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肿瘤光动力疗法的研究进展和应用前景

肿瘤内科医师 · 最后编辑于 2022-10-09 · IP 上海上海
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这个帖子发布于 21 年零 227 天前,其中的信息可能已发生改变或有所发展。
[ 作者:杨栋 第一军医大学南方医院肿瘤光动力治疗研究中

一、什么是PDT? 光动力疗法(Photodynamic therapy, 缩写PDT)是利用光敏剂和激光活化进行疾病治疗的新方法,目前主要用于实体恶性肿瘤的治疗,同时也用于某些癌前病变和良性病变的治疗。在美国(1996),以Photofrin为光敏药物的PDT疗法已得到FDA认可,在加拿大(1993)、法国(1997)、荷兰(1997)、德国(1997)、日本(1997)等19个发达国家,也已获得合法地位。

二、PDT的作用机制和临床特性 在临床建议剂量下,PDT药物本身是不具有细胞毒性的。只有在氧参与下的光活化才会引发细胞毒性。其过程是,特定波长的激光照射使组织摄取的光敏剂受到激发,而激发态的光敏剂又把能量传递给周围的氧,生成活性很强的单态氧,单态氧和相邻的多种生物大分子发生氧化反应,对细胞膜、线粒体、溶酶体等亚细胞结构造成不可逆的损伤,最终导致细胞死亡。由于光敏剂注入患者体内后,会在某些病变组织中形成相对较高的蓄积,尤其高分布于病变组织的新生血管内皮上,所以光动力作用引起的血管损伤及由此导致的病变组织局部的缺血缺氧,在PDT的临床治疗机制中起着关键性的作用,并决定着PDT的选择性杀伤特点[1]。

三、PDT在实体肿瘤治疗上的研究进展 近年来,PDT在实体肿瘤治疗的临床研究中,取得一系列可喜进展,清楚地显示出这项技术在实体肿瘤治疗上的应用价值。

1.膀胱癌 膀胱移行细胞癌是泌尿系统常见肿瘤,呈多中心发生、伴散在原位癌巢和上皮广泛非典型增生、损害较浅等特点,手术后复发率很高,其他手段疗效也不理想。在膀胱镜下先对明显肿块进行强激光消融,紧接着对全膀胱进行PDT,可在不损伤正常粘膜的情况下充分杀灭癌细胞,使治疗后复发率降到最低。郭友池[2]报道40例,PDT后近期临床治愈率达100%;随访期7~34个月,复发率仅为17.5%。Nseyo[3]报道58例,均为膀胱内常规治疗无法控制的浅表病灶。PDT后近期临床治愈率为84%;中位随访期50个月,存活率59%,其中31例病灶已完全消失。

2.食管癌 食管癌是上消化道高发肿瘤,外科切除需开胸开腹,创伤很大。对于经超声胃镜检查确认为浅层损害的病灶,采用镜下PDT就可达到完全治愈。对于无法实施外科切除的阻塞性病灶,采用镜下PDT,必要时以放疗协同,或辅以食管支架,可达到缓解梗阻、控制病情、延长生命的目的,是一种较好的姑息疗法。McCaughan[4] 报道77例,均为常规手段"无法治疗"的患者;I期患者10例,PDT后近期临床治愈率达100%,平均随访期38个月,全部健在;II、III、IV期患者的PDT后中位生存期分别为12、6.2、3.5个月,梗阻缓解时间和生存质量不亚于已见报道的大多数疗法。

3.支气管肺癌 支气管肺癌是呼吸道高发肿瘤,对于经纤维支气管镜检查确认的早期肺癌,采用镜下PDT可达到完全治愈。对部分中晚期癌,采用PDT可达到疏通气管改善呼吸功能的姑息目的,或达到控制病情为外科切除创造条件的积极目的。Hayata[5] 报道26例,皆为肺功能很差无法接受常规治疗的早期肺癌。PDT后近期临床治愈率达100%,随访中9例死于其他原因,仅1例死于癌复发,16例无瘤生存,已活过5年者3例。McCaughan[6] 报道175例,均为常规手段"无法治疗"的患者。I期患者16例,PDT后近期临床治愈率达100%,随访中全部健在,存活超过5年者已达15例;II、IIIA、IIIB、IV期患者的PDT后中位生存期分别为22.5、5.7、5.5、5.0个月,病情缓解时间和生存质量不亚于已见报道的大多数疗法。

4.口腔颌面部癌 口腔颌面部组织结构紧凑复杂,涉及多种重要器官,此处一旦发生癌变,手术后不是面目全非,就是功能缺失,严重影响患者的生存质量。PDT由于其良好的选择性杀伤特点,用于口腔颌面部癌的治疗可收到很好的效果。在2000年3月第四届欧洲耳鼻咽喉科头颈外科年会上,Kuble和Tan报道了该领域的最新进展[7]。其中由Kuble领导的有 6个欧盟国家15个医学中心参加的合作研究,治疗原发口腔颌面部癌108例。PDT后近期临床治愈率高达87%;一年和两年复发率仅为18%和25%,一年和两年生存率高达97%和89%。而由Tan领导的有美国、欧洲和印度17个医学中心参加的合作研究,治疗复发或再发的口腔颌面部癌80例。PDT后近期临床治愈率达58%,一年生存率达79%。而对于复发或再发的头颈肿瘤患者,经再次外科手术后的近期临床治愈率和一年生存率通常仅为20%和20-25%,可见PDT的疗效明显,高于外科手术。PDT后患者的容貌和器官功能都得到很好的保护。

5.胸膜间皮瘤 常规方法治疗胸膜间皮瘤效果很不理想。PDT与外科切除恰当结合,可明显提高疗效。Moskal[8] 报道40例,先进行外科切除,紧接着实施胸腔内的PDT。中位生存期和2年预估生存率分别是全组15个月和23%,I、II期组36个月和61%,III、IV期组10个月和0。对I、II期组,PDT与外科协同有效提高了生存结果;对III、IV期组,治疗方案和技术还有待改进。

6.肝癌 原发性肝癌是消化系统高发肿瘤,病程发展快,预后差。临床上约75%的患者在确诊时已属中晚期,不能行切除术,因此大部分的肝癌患者需接受介入治疗。但现有的介入疗法效果均不太理想。近年新推出的超声引导经皮介入PDT,可实现肝肿瘤的大体积灭活,安全有效,而且创伤小,痛苦小,反应轻、恢复快,易为患者所接受。曾超英[9] 报道70例,多为难以手术切除或经其他治疗无效的患者,除2例为小肝癌外,其余均为大肝癌。所有患者共进行170次PDT,无一例出现肝穿大出血、胆汁性腹膜炎、肝功能衰竭等严重并发症,首次PDT后存活期均达5个月以上。随访期1~5年,1、2、3年生存率分别为全组45.7%、21.4%、14.3%;连续3次以上治疗(治疗间歇期为30~40天)的28例为82%、50%、32%;肿瘤直径小于10cm且经连续2次以上治疗的15例为86.7%、53.3%、40%,存活期超过5年者已有3例。

7.鼻咽癌 鼻咽癌是头颈部常见恶性肿瘤,目前放疗为其首选方法。但仍有相当比例的患者放疗后出现癌复发或癌残留,此时已难以再次放疗或手术,PDT恰可作为最佳选择。孙振权[10] 报道191例,其中120例为放疗后复发,71例为放疗后残留。PDT后近期显著有效率为89.5%;随访期满5年的130例中,3年和5年生存率分别为44.6%和25.4%。延长了这部分患者的生存期,改善了他们的生存质量。 8.体表癌 PDT临床研究的开创性工作是从体表癌的治疗开始的。目前在皮肤基底细胞癌、鳞状细胞癌的治疗中已成为重要备选方法,治愈率可达90%以上,痊愈后外表可获得较好修复。对于早期阴茎癌或早期子宫颈癌,PDT是既能清除癌病灶又能保全生殖器官结构功能完整的最佳选择。对于乳腺癌切除术后皮下转移结节、肛周肿瘤扩大切除术后癌残留、爱滋病相关Kaposi肉瘤,PDT也是很好的选择。

四、PDT在癌前病变治疗上的研究进展 肿瘤防治强调"三早",即早发现,早诊断,早治疗。但由于种种原因,要做到三早是很困难的,因此近年来医学界倾向于在病变组织的癌前阶段就设法阻断其发展,而不要等长成肿瘤才进行治疗。这方面以Barrett 食管的治疗最为成功。Barrett 食管是发生在食管粘膜的一种癌前病变,患者常会有胸骨后灼痛的感觉,并可在纤维胃镜检查中发现。其中病变长度大于3cm者,属食管癌的高危群体,应视同早期食管癌,并予高度重视和积极治疗。这时,PDT以其选择性杀伤的独特优点,理所当然地成为首选方法。它既不会像一般药物治疗那样难以奏效,也不会像强激光烧灼那样容易造成过度损伤。Overholt[11] 报道100例,其中78例伴有重度异型增生,13例已发生浅表癌变。PDT实施于所有浅表癌变和重度异性增生病灶,以及52例Barrett粘膜。结果重度异性增生近期全部治愈,10例恶变病灶完全脱落,43例Barrett粘膜完全消失;随访时间4~84个月(平均19个月),经PDT已痊愈的病变粘膜疗效巩固。在48例未治疗的Barrett粘膜中,有11例又出现重度异性增生,需要补充治疗。在普通人群中,Barrett 食管的发生率很高,仅其中的重度患者数量就是食管癌患者数量的十几倍。如果这些患者能在基层医院里得到及时的胃镜下PDT治疗,并对其中伴有食管裂孔疝者进行适当的外科修补,就可以显著降低食管癌的发生率,意义重大。

五、PDT在良性疾病治疗上的研究进展 某些良性疾病的受损组织,也具有较强的摄取PDT药物的特性,从而为PDT的应用提供了可能性。这方面的最新进展包括:

1.老年性眼底黄斑病变 此病系眼底脉络膜血管异常增生,虽为良性病变,但发病率很高,对视力影响严重。新近推出的Visudyne-PDT[12],被认为是治疗此病的最有效方法,已通过三期临床试验,正在等待FDA认可。

2.鲜红斑痣 鲜红斑痣是表皮下毛细血管异常增生,为常见的皮肤良性病变,好发于女孩颜面部。PDT是治疗该病的最新方法之一,其突出优点是退色效果好,安全可靠,治疗后可完全恢复皮肤常态,疤痕发生率极低,也很少出现色素缺失或沉着的情况,美容效果很好。顾瑛[13] 报道1216例,治疗病灶1632个,异常红色明显消退至完全消退率为94%,不良愈合率仅为5%,随访2个月~9年,无1例复发,疗效优于现有其他治疗手段。

3.顽固性皮肤病 最近,国际上一些研究机构采用新一代PDT药物(比如ALA、Visudyne),对牛皮癣、红斑狼疮和某些病毒性皮损进行PDT的临床试验,取得很好结果,应用前景广阔。

六、PDT与常规方法相比有那些优点? 与手术、化疗、放疗等常规治疗手段相比,PDT具有许多重要优点: 1.创伤小 借助光纤、内窥镜和其他介入技术,可将激光引导到内腔进行PDT治疗,避免了开胸、开腹手术造成的创伤和痛苦。 2.毒性小 进入组织的PDT药物,只有达到一定浓度并受到足量光辐照,才会引发光化学反应杀伤细胞,人体未受到光辐照的部分,并不产生光化学反应,体内造血功能也不会受到影响。因此PDT没有化疗和放疗的严重毒性反应。 3.选择性好 PDT的主要攻击目标是光照区的病变组织,对病灶底部和周边的正常组织损伤轻微,这种选择性杀伤行为是其他常规手段所无法做到的。 4.抗癌谱广 PDT对不同细胞类型的癌组织同样有效,故对绝大多数肿瘤均适用,而化疗、放疗对不同细胞类型的癌组织有不同的敏感性,应用受到限制。 5.可重复治疗 癌细胞对光敏药物无耐药性,病人也不会因多次PDT而增加毒性反应,而化疗、放疗则由于耐药性、放射抗拒或毒性问题难以实施重复治疗。 6.可根治性治疗 对部分早期癌症(如体表肿瘤、口腔颌面部肿瘤、食管癌、胃癌、肺癌等)和多种癌前病变和许多良性病变可达到根治的目的。 7.可姑息性治疗 对晚期肿瘤患者,或因高龄、心肺肝肾功能不全、血友病而不能接受手术治疗的肿瘤患者,PDT是一种能有效减轻痛苦延长生命的姑息性治疗手段。 8.可协同手术提高疗效 对某些肿瘤,先进行外科切除,再施以PDT,可进一步消灭残留的癌细胞,减少复发机会;对另一些肿瘤,则先做 PDT,使肿瘤缩小后再切除,可提高手术的成功率,延长患者生存期。 9.可消灭隐性癌病灶 临床上有些肿瘤,如膀胱癌,在主病灶外有许多散在的肉眼看不见的微小癌巢,常规手段只能去除主病灶,对隐性癌巢无能为力,但用PDT,采取全膀胱充盈后表面照射的方法,可将所有病变一齐消灭。 10.可保护容貌及重要器官功能 对于颜面部皮肤癌、口腔癌、阴茎癌、宫颈癌、视网膜母细胞瘤等,应用PDT可在有效杀伤癌组织的情况下,尽可能减少发病器官上皮结构和胶原支架的损伤,使创面愈合后保持器官外形和功能的完整。

七、PDT有那些缺点?如何克服? PDT的临床效果与所用的光动力学药物关系很大。对于Photofrin-PDT,其主要缺点是杀伤深度较浅,原因是光的透射率较低和药的选择性较差。当我们用630nm波长激光进行表面照射时,在常规用药剂量和光照剂量条件下,一次治疗可实现约7mm厚的肿瘤杀伤,此时受到同样光照的正常组织几乎没有损伤[14]。这对于膀胱移行细胞癌这种侵犯深度很浅的肿瘤来说通常已经足够,但对于侵犯深度有可能超过此限的食管癌、支气管肺癌来说,就常常显得不足。若为提高杀伤深度而提高用药量或光照量,就不得不付出损伤正常组织的代价。目前通常采取的做法是,在光照两天后对病灶区进行清创和再次光照,并在一月后进行第二疗程PDT,或在可能条件下将光纤插入较厚的癌组织内布点照射[15]。PDT的另一缺点是给药后一定时间段内,患者有发生皮肤光过敏的可能,需要避免强光照射。对使用Photofrin的患者来说,避光期约为6周。近来,随着治疗波长为650nm、670nm、690nm、730nm的新一代PDT药物的研制成功,PDT的杀伤深度和杀伤效率可获成倍提高,选择性杀伤的优点也更加突出,而皮肤光敏副反应则明显减轻,避光期大为缩短,这将使PDT的临床适用性得到极大改善。

八、PDT的发展前景及其在肿瘤综合治疗中的地位 PDT是激光技术、光导技术、光信息处理技术、生物光化学技术和现代医学技术有机结合的产物,是肿瘤治疗的新技术。和任何一种交叉学科的新技术相同,PDT的发展和完善也高度依赖于相关学科的技术进步。十几年来,尽管该领域的研究在不断地深入和扩展,并一再显示出诱人前景,但由于第一代PDT药物Photofrin直到1996年才获得FDA批准,而对应的PDT设备直到最近才有小型实用的大功率半导体激光机推出,所以长时间以来,这项技术在医院里的应用并不普遍。近两年来,若干种第二代PDT药物和配套的新设备陆续完成二、三期临床试验,结果喜人,估计很快就能通过FDA,这将为PDT的推广创造极为有利的条件。目前,在欧美日等发达国家里,越来越多的医院开始把PDT作为常规治疗手段,临床研究不断趋于深入,应用日益广泛。由于恶性肿瘤具有浸润式快速生长,容易转移和复发等特点,故单靠一种治疗手段,要想根除肿瘤又兼顾患者的生存质量,往往是十分困难的。因此,不应当夸大任何一种治疗方法的作用,对常规手段是如此,对包括PDT在内的各种新技术也是如此。正确的做法是全面了解各种方法的优缺点,并根据治疗对象的不同,恰当地加以选择和综合运用现有各种肿瘤治疗技术,以实现最佳的治疗效果。应当说,PDT作为一项创新技术,有其突出优点,也有其缺点,如何发挥其作用,还有待人们的不断认识和反复实践。但目前至少可以说,它已经显示出广阔的应用前景。在许多情况下,它已经成为或正在成为肿瘤的主要治疗手段,在另一些情况下,它可作为肿瘤辅助治疗手段或姑息治疗手段。

参考文献
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