《Clinical, Cosmetic and Investigational Dermatology》:Current Perspectives on Photodynamic Therapy for Skin Diseases: A Narrative Review
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光动力疗法(PDT)是一种微创治疗,在皮肤科中广泛用于治疗各种皮肤病。它通过光敏剂、光和氧的相互作用,产生活性氧(ROS),选择性破坏异常细胞。PDT在治疗光化性角化病、Bowen病和浅表基底细胞癌等疾病中已确立其地位,具有良好的美容效果。越来越多的证据也支持
光动力疗法(PDT)是一种微创治疗,在皮肤科中广泛用于治疗各种皮肤病。它通过光敏剂、光和氧的相互作用,产生活性氧(ROS),选择性破坏异常细胞。PDT在治疗光化性角化病、Bowen病和浅表基底细胞癌等疾病中已确立其地位,具有良好的美容效果。越来越多的证据也支持其在非癌性疾病中的应用,包括痤疮、光老化和某些感染。尽管具有这些优势,但治疗相关疼痛和在较厚病变中效果降低等局限性仍是挑战。正在进行的研究旨在改进光敏剂、递送方法和光技术,以增强其临床效果。
**Introduction**:光动力疗法(PDT)是一种现代微创治疗方法,通过选择性积累在病变组织中的光敏物质,经特定波长光激活后产生活性氧(主要为单线态氧和其他ROS),通过凋亡或坏死破坏靶细胞,同时限制对健康组织的损伤。此外,PDT过程具有免疫调节作用,可刺激免疫系统细胞并产生局部炎症反应。PDT在皮肤科用于注册适应症和标签外应用,并已在泌尿科、外科、妇科、微生物学和牙科中使用
1–6。光与光敏物质联合使用的治疗历史久远,但“光动力作用”一词约一个世纪前由Hermann von Tappeiner首次使用,为PDT奠定了科学基础。他观察到染料和光本身在无氧时不会导致细胞死亡,并使用曙红作为光敏剂治疗多种皮肤病,记录了首批人类PDT病例。血卟啉是随后几十年中研究最深入的光敏剂,但其长期光毒性限制了治疗价值。Kennedy于1990年关于使用可见光和5-氨基酮戊酸(5-ALA)进行皮肤局部PDT治疗的研究是一项突破性进展,实现了基底细胞癌90%的完全缓解率。
**Mechanism of Action of Photodynamic Therapy**:在光动力治疗中,光敏剂通过吸收适当波长的光子被激发,启动一系列光物理反应产生ROS。当基态(S
0)光敏剂分子吸收与其吸收光谱匹配的光子时,激发过程开始。吸收光子后,光敏剂分子中的电子跃迁至更高分子轨道,形成激发单重态(S
1)。皮肤科中最常用的基于5-ALA或其甲酯(MAL)的光敏剂内源性生成的原卟啉IX(PpIX)在400–410 nm(Soret带)和635 nm处具有特征吸收峰。激发单重态(S
1)寿命相对较短,可经历多种失活过程,其中系间窜越(ISC)是最关键的机制,使激发单重态转变为长寿命三重态(T
1)。三重态寿命为微秒至毫秒,使其能与分子氧或其他生物底物相互作用,这对PDT效率至关重要
8,9。皮肤科光动力治疗中的主要光敏药物是5-ALA及其衍生物氨基酮戊酸甲酯(MAL)。两者均作为前药,局部应用于皮肤后被细胞吸收,通过血红素生物合成途径代谢生成实际光活性光敏剂PpIX,随后被可见光激活。外源性ALA局部应用绕过了限速酶步骤,导致细胞内PpIX积累。PpIX优先在恶性及癌前细胞中积累,保证了治疗的选择性。MAL是ALA的甲酯衍生物,其甲酯基团增加亲脂性,改善皮肤屏障穿透能力。MAL需经细胞内酯酶脱甲基转化为ALA后才能进入血红素途径。PpIX积累后,通过暴露于匹配其吸收光谱的可见光被激活,涉及Type I和Type II两种光化学反应。Type I反应中,激发三重态光敏剂直接转移电子或氢原子至生物底物,产生超氧阴离子自由基(O
2•?)、羟基自由基(•OH)和过氧化氢(H
2O
2)等自由基物种。Type II反应中,激发三重态光敏剂直接将能量转移至基态分子氧(
3O
2),产生活性极强的单线态氧(
1O
2),这是Type II PDT中主要的细胞毒性物种。大部分临床授权的光敏剂主要采用Type II机制,但缺氧环境中效率受限,因此现代光敏剂设计越来越重视双Type I/Type II机制。
**Clinical Protocol of Photodynamic Therapy in Dermatology**:皮肤科光动力治疗是一个多阶段过程,包括病变准备、光敏剂给药与孵育、光照及治疗后护理。第一步是病变准备,以最大化光敏剂穿透。标准准备步骤包括使用刮匙或锐匙去除鳞屑、痂皮及浅层角化层,并用乙醇或异丙醇清洁。刮除术显著提高PpIX荧光。替代预处理技术包括化学角质溶解剂(如10%水杨酸、40%尿素乳膏)和先进的物理方法(如消融性点阵激光AFXL、微针、微晶磨皮)。光敏剂给药与孵育:根据具体产品和治疗方案选择配方和孵育条件。ALA制剂包括20%溶液(Levulan Kerastick)和10%纳米乳液凝胶(Ameluz),MAL乳膏(Metvix/Metvixia)标准孵育时间为3小时。孵育后去除敷料和残留乳膏,然后进行光照。光照参数包括光源、波长、辐照度和剂量。常用光源包括发光二极管(LED)灯(红LED 630–635 nm,蓝LED 400–420 nm)、激光和日光。标准红光PDT剂量为37 J/cm
2,蓝光为10 J/cm
2。疼痛是最严重的急性副作用,可通过冷空气镇痛、冷水喷雾、神经阻滞等方法管理。降低辐照度方案(如日光PDT)能有效减轻疼痛。治疗后护理要求患者避免光照36小时,因PpIX在皮肤中残留24–48小时。光毒性炎症反应导致红斑(约89%患者)、水肿、脱屑和结痂,通常在1–2周内消退。无累积毒性或光致癌风险。
**Registered Indications for Photodynamic Therapy**:PDT在皮肤科中已确认的注册适应症包括光化性角化病(AK)、Bowen病(原位鳞状细胞癌)、浅表基底细胞癌(sBCC)和结节性基底细胞癌(nBCC)以及野癌化。对于AK,多项随机对照试验和荟萃分析显示PDT优于其他治疗方式,具有更高的完全缓解率和更好的美容效果。ALA-PDT在长期完全清除方面优于安慰剂、咪喹莫特和冷冻手术。Bowen病中,MAL-PDT的完全缓解率在3个月时达93%。sBCC初始清除率85%–93%,与冷冻手术相当。nBCC完全缓解率75%–82%。PDT常用于光损伤皮肤的野癌化治疗。此外,PDT也在标签外应用于多种非肿瘤性皮肤病,包括硬化性苔藓、光老化、寻常痤疮、顽固性疣、皮肤利什曼病等。对于痤疮,ALA和MAL均有效,主要作用于皮脂腺单位。对于顽固性疣,PDT由于疼痛通常保留给常规治疗无效的病例。皮肤利什曼病中,PDT可作为替代治疗。
**Conclusions**:光动力疗法(PDT)是一种创新治疗方法,通过光敏剂、适当波长光和分子氧的相互作用选择性破坏病理组织,同时保护邻近健康结构。前药5-ALA或MAL局部应用后,经细胞内代谢生成活性光敏剂原卟啉IX(PpIX)。PpIX吸收光能后从基态(S
0)跃迁至激发单重态(S
1, S
2),随后经系间窜越至三重激发态(T
1)。从该亚稳态三重态,光敏剂可参与Type I(直接电子或氢原子转移,产生自由基)或Type II(能量转移至分子氧,产生单线态氧
1O
2)光化学反应。临床皮肤科实践中,ALA和MAL主要依赖Type II反应,因此充分组织氧合对治疗效果至关重要。PDT的细胞毒性通过直接细胞损伤、血管损伤和免疫调节等多种机制介导。临床角度,PDT对恶性及癌前皮肤病变安全有效,注册适应症包括光化性角化病、Bowen病和浅表基底细胞癌,长期使用无累积毒性或光致癌风险。此外,PDT越来越多地用于美容目的(如光老化)以及炎症性和感染性皮肤病(如寻常痤疮、病毒性疣、皮肤利什曼病和硬化性苔藓),但这些新适应症的标准化方案和监管审批仍在进行中。总体而言,PDT独特的光物理和光化学特性,加上其良好的疗效-安全性比、优异的美容效果、可重复使用无累积毒性,以及适用于大面积治疗野和局部病变,使其成为当前皮肤科治疗中不可或缺且不断发展的工具。