膽管癌光動力治療的基礎與臨床研究新進展

劉淞淞 譚一舟 盧鵬

膽管癌是起源于膽管上皮細胞的惡性腫瘤，包括肝內膽管癌和肝外膽管癌。膽管癌起病隱匿、確診較晚、手術切除率不高、預后較差。手術切除是目前治愈膽管癌病人的主要手段。然而對于大多數病人，膽管癌尤其是肝門部膽管癌是不可根治性切除的，即使手術達到R0切除，術后1～2年內腫瘤局部復發率仍達到70%[1]。對于不可切除的膽管癌，現有的姑息治療能一定程度緩解病人的疼痛和膽道梗阻癥狀，但對病人生存時間和生存質量的改善局限性明顯。

光動力治療(photodynamic therapy，PDT)是一項相對較新的局部治療手段,具有微創、副作用小、可重復等特點。PDT通過向病人靜脈注射光敏劑，利用腫瘤組織攝取光敏劑的能力高于周圍正常組織的特性，在適當波長可見光照射下產生單態氧，使腫瘤細胞發生氧化壞死。PDT后，膽管腫瘤壞死區域的愈合為正常組織再生而非纖維瘢痕組織增生，故不會造成膽管局部狹窄而致梗阻[2]。PDT的應用及其聯合支架置入、靶向及免疫治療為肝外膽管癌的臨床治療帶來了新的曙光。

2013年發布的亞太地區膽管癌治療共識以及由美國國家綜合癌癥網絡 2014年發布的肝膽癌癥第2版，將PDT列為膽管癌姑息性治療的重要選擇[3-4]。近年來，對于不可切除肝外膽管癌病人，PDT聯合治療能更加有效地降低腫瘤負荷，延長病人生存時間，提高病人生存質量。PDT治療膽管癌在國外已經有多年的臨床應用經驗，但國內鮮有開展及研究報道。我們下面將對PDT在肝外膽管癌的臨床與基礎研究相關熱點進行歸類梳理，為肝外膽管癌治療方案的臨床選擇提供一定的思路和依據。

一、光敏劑的研究新進展

光敏劑是PDT中最重要的成分，有效的光敏劑是PDT的關鍵因素。光敏劑可根據其化學結構和組成分為卟啉類、酞菁類等。現有的光敏劑已從第一代傳統光敏劑逐漸發展到目前的第三代功能性光敏劑。第一代光敏劑為血卟啉衍生物，代表性光敏劑為卟吩姆鈉(Photofrin)，其在膽管癌的PDT中應用最為廣泛。第二代光敏劑大多為卟啉衍生物、金屬酞菁和稠環醌類化合物等。其中mTHPC為二氫卟酚類衍生物，又稱為替莫泊芬，為膽管癌中應用廣泛、有前景的二代光敏劑，其腫瘤選擇性高，分布在血管間隙和腫瘤細胞中，濃度可達正常組織的14倍[5]。三代光敏劑于二代光敏劑基礎上結合某些生物或者化學成分，以增強光敏劑的腫瘤選擇性或生物相容性，具有高活性氧產生率、主動靶向傳輸等特點[6]，其中納米光敏劑在第三代光敏劑的研發中處于重要地位。國外較早的文章報道，新型殼聚糖綴合物(ChitoUDCA)作為納米光敏劑用于膽管癌細胞的PDT。該研究發現，與Ce6本身相比，ChitoUDCA納米合成材料能增強腫瘤細胞對原光敏劑的吸收和活性氧(ROS)生成，是膽管癌PDT的潛在新型光敏劑[7]。隨著技術的發展，加速研發集診斷、治療和監測功能于一體的新型納米光敏劑是未來的首要任務。

二、膽管癌PDT相關的作用機制新進展

PDT治療膽管癌主要是通過殺傷腫瘤細胞，其主要機制為：(1)直接的細胞毒性作用；(2)對腫瘤脈管系統的損傷；(3)抗腫瘤免疫[8]。這3種機制相互作用持續誘導抗腫瘤作用，然而，隨著新型光敏劑的研發、PDT聯合治療以及分子生物學的發展，PDT相關的基礎研究逐漸增加，可從更多方面去理解PDT的作用機理。

1.鐵死亡 ：近年來，鐵死亡(ferroptosis)已成為腫瘤研究的一個重要課題。鐵死亡是鐵依賴性的，由脂質過氧化產物累積引起的新型非經典程序性細胞死亡形式，不同于傳統的細胞凋亡、壞死和自噬。鐵死亡的主要發生機制包括鐵累積、谷胱甘肽過氧化物酶活性降低、活性氧自由基及脂質過氧化物增多。肝臟是鐵在體內儲存的主要部位，過量的鐵參與化學反應，產生活性氧，導致嚴重的氧化應激和細胞損傷。因此，鐵穩態對膽管癌的發生發展尤為重要[9]。有研究報道了PDT通過產生活性氧來調節鐵死亡的能力，通過統計分析建立了鐵死亡基因特征的模型Cox回歸分析，并通過對膽管癌PDT治療后的基因表達數據進行分析及實驗驗證，獲得4個PDT敏感基因，為預測膽管癌的預后及篩選增強PDT療效的靶點提供了新的思路[10]。

2.耐藥：膽管癌病人惡性程度高，易產生多藥耐藥從而導致化療失敗，其重要機制之一是P-糖蛋白的過度表達導致細胞外排泵增強，將抗腫瘤藥物泵出胞外。然而給予PDT治療后腫瘤微環境發生變化，阻斷了P-糖蛋白的ATP酶活性，導致藥物外排減少，進而提高化療藥的敏感度[11]。最新研究發現，miR-34a-5p/Wnt7B軸參與了膽管癌細胞的PDT，膽管癌細胞接受PDT后，Wnt信號通路受阻從而抑制細胞活力，增強細胞凋亡，同時PDT可誘導p53介導的miR-34a反激活，進一步抑制膽管癌細胞增殖[12]。有研究報道，PDT治療顯著抑制吉西他濱耐藥的膽管癌細胞的增殖，并發現了KLF10/EGFR信號軸可能參與了PDT抑制吉西他濱耐藥膽管癌細胞的過程[13]。

3.自噬：低強度的自噬可能是導致PDT治療抵抗的罪魁禍首,而高強度的自噬或許可以增強PDT的治療效果。PDT產生大量ROS對細胞造成氧化損傷,通過凋亡、壞死等途徑殺傷細胞,而當ROS量較少時,可能更多的誘導了細胞的自噬。有研究發現，PDT可通過調節mTOR等自噬負性調節蛋白引起細胞自噬,自噬反過來參與機體的抗氧化系統,避免細胞受到過度的氧化損傷[14]。然而不同類型的細胞、不同種類的光敏劑及其不同濃度和劑量都會影響PDT中細胞自噬的活動，未來在此方面的進一步研究有助于深入闡明PDT的細胞殺傷機制。

5.其他：光敏劑遞送和綜合腫瘤靶向平臺是圍繞在PDT前對實體腫瘤關鍵藥理靶點進行光敏化。光敏劑被包裹成脂質體，會在空間上阻礙光敏劑分子通過真皮微循環的外滲，從而改善光敏劑在皮膚中的積累和光毒性反應的發生。通過轉化為低劑量光敏劑下的有效治療，使得腫瘤細胞從光誘導的高氧化應激中恢復的能力被削弱。因此，這種綜合光敏化策略也解決了潛在的腫瘤再生或復發。有研究組制備了包覆酞菁鋅(ZnPC)和酞菁鋁(AlPC)的間質靶向脂質體(ITLs)，用于被動靶向腫瘤微環境，并對ZnPC-ITLs和AlPC-ITLs及其水溶性四磺酸衍生物(ZnPCS4和AlPCS4)進行了初步實驗，最終發現了AlPCS4是毒性最小、最有效、最有希望的光敏劑，有利于其臨床轉化[15]。

三、膽管癌PDT的臨床應用新進展

目前PDT作為一種全新的局部治療方式，其定位并非取代傳統手術切除在膽管癌治療中角色，而更多的被視為一種治療膽管癌有效的姑息治療方法。

1.PDT聯合支架引流治療晚期膽管癌：PDT結合膽道支架引流在晚期不可切除的膽管癌中研究較多。一項經典研究報道，將124例經證實腫瘤無法切除的肝門部膽管癌病人分成PDT結合膽道引流組(68例)和單純膽道引流組(56例)，并與同期的60例手術切除病人進行比較，結果發現，PDT結合膽道引流組和單純膽道引流組的引流成功率(指3個月內膽紅素下降50%)分別為75%和39%，中位生存期為12個月和6.4個月(P<0.01)，而在手術切除組,病人中位生存期為22.8個月(R0切除37個月,R1/R2切除為12.2個月)，3年生存率PDT結合膽道引流療效明顯優于R2切除，但不及R1[16]。最新的系統性評價也表明：PDT聯合支架引流治療晚期膽管癌安全有效，與單獨應用支架相比，聯合治療可以更好地引流膽汁，從而解除膽道梗阻，在提高生活質量的同時改善病人預后[17]。

PDT的治療效果與早期治療時間及治療次數有一定的關系。研究報道，PDT治療次數在多變量分析中為唯一的獨立生存預測因子[18]，對于手術確定膽管癌無法切除的病人，可在術中放置光導纖維，根據臨床評估，定期行PDT治療。其次，通常光源及支架放置的入路一般為經皮肝穿刺膽道鏡(PTCS)或內鏡逆行膽管造影(ERCP)兩種方式，兩種方式都被證明是有效和安全的。研究認為，PTCS通常適用于更晚期的Bismuth type-Ⅲ病變；ERCP入路通常用于有凝血障礙、拒絕經皮治療、Bismuth分型為Ⅱ和部分Ⅲ型病人[19]。我們認為，不可切除的BismuthⅠ型肝門部膽管癌及遠端膽管癌是ERCP入路的良好適應證。Lee等[20]對37例晚期肝門部膽管癌病人行回顧性分析發現，PTCS或ERCP途徑介導PDT治療，兩者中位生存期分別為9.5個月和11.6個月(P=0.96)，提示行PDT治療的途徑與預后無關。結合文獻報道，我們認為，ERCP比PTCS更符合生理特點、適應證更廣泛、病人創傷小,可直視十二指腸及乳頭,發現腫瘤浸潤情況，較容易獲取細胞及組織樣本，對于后續放置支架更便捷。再次，對于已行膽道引流的病人，PDT還可用于支架堵塞時的再通[21]。既往有研究對13例因反復支架堵塞的膽道惡性梗阻病人進行PDT，治療前病人平均發生過3次支架堵塞，支架平均通暢時間為3．5個月(0.5～13個月)，治療后所有病人均見腫瘤壞死和支架再通，支架平均通暢時間延長至5個月(1～43個月)。另外，有學者設計了光敏劑嵌入式自膨式金屬支架，可以對膽管癌進行重復的PDT而無需全身注射光敏劑,PDT支架維持其光動力活性至少2個月[22]，這意味著在支架置入后可以進行多次內鏡下的PDT，臨床可行性及經濟性更高。

2.新輔助PDT：目前基本的共識是無肝內廣泛轉移或淋巴結轉移是晚期局部治療的基本條件，不可切除的晚期局部肝門部膽管癌可行新輔助治療，將腫瘤降期降級后再行根治性切除。即使膽管癌病人在R0切除術后，疾病復發率依然較高。PDT作為新輔助治療，一方面是為了術前降期，使腫瘤周邊局限化，從而提高腫瘤切除率；另一方面是降低術后的復發率，改善病人預后。

較早的一項前瞻性研究分析了術前PDT在膽管癌中的作用，對7例晚期肝門部膽管癌不可切除病人(Bismuth分型為Ⅲ型或Ⅳ型)進行PDT治療，其中位治療期為6周(3～44周)，完成后接受手術治療，所有病人均獲得根治性切除。術后1年83%的病人未復發，術后5年生存率為7l%[23]。2006年Witzigmann等[16]報道了8例不可切除膽管癌病人在接受PDT新輔助治療后手術切除，術前新輔助PDT的術后1年、3年和5年生存率分別為88%、42%和42%，而單獨手術后的病人相應生存率分別為66%、28%和19%。2015年的一項Ⅱ期臨床試驗進一步證實了部分晚期肝門部膽管癌病人接受PDT治療后使腫瘤降期，從而實現了R0或R1切除，新輔助PDT和手術均未出現嚴重并發癥，研究中7例病人中有6例在術后平均3.2年死于腫瘤復發，5年生存率為43%[24]。更有研究表明，ERCP引導的PDT治療可以為等待肝移植的無法治愈的膽管癌病人提供局部控制[25]。

以上研究雖然研究樣本量小，但也一定程度上反映了術前輔助PDT對提高手術切除率有幫助，且暫未發現其增加術后并發癥的風險。膽管癌PDT新輔助治療的數據和應用開展有限，其在遠期生存及復發率、術后安全性及提高生活質量上，尚需進一步行大樣本前瞻性研究。

3.PDT聯合化療、新興的免疫治療最新研究：對于晚期肝門部膽管癌，放化療是主要的治療手段。膽管腫瘤為中度化療敏感性，大多數方案是以吉西他濱為基礎的，或與5-氟尿嘧啶(FU)和其他藥物聯合使用，研究顯示，吉西他濱或者順鉑聯合吉西他濱對局部晚期或轉移性膽管癌是一種有效的治療方案[26]。PDT治療相對于放化療，副作用明顯減輕，病人耐受度更好，且可增加化療療效。目前已有諸多研究已證明PDT聯合吉西他濱為基礎的治療可以對肝門部不可切除膽管癌病人提供顯著的生存獲益[27]。近年來Hong等[28]與Wentrup等[29]學者的回顧性研究均發現，PDT聯合吉西他濱治療可增強療效，聯合治療的病人1年生存率明顯高于單純PDT或者化療治療者。Park等[30]在2014年發布的一項PDT聯合替吉奧姑息性治療肝門部膽管癌的試驗，將43例晚期肝門部膽管癌病人分為PDT+替吉奧口服化療組與單純行PDT組，兩組病人1年生存率分別為76.2%和32%(P=0.003)，中位生存期分別為17個月和8個月(P=0.005)，結果提示，相比單獨使用PDT治療，聯合組總生存期和無進展生存期顯著改善。有研究表明，PDT或PDT聯合化療與單獨化療相比，是一個顯著的獨立生存預測因子[31]。PDT的優勢在于降低了復發率，并且經過PDT治療的復發病人不影響其他治療方法的選擇，也沒有放化療的劑量和次數的限制。

PDT不僅具有直接殺傷腫瘤作用，而且可以激活機體免疫系統[32]。PDT激活機體免疫系統后，會改變腫瘤微環境、上調PD-1或者PD-L1的表達和穩定性,增強T細胞的浸潤，提高對腫瘤的殺傷效果[33-34]。有報道1例晚期遠端膽管癌病人，經過雙支架置入術聯合PDT，病人黃疸、惡心、嘔吐、進食困難等臨床癥狀明顯改善，復查腫瘤標志物下降明顯，后期已完成8個周期的卡瑞利珠單抗聯合貝伐珠單抗治療，過程中未發現該病人有明顯復發及轉移跡象，無進展生存期長達11個月[35]。此個案初步肯定了PDT的聯合治療方案綜合治療具有臨床參考價值。

四、展望

在膽管癌的姑息性治療中，大量的臨床及基礎研究已證實PDT極大的應用前景，在不可切除肝外膽管癌中，PDT聯合支架引流在改善生活質量的同時明顯延長生存期，并且作為輔助治療手段也可為病人帶來更多的獲益。PDT的重要優勢在于經PDT治療后不影響其他治療方法的選擇，不受放化療的劑量和次數的限制，其優異的局部抗腫瘤活性和抗腫瘤免疫也使轉移灶的有效治療成為可能。

PDT也存在一些不足亟需在未來的研究中加以完善，比如，目前缺乏PDT在不可切除膽管癌中的規范化診療流程；基于Bismuth分類法或TNM分期如何進行階段性篩選合適的人群行PDT治療尚未達成共識；針對不同疾病階段的病人，仍需大量的研究來指導臨床如何個體化、科學性地選擇PDT綜合治療方案。

隨著化學、藥劑學及納米技術進步對PDT原理及光敏劑研發的深入滲透，將進一步優化光敏劑的給藥劑量和光照劑量。同時，隨著對PDT后腫瘤微環境變化的研究不斷深入，聯合針對腫瘤微環境的靶向及免疫治療藥物的應用，將使PDT在不可切除肝外膽管癌中發揮更重要作用。總之，PDT治療腫瘤的潛力還未窮盡，無論是單獨使用PDT 還是聯合其它治療方法，都將展現出巨大的治療價值。