強相互作用；長時間照射，細菌質粒的DNA斷裂但未被修改.透射電子顯微鏡顯示細胞大分子聚集和細胞屏障不規則；掃描電鏡則顯示PACT治療后細胞外形縮小.

Hamblin等[23]認為光動力抗菌的作用點取決于光敏劑的結構，結構不同，則細胞定位不同，PACT滅活微生物的效果也不同.還有研究表明盡管PACT過程中會發生DNA損傷，但不是光滅活細菌的主要原因[24].PACT過程中DNA產生的一些小損傷可以被DNA修復系統糾正[25].可見光介導PACT滅活金黃色葡萄球菌，Maclean等[26]研究結果表明氧氣量增加會使細菌的滅活率升高；氧氣減少則對應細菌的失活率降低.

2PACT滅活革蘭氏陽性菌及陰性菌的體外實驗

2.1　PACT對革蘭氏陽性菌的作用

金黃色葡萄球菌很容易產生耐藥性，是引起傷口感染的一個重要原因.目前常見的是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(Methicillin-resistantStaphylococcusaureus，MRSA).萬古霉素是治療MRSA的首選藥物，但是2002年，美國分離出第1例對萬古霉素耐藥的金黃色葡萄球菌(Vancomycin resistantStaphylococcusaureus，VRSA).VRSA的出現使細菌感染再次成為非常棘手的臨床問題.體外研究表明目前PACT治療金黃色葡萄球菌及其耐藥菌的光敏劑多為卟啉，噻嗪染料，酞菁和二氫卟吩等.

有研究[27]表明低功率的氦-氖激光器照射吩噻嗪類光敏劑甲苯胺藍O(TBO)，當質量濃度為12.5 μg/mL時導致MRSA菌株的滅活達4.47 log.Usacheva等[28]利用金黃色葡萄球菌比較光敏劑MB和TBO的光毒性和暗毒性，結果發現照射后幾乎所有菌株都被滅活，2種光敏劑都表現出了很好的殺菌性，但TBO的光毒性和暗毒性要優于MB. Wright[29]評估了5種光敏劑，亞甲基藍(MB)、甲苯胺藍O(TBO)、新亞甲基藍(NMB)、二亞甲基藍(DMMB)和天青B(AB)對5種金黃色葡萄球菌菌株的PACT作用,發現光照MB，DMMB和NMB能更好的殺死細菌，光照后滅菌率比不光照增加916倍.此外，不同光敏劑之間最小殺菌濃度差別很大，DMMB和NMB對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的最小殺菌濃度低于萬古霉素(≥0.5 μmol/L).Phoenix等[30]研究也發現吩噻嗪及其衍生物具有親脂性，對金黃色葡萄球菌表現出固有的暗毒性，大部分衍生物光照后顯示較高的單線態氧產率(ΦΔ=0.18~1.35)，光照(3.15 J/cm2) 30 min后，最小殺菌濃度降低8倍，光毒性反應表現出Ⅱ型機制.

Kubin等[31]研究了4種光敏劑hypericin，PhotofrinⅡ，porfimer sodium and meso-tetrahydroxyphenylchlorin (mTHPC)的單獨及合并使用的抗菌情況，發現單獨使用時，金黃色葡萄球菌對PhotofrinⅡ，mTHPC表現出較高的敏感性，但對hypericin不敏感.當PhotofrinⅡ和mTHPC連用時，抗菌效果沒有表現出協同作用，但mTHPC，PhotofrinⅡ中加入hypericin時PACT抗菌效果卻受到抑制.Wierrani[32]報道mTHPC和血卟啉衍生物聯用時,對金黃色葡萄球菌有較強的殺菌性.精氨酸的血卟啉衍生物(HpD-Rut2-Arg2)在可見光的作用下對甲氧西林敏感的金黃色葡萄球菌最小殺菌質量濃度達6.2 μg/mL而對MRSA卻高達12.5 μg/mL[33].Nitzan等[34]發現9種細菌菌株放入δ-氨基乙酰丙酸(ALA)后可以產生高含量的卟啉.將0.38 μmol/L的ALA放入金黃色葡萄球菌的菌懸液中孵育4 h該菌株產生過量的糞卟啉被分泌到培養基中，使用藍光光照，光能量密度為100 J/cm2時，可以徹底消滅金黃色葡萄球菌菌株.

一些共軛的光敏劑對革蘭氏陽性菌也有影響，這些光敏劑受到光照后可結合或積聚于微生物，從而殺死細菌.目前,PACT治療感染性疾病缺乏特異性,將光敏劑與細菌表面上的抗體相連接，可以識別抗原，從而實現更大的特異性.一些研究小組已經嘗試將細菌葉綠素分子與兔IgG結合，發現對金黃色葡萄球菌的蛋白A有較高的特異性[35],蛋白A是金黃色葡萄球菌的一種表面蛋白質，可以在Fc區結合IgG抗體，用激光(λ>550 nm)照射此類共軛化合物發現其光毒性有明顯的劑量依賴性[36].Embleton等[37]研究發現將SnCe6與抗體IgG相連，MRSA菌株可以被這種免疫偶聯物滅活(紅光照射)，但致死的效果取決于菌株和生長期.進一步研究發現將耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的抗體與SnCe6共軛可以滅活各個生長階段的所有MRSA菌株.此外，SnCe6與抗體結合還可以選擇性殺死懸浮液中的EMRSA-16和大腸桿菌，但卻無法消除非致病共生微生物.Hasan[38]等比較了2種陽離子共軛光敏劑(a polylysine-chlorin e6 conjugate pL-ce6和methylene Blue)和1種陰離子光敏劑(free ce6)利用665 nm光照射，研究對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌及胞外黏液中的同基因突變體的滅活情況，發現野生型菌株對陰離子光敏劑free ce6的吸收量較高，但free ce6對突變型的滅活程度卻大于野生型.同時，處于對數期的菌株比處于穩定期的菌株更容易被free ce6滅活，而且對數期的菌株對free ce6的吸收量也要高于穩定期的菌株.2種陽離子光敏劑PL-CE6和methlyene blue滅菌效果相似，菌株對2種光敏劑的吸收也相似.由此可見，發展光敏劑結合物促進微生物的選擇性是未來光敏劑的發展方向.

2.2　PACT對革蘭氏陰性菌的作用

早在20世紀90年代，就有報道革蘭氏陽性菌與革蘭氏陰性菌的細胞壁結構不同會造成其對光敏劑的敏感性不同.革蘭陽性菌的細胞壁是由相對多孔的肽聚糖和磷壁酸組成，允許光敏劑通過；革蘭陰性菌在細胞壁外還有脂蛋白、脂質雙層和脂多糖3層結構，其中脂質雙層具有通透性屏障作用，能阻止多種大分子物質進入[39].

研究表明[41]ALA介導的PACT對副流感嗜血桿菌(革蘭氏陰性菌)的殺菌效果較好.將ALA(2 μmol/L)添加到副流感嗜血桿菌的PBS懸浮液中,使用617 nm的光照射，結果超過99.9%的副流感嗜血桿菌被殺死.某些革蘭氏陰性菌屬(卟啉單胞菌，普氏菌，梭桿菌，類桿菌等)都與牙周炎的產生有關.研究表明一定能量的氬激光照射普氏菌和卟啉單胞菌培養的生物膜可以抑制這些菌種的生物膜生長.滅活率與細胞卟啉含量無關，但卻受培養基添加劑(氯化血紅素，血紅蛋白，和血液)的影響[42-43].而普通光源與氦-氖光源對TBO的PACT效果一樣，用這種方法治療牙齦卟啉單胞菌，死亡率達5 log[44].同時，由TBO介導的PACT還可以減少大腸桿菌的LPS的活動能力和綠膿桿菌蛋白酶的活力[45].Ashkenazi[46]等設計合成了新型抗氧化劑載體敏化劑(ACS-3)五倍子酸丙脂血卟啉，對革蘭陰性菌有特異性.用低能量(7.5 J/cm2)藍光照射ACS-3(10 μmol/L)可以徹底根除鮑曼不動桿菌，同樣條件下，增加照射光能量(37.5 J/cm2)則可以完全滅活大腸桿菌.Szpakowska[47]等研究發現聚賴氨酸-卟啉烯的結合物可以有效地滅活細菌，結合物呈中性時，對革蘭氏陰性菌幾乎沒有殺菌效果，但呈陽離子時，對革蘭氏陰性菌具有明顯的光毒性，其效果依賴于化合物的濃度和低聚度，而且選擇合適的參數還可以最大限度地降低對成人纖維細胞損害的可能性.Sol等[48]體外對二十四氨基卟啉衍生物對大腸桿菌的抗菌活性進行了研究，發現攜帶多胺結構的2種化合物對大腸桿菌表現出顯著的滅菌活性，不需要使用膜不穩定劑破壞外膜，也能產生很強的抗菌性.Segalla[49]也發現675 nm激光照射1 μmol/L的新型光敏劑(Zn(Ⅱ)-phthalocyanine)5 min，大腸桿菌菌株被大量滅活，PACT可以損傷大腸桿菌細胞壁外膜的特定蛋白質，導致一些關鍵的酶失活，促進了光敏劑向細胞質膜的滲透，具有較好地抗菌效果.PACT同時還滅活相關的毒力因子，導致微生物細胞的死亡[50].

銅綠假單胞菌極易形成生物菌膜對抗菌藥物高度耐藥并可逃避宿主的免疫作用.Lee等[51]建立體外銅綠假單胞菌的菌膜模型，用630 nm的激光照射δ-氨基酮戊酸(δ-ALA)20 min后，檢測不到菌膜中的活菌，48 h后觀察到菌膜有再生現象，再次進行PACT，菌膜中的所有細菌完全被殺滅.Donnelly等也對銅綠假單胞菌菌膜引起的肺纖維囊性病的體外模型進行研究，發現亞甲藍介導的PACT對銅綠假單胞菌的殺傷率較高，但細菌的生物膜對PACT滅活效應有一定的影響；而卟啉類光敏劑TMP-YP的PACT滅活卻不受生物膜的影響[52].

陽離子富勒烯C60是具有選擇性吸收的抗菌光敏劑[53],由足球狀的碳原子組成，用一些官能團衍生時，可成為可溶的光敏劑.研究發現,經過10 min的暗孵育,二價和三價陽離子富勒烯對革蘭氏陽性菌、陰性菌和真菌具有較高的滅活效率，相同條件下對哺乳動物細胞卻相對安全.新型雙陽離子C60衍生物DTC602+與不帶電的富勒烯并吡咯烷MAC60光動力滅活大腸桿菌的體外實驗表明，使用1 μmol/L的敏化劑DTC602+暗孵育大腸桿菌菌懸液30 min, 滅活率達99.97%.即使在光照之前將孵育的光敏劑進行洗滌，光敏滅活率依舊很高.此外，生長延遲的大腸桿菌的培養也證實了DTC602+光動力抗菌的效果，而不帶電的MAC60的殺菌效果可以忽略不計[54].這些研究表明，陽離子富勒烯是一種非常有前景的光敏劑，具有潛在的應用價值.

3PACT的在體研究

皮膚損傷使皮膚失去了天然的屏障,皮下組織很容易受到細菌、病毒等微生物的感染，造成嚴重創傷、燒傷的患者的常死.過去幾十年中，廣泛使用抗生素控制嚴重的局部皮膚感染(癰、潰瘍、燒傷和大面積的創傷等).但是由于耐藥菌的不斷出現及新藥研發的困難使得抗生素的抗菌作用降低，因此迫切需要一種新的、有效的抗感染方法.

目前，僅有少量報道光動力抗菌的體內研究，使用的感染的動物模型多為小鼠、大鼠、狗和豬.對于PACT的體內研究來說最困難的是監測動物感染的動態發展及對其治療的反應.使用傳統的微生物學技術、標準追蹤感染動物，需要犧牲大量的動物來獲取數據，而這些數據分析費事費力，結果不可靠.而非侵入性的監測動物感染模型多采用基因工程生物發光細菌和光敏感成像系統，即可實現可視化感染動態監視過程.

3.1　PACT治療創傷及深部組織感染

PACT可以治療傷口表面感染.Demidova等[55]研發了使用生物發光成像的小鼠局部感染模型.Hamblin[56]等研究小組首次創建小鼠的剪傷感染模型，探討PACT治療切除傷口感染大腸桿菌和綠膿桿菌的效果.研究人員在小鼠背部剪掉小面積皮膚，滴加基因工程發光細菌，將聚陽離子共軛光敏劑涂抹于傷口表面，然后以660 nm激光照射，低光成像系統量化大腸埃希菌.結果顯示傷口處的大腸埃希菌被高效滅活，傷口愈合良好，PACT對宿主組織沒有危害；而PACT治療感染銅綠假單胞菌的小鼠傷口時發現，與對照組(不治療)相比，PACT治療組小鼠存活率達90%，且傷口愈合速度明顯高于硝酸銀對照組治療后的傷口[57].Hashimoto[58]利用HB:La+3作為光敏劑對臨床分離菌株綠膿桿菌的耐藥菌進行體內PACT研究.結果表明，PACT能夠減少小鼠燒傷創面的細菌數量，抑制菌血癥，與對照組相比血液中的耐藥菌量降低了2~3 log,而且PACT治療還可以使小鼠的存活時間增加24 h.

創傷弧菌是一種易感染的侵入機會型治病菌(革蘭氏陰性菌).Wong[59]利用甲胺藍O(TBO)介導的PACT治療弧菌種感染小鼠的創傷模型，體外實驗表明PACT嚴重破壞細菌細胞壁結構，降低細胞活性和毒性.體內實驗用寬光譜的紅光(150 J/cm2)照射質量濃度為100 μg/mL的TBO，結果顯示53%的小鼠存活.PACT可以治愈感染致命創傷弧菌的小鼠傷口模型，在未來的臨床應用具有潛在的價值.Zolfaghari等[60]使用亞甲藍結合670 nm激光，采用PACT治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染的小鼠皮膚創面，發現這種耐藥性金黃色葡萄球菌被有效地殺滅，而且這種殺菌效果，不是PACT治療過程中產生的熱量導致的.Dai等[61]用PL-ce6(polyethylenimine-ce6)光敏劑結合非相干紅光治療小鼠局部皮膚感染熒光性金黃色葡萄球菌，發現PACT治療組傷口愈合的時間比對照組平均縮短8.6 d.PACT還可以治療深部組織感染，能有效抑制MRSA感染，加速創面愈合.Simonetti等[62]探討新型酞菁類抗菌藥物RLP068/Cl介導的PACT治療MRSA的菌株引起的小鼠感染模型，采用波長為698 nm、能量密度為60 J/cm2的激光光源結合酞菁類光敏劑治療，感染2 d，與未治療組的小鼠相比PACT治療組細菌數量顯著下降約3 log.感染9 d，PACT治療組比抗生素組(替考拉寧組)細菌數量顯著下降約2 log.組織學檢查發現PACT治療組表現出一個連續的完整的再上皮化過程.Berthiaume[63]等建立銅綠假單胞菌感染小鼠背部皮膚模型，使用2種特異性和非特異性結合物錫(Ⅳ)二氫卟吩卟酚e6-單克隆抗體結合物注射入感染部位.孵育15 min后，用630 nm的光照射，發現相對于非特定共軛組和模型組，照射特定共軛光敏劑可使約75%的細菌被滅活，而非特定共軛組和模型組的細菌則正常生長，顯示有針對性的光解抗體可能會成為一種用于治療各種感染的比較有效的方法.

軟組織感染(壞死性筋膜炎,氣性壞疽桿菌(Clostridium),壞死性蜂窩組織炎和福耳尼埃氏壞疽等)比較少見，但傳播迅速，死亡率較高,往往給患者帶來災難性的后果.這種感染需要反復清除壞死組織，截肢手術是目前唯一控制疾病發展的手段.PACT可以應用于深部組織感染的治療，通過選擇合適的方案，PACT治療可以迅速殺滅細菌，降低清創手術的程度.一種常用的軟組織感染模型是肌肉內注射(大腸桿菌，綠膿桿菌和金黃色葡萄球菌)菌懸液到小鼠大腿肌肉.Bisland[64]等用ALA介導的PACT治療由各種病原體感染引起的骨髓炎.在SD大鼠的脛骨骨髓腔內接種金黃色葡萄球菌產生菌膜，經腹膜給予ALA后，用置于脛骨的光導纖維進行照射，發現PACT可以有效降低骨髓腔內細菌的數量.Gad[65]等使用發光細菌研究了PACT治療金黃色葡萄球菌感染軟組織.注射懸浮于PBS中的發光細菌懸液106CFU到小鼠大腿肌肉下2 mm深度，感染30 min后，用多聚賴氨酸氯E6共軛物介導的PACT治療，發現發光細菌的損失與劑量有關，未經處理的對照組和單獨光照組沒有看到.Tardivo等[66]應用吩噻嗪和貫葉連翹提取物的混合物介導PACT治療糖尿病合并骨髓炎患者的足部潰爛.治療后X線片顯示病灶愈合，并且骨質也得到了改善，PACT治療使這些患者免去了截肢的痛苦.

3.2　PACT治療燒傷感染模型

燒傷創面極易細菌感染.由于大量或長期應用多種抗生素使得并發真菌感染日益增加.雖然新型抗生素不斷應用于臨床，治療措施幾經改進，但耐藥菌引起的燒傷敗血癥或創面膿毒癥等感染性疾病是大面積燒傷患者的主要的致死原因.Orenstein等[67]使用豚鼠模型，研究了卟啉氯化血紅素復合物PACT滅活耐藥性金黃色葡萄球菌感染的燒傷創面.使用銅板加熱至150 ℃，放置在小鼠背部10 s，建立Ⅲ度燒傷模型.隨后在傷口處滴加108CFU金黃色葡萄球菌15 min建立感染模型.然后將卟啉滴在焦痂或注射入焦痂進行PACT治療，發現金葡菌菌株減少了99%.而且次卟啉氯化血紅素復合物還具有較強的暗毒性，不光照也能殺菌，被認為是一種有效的、有前途的抗金黃色葡萄球菌劑.Lambrechts等[68]用具有生物發光特性的金黃色葡萄球菌感染小鼠Ⅲ度燒傷傷口，建立燒傷感染的模型，用陽離子光敏劑5-苯基-10,15,20(N-甲基-4-吡啶基)卟啉氯化物(PTMPP)介導的PACT治療，用生物發光系統進行檢測發現，用能量密度為210 J/cm2、波長為(635±15) nm的紅光照射后98%以上的細菌被殺滅，但同時觀察到治療后有細菌再生現象.他們還發現單獨光照和PACT治療都可導致傷口延遲愈合，認為影響PACT治療燒傷感染的因素復雜，需進一步優化PACT的各種條件以適應臨床應用.多藥耐藥鮑曼不動桿菌感染是一個日益嚴重的問題, PACT可能是一種新的有效治療多藥耐藥的鮑曼不動桿菌感染的方法.Dai等[69]用PL-Ce6介導的PACT治療多藥耐藥鮑曼不動桿菌感染，使用2個加熱黃銅塊(95 ℃)在小鼠背部兩側燙傷皮膚10 s，建立全層熱燒傷感染小鼠模型.將二氫卟吩共價偶聯到聚乙烯亞胺，用紅光照射，治療30 min后，使用定量熒光成像分析發現細菌發光損失超過了3 log.同時還發現，PACT治療不會抑制傷口愈合.

4展望

多種病原微生物耐藥性的提高導致對感染的治療效果下降，成為臨床最棘手的問題之一.各國科學家的研究內容也轉向不依靠抗生素和其他細胞生物學傳統方法抗微生物感染. PACT在有氧條件下將不同波長的可見光照射光敏劑殺滅微生物，安全可靠，它有許多優點：1)不損害鄰近的宿主組織，對于正常菌群的影響很小，避免一些感染并發癥的發生和發展；2)可以在短時間內滅活感染的微生物，不會使微生物產生耐藥性；3)治療用途非常廣闊；4)可以消除生物膜上的病原體；5)治療具有雙重選擇性，光敏劑對微生物細胞具有靶向性，同時選擇合適波長的激光照射感染組織部位[70]進行PACT治療.

PACT治療過程中光照光敏劑會產生摧毀細菌分泌毒力的能力.大多數的分泌毒力因子是蛋白質或酶，蛋白質或酶在溶解狀態下氨基酸殘基鏈很容易被氧化，而且光動力治療破壞分泌毒力因子的能力已經被一些實驗所證實[71].

未來，對PACT的研究方向其一是PACT對宿主免疫系統的刺激性作用研究.例如：研究發現光動力治療癌癥時，能夠增強宿主對癌癥的免疫應答.光動力誘殺的腫瘤細胞能夠釋放腫瘤抗原和細胞因子的混合物，同時由光動力治療引起的急性炎癥反應也激活了內部免疫系統的樹突狀細胞及其他細胞成分. PACT治療感染時，也應進行同樣的研究；其二是新型光敏劑的研發及其在體內的代謝問題.PACT的應用中還應注意新型光敏劑對不同微生物的靶向性問題，激光光源最適應光敏劑的波段選擇，機體對PACT治療過程中產生的過敏反應問題等. 這些方面如果能進一步研究和解決，會是一個碩果累累的研究方向.

隨著機制的闡明、實驗條件的優化，相信在不久的將來，PACT將應用于臨床，成為治療多重耐藥細菌感染性疾病的新療法.

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(責任編輯：梁俊紅)

第一作者：趙占娟(1974-)，女，河北博野人，河北大學副教授，博士，主要從事激光醫學研究.

E-mail: zhaozhanjuanv@163.com

Abstract：Photodynamic antimicrobial therapy (PACT) is a new anti-infection method which is based on the principle of photodynamic therapy. It has shown good results for treating infections caused by bacteria, fungi and viruses , particularly for drug-resistant infections. PACT doesn’t cause drug-resistant problems resulting from such factors as the use of single drug, concentration of photosensitizer, and insufficient exposure time. Multidrug-resistant bacteria tend to occur in the wound, lungs and other parts of the body, thus PACT has great advantages either in treating drug-resistant bacteria and killing bacteria or treating effect and convenience. This article mainly deals with the recent development in the research of antimicrobial photodynamic therapy for multidrug-resistant bacterial infection. It is believed that in the near future, PACT will be widely used in clinic and become a new therapy to treat refractory bacterial infections.

Key words：photodynamic therapy; photodynamic antimicrobial chemotherapy; multi-drug resistant; photosensitizer; infection

通信作者：趙建喜(1966-)，男，河北博野人，河北大學教授，主要從事放射醫學研究.E-mail: jianxizhaov@163.com

基金項目：河北大學醫學學科建設項目(2015A2001)；河北大學大學生創新訓練計劃項目(2015149)；中西部高校綜合實力提升工程專項經費

收稿日期：2015-04-20

中圖分類號：O43；Q81；R4

文獻標志碼:A

文章編號：1000-1565(2015)06-0657-10

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.06.017