光動力作用首先須有受作用的物質,即基質。可以是正常或異常的結構中的一些主要生物物質,也可以是細胞代謝產物甚至氧化形成的毒性物質;主要是蛋白質、酶和核酸等生物大分子及其組成的胺基酸和鹼基等。對光動力作用敏感的是蛋白質的側鏈二硫鍵,而核酸內則以鳥嘌呤最敏感,胺基酸中則以芳香胺基酸敏感。可是胺基酸內只有色氨酸、酪氨酸、組氨酸、蛋氨酸及半胱氨酸等才是對光動力作用敏感的物質。
光動力作用(photodynamic action)亦稱光力學作用,是指生物體內同時具有氧和色素時,在可見光(該色素的吸收光)的照射下,生物體內分子產生的氧化作用。常用的色素是甲基藍和莢氮蒽等,它們能使核酸和蛋白質受到損傷。一般認為,這主要是由於鳥便嘌呤和組氨酸容易受傷所致,但其詳細過程還不十分清楚。現在由於有了可利用的比紫外線穿透力更強的可見光,只要用適宜的色素將生物組織塊染色,用強的細雷射光束照射,就能使所注意的靶的物質很有選擇性的失活,這是很有利用前途的方法。據說,一部分皮膚癌可能是由於日光的動力作用造成的。
臨床套用的光敏劑應該是無毒的,能選擇性地集中在癌組織中,並能被穿透組織能力強的光(600nm-800nm)所激發。要求光敏劑不但其光化作用光譜波較長,而且能進入細胞與細胞的光敏基質緊密結合。儘管已經研究了上千種不同類型的光敏化劑,但迄今臨床光動力治癌用的藥物,在國內外還是20世紀60年代初研製的血卟啉衍生物HpD和80年代初研製的光敏素Ⅱ(PhotofrinⅡ,商品名PorfimerSodium)。國內有代表性的光敏劑主要有:上海復旦張江生物醫藥股份有限公司研發生產的艾拉(5-ALA,外用鹽酸氨酮戊酸散)、海姆泊芬(Hemoporfin)。
與手術、化療、放療等常規治療手段相比,光動力治療具有許多重要的優點:
★療效確切:由於治療過程基於較強的藥物定位效應,光化學作用可以在630nm雷射照射時自動產生於所有腫瘤和癌變細胞,並能同時增強機體
免疫系統對腫瘤的抵抗力,所以治療徹底、復發率低,對多數早期癌症可達到根治目的。
★創傷小:藉助光纖、內窺鏡、彩色B超和其他介入技術,可將雷射引導到病變組織進行治療,避免了開胸、開腹手術造成的創傷和痛苦。
★毒性小:進入組織的光動力藥物,只有達到一定濃度並受到足量光輻射,才會引發光毒反應殺傷腫瘤細胞。人體未受到光輻照的部分,並不產生光毒反應,故體內造血功能、免疫功能、各臟器功能均不會受到影響。因此沒有放療、化療的嚴重毒性反應。
★選擇性好:光動力療法主要攻擊目標是光照區的病變組織,對病灶周邊的正常組織損傷輕微並可修復,這種選擇性殺傷作用是其他常規手段所不具備的。
★適用性好:光動力療法對不同細胞類型的癌組織同樣有效,適應範圍廣;而化療、放療對不同細胞類型的癌組織有不同的敏感性,套用受到限制。
★可重複治療:由於光敏劑本身無毒性,癌細胞對光敏藥物無耐藥性,因此,光動力療法可以反覆多次使用。
★可姑息治療:對晚期腫瘤患者或高齡、心肺功能不全、血友病而不能接受手術、放療、化療治療的腫瘤患者,光動力療法是一種能有效減輕痛苦、延長生命的姑息性治療手段。
★可協同其他療法靈活運用:由於光動力療法不受其他治療方法的限制,它可以完全獨立使用,也可以與手術、放療、化療等療法聯合套用,組成更有效的綜合治療方案。
★對隱匿性多發性腫瘤有特效:如移行性膀胱癌,多為散為隱匿病灶,手術難以根治,復發率高,因此PDT可有效降低復發率。
★可保護容貌及重要器官的功能:對皮膚癌、口腔癌、陰莖癌、喉癌、宮頸癌等既可有效殺傷癌組織,又可使創面癒合後保持器官外形和功能的完整。
光動力療法,在尖銳濕疣治療方面,已經有成熟的標準化治療方案形成的三階段療法,在鮮紅斑痣治療方面,海姆泊芬已經獲得藥品生產許可證並進入試生產階段,預計將在2015年上半年上市藥品生產許可證並進入試生產階段,預計將在2015年上半年上市銷售藥品生產許可證並進入試生產階段,預計將在2015年上半年上市銷售。
迄今為止PHOTOFRIN光動力療法已成功用於治療各種體表、口腔頜面部及腔內腫瘤,特別是皮膚基底細胞癌、鱗狀細胞癌、陰莖癌、子宮頸癌、乳腺癌、舌癌、唇癌、喉癌、食道癌、胃癌、直腸癌,還可以通過B超或CT引導介入或直視手術條件下治療肝癌、胰腺癌、腎癌、周圍型肺癌。另外還可用於癌前病變和良性疾病如Barrett食管、鮮紅斑痣、牛皮癬、紅斑狼瘡、老年性眼底黃斑等。它既可單獨使用,使早期癌症得到根治,也可以配合手術、放療、化療、生物治療等其他綜合治療手段,對晚期腫瘤病人進行姑息治療,延長病人生存期和提高生存質量。
醫學臨床和實踐中,皮膚科醫生方便使用簡稱艾拉或光動力,實指:艾拉光動力(ALA-PDT)、艾拉光動力技術、艾拉光動力療法、光動力技術、光動力療法、光動力療法、光動力學療法、光動力綜合療法、光動力滲透療法。