光动力疗法治疗肿瘤的现状与发展

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1、半导体光电化学课程论文光动力疗法治疗肿瘤的现状及发展摘要：癌症是威胁人类生命的一大疾病，也是医学上的一大难题。光动力治疗法在治疗癌症中已展现出一系列的优点。本文介绍了PDT的原理及作用机制，并对PDT中的关键技术——激光器和光敏剂目前的应用做了较详细的介绍，分析了目前的最新发展并对PDT未来的发展趋势进行了展望。关键词：癌症PDT激光器光敏剂引言目前癌症已成为严重威胁人类健康的主要疾病之一。近年来，全球癌症患者人数不断攀升，全球恶性肿瘤新发病例数从2002年的1090万上升到2008年的1270万，死亡人数从670万上升到760万。我国2002年的统计资

2、料显示，有癌症患者300多万，且以每年3％的速度递增，癌症死亡率也呈现持续上升趋势，全国每年死于癌症的人为150万，占全球的24%。世界卫生组织预测，到2020年，每年新发癌症病人数将达到1500万，癌症将成为新世纪人类的第一杀手。因此癌症的控制是世界各国政府的卫生战略重点，癌症的综合治疗成为世界所关注的研究课题。在癌症治疗的众多方法中，光动力疗法（PhotodynamicTherapy，PDT）以其有效、安全、副作用小、可协同性、可重复性和相对成本低等优点脱颖而出，并且在肿瘤的治疗中显示出很强的生命力，为中晚期癌症患者，特别是无法采用传统疗法治疗的癌症

3、患者提供了一个机会，增加了一种治疗手段。与肿瘤传统手术、化疗和放疗方法相比，PDT的优点是能选择性地消灭局部的原发和复发肿瘤，而不伤及正常组织;可与化疗和放疗同时进行，且均具有一定的协同作用;可缩小手术的范围和改善患者愈后的身体状况。几十年来，PDT已成为肿瘤防治研究中的一个十分活跃的领域。很多国家都开展了肿瘤PDT的研究，并使成千上万的不同癌症患者受惠于这一疗法，迄今为止已有数千例的治疗报道，治疗的范围包括：脑瘤、头颈部肿瘤、眼部肿瘤、咽癌、肺癌、胸壁肿瘤、食管癌、直肠癌、腹腔肉瘤、膀胱癌、乳腺癌和妇科肿瘤等。近年来美国的FDA、日本、荷兰和加拿大等国

4、的卫生部门已相继确认了这一肿瘤新疗法的治疗标准，PDT结合食管癌支架的疗法已被美国综合癌症网络(NCCN)作为晚期食管癌的首选方法，近年来，在国内也逐渐成为新的研究热点[1、2]。1PDT的基本原理PDT的作用机制是由于光敏剂在各组织中的半衰期不同，经过一定时间后可造成肿——5——半导体光电化学课程论文瘤组织中光敏剂的浓度高于其周围正常组织，在特定波长的光的辐射下，基态的光敏剂经短暂存在的激发状态的单线态光敏剂转变成激发状态的三线态光敏剂。激发状态的三线态光敏剂一方面作用于组织底物或氢原子或电子，产物与氧作用形成各种氧化物；另一方面它直接将能量转移给氧，

5、形成单线态氧。单线态氧与氧化物都具有细胞毒作用，尤其单线态氧是光动力作用诱导肿瘤坏死的主要损伤形式，它能破坏癌瘤中的微血管，造成局部缺血和细胞死亡，数日后该部组织将坏死脱落，从而达到局部治癌的目的[3]。1.1光动力作用的原发机制光敏分子与光相互作用引发光动力效应。在没有光照条件下，光敏分子处于基态S0。当吸收了光子后，光敏分子首先跃迁到能量更高的激发态，转变为受激发的单态（S1）。接着会出现3种可能的衰变途径，即非辐射性的和辐射性的单态衰变为基态，还有发生系间窜跃衰变到最低的三线激发态（T1）。处于三线激发态的光敏分子衰变回基态之前会与其它分子相互作用

6、，除主要通过自由基氧化还原反应或能量传递过程与周围分子发生作用外，三线态敏化分子还可以通过分子内的振动弛豫直接衰变回基态[1]，见图1。1.2两种效应机制卟啉及其相关化合物是光动力疗法中经常应用的敏化剂。它广泛存在于生命体系，如叶绿素、血红素及细胞色素中。不论在均相或液相细胞体系中，卟啉的三线激发态(3P)都可以使电子转移到底物D，或从底物D中使电子转移出来生成自由基或离子化的活性基团，这种自由及氧化还原反应过程称为I型光动力效应机制；此外，生物体系中的卟啉参与的敏化光反应通过其三线态(3P)引发，在有空气存在的介质中，三线态卟啉被基态O2所淬灭，并借助

7、电子的转移生成高活性的单线态氧(1O2)或三线态卟啉与氧化作用生成单线态氧以外的其它活性氧物质，这一能量转移过程为Ⅱ型光动力效应机制[3、4]。具体来说——5——半导体光电化学课程论文又分为直接杀灭肿瘤细胞、诱导细胞凋亡、局部血管闭塞导致继发性细胞死亡[5]，另外还有增强免疫功能[6]。2PDT的光源PDT技术应用的光源大致可分为普通光源和激光光源两类。普通光源为非相干光源，包括太阳光、白炽灯、卤素灯等，再加上特定的滤光玻璃片及冷却系统。这类光源由于是非相干光，所以方向性差、单色性差、强度低，且与光纤耦合有一定难度，所以仅限于体表使用，不能借助内窥镜进入

8、腔内器官。而激光光源具有单色性好，方向性强，能量高和通过光纤耦合传输可进入体内等