光动力作用是指在光敏剂参与下,在光的作用下,使有机体细胞或生物分子发生机能或形态变化,严重时导致细胞损伤和坏死作用,而这种作用必须有氧的参与,所以又称光敏化-氧化作用,在化学上称这种作用为光敏化作用,在生物学及医学上称之为光动力作用,用光动力作用治病的方法,称为光动力疗法(photodynamic therapy, PDT)。
光动力疗法的发展?
光动力疗法取决于光敏剂、光、基质等基本要素。如果光、光作用的基质(肿瘤)等因素己定,则关键要素是光敏剂的选择。传统的光敏剂为血外琳衍生物(Hematoporphyrin derivative, HpD),从70年代开始至今,己经经历了第一代HpD,即photofrin I和第二代HpD, photofrin II。以HpD为代表的光敏剂有几项特点:
(l)在进入人体后,组织的吸收、分布及排出速度不一,除了肝、肾、脾外,恶性肿瘤组织吸收快而高于其它组织,24小时达高峰;同时肝、脾、肾组织和皮肤的表皮组织排除较慢。在48-72小时,这些组织中的浓度明显高于周围正常组织。在皮肤的光毒、光敏反应可以持续存在,需避光4-8周。(2)被395-405nm光激发后能产生红色荧光,其波长主要是630 mm,且在630 mm和690 mm处各有一高一低的峰。(3) HpD被光激发后能产生活性氧(单态氧)等,具有细胞毒作用,可以杀死肿瘤细胞。由于肿瘤中的HpD浓度大,大大超过周围正常组织的浓度,因而光动力疗法可以选择性破坏癌组织,达到治疗癌肿目的。
基于传统光敏剂HpD有排泄慢,产生光毒光敏反应的缺点,因此接受治疗的患者需要采取4-6周的避光措施,否则会发生光敏性皮炎,这就限制了它的推广应用。因为上述药物的缺点,学者们一直在寻找理想的光敏剂。
ALA(5-aminolevulinicacid)是人体血红蛋白的一种正常前体物。它本身无光敏作用,但过量的ALA进入机体后,可以选择性地被癌肿组织吸收,且在癌细胞线粒体内转化为具有强光敏作用的原叶琳IX ( PP ix),因而可以作为光敏剂而用于光动力疗法。1990年Kennedy等首先使用ALA-PDT治疗皮肤癌获得成功,为探索更安全有效的光敏剂和PDT开辟了新径。