光敏剂
(一)第一代光敏剂
HpD 是由 8 种组分组成的混合制剂,其有效成分主要是双血卟啉醚或酯 (Dihaematoporphyrin ethers and
esters , DHE) ,约占药物总量的 20~30% 左右。尽管 HpD 从 70
年代末在世界各地被广泛用于肿瘤的光动力诊断和治疗,但在国外一直没有被注册上市。 80 年代研制的光敏素 Ⅱ ( Photofrin Ⅱ)
是 HpD 二期精制、提纯以后的产物, DHE 等有效成分的含量在 80% 以上。 1993 年,光敏素 Ⅱ 由加拿大 QLT 公司(
Quadra Logic Technologies Phototherapeutics Inc )正式投产,商品名为卟非姆钠(
Porfimer Sodium )。 1994 至 1997
年该药已先后在美国、加拿大、法国、日本、荷兰、意大利、西班牙和德国等国注册上市。随后, 部分国家也生产了 光敏素 Ⅱ类 制剂 ,
商品有光卟啉( Photofrin , 美国 )、光疗素( Photosan , 德国 ),光灵素( Photogem , 俄罗斯 )和
haematodrex(比利时) 等等。
80 年代我国先后有三种临床试用的混合卟啉制剂,即癌卟啉( HpD ,北京)、癌光啉( PsD-007 ,上海)和光卟啉( HpD
,扬州),其中北京 HpD 已获得国家新药实验批准文号,商品名为血卟啉钠。国产 HpD 制剂中 DHE 等有效成分的含量在 25%
左右;癌光啉制剂中光敏活性成分的含量在 80% 以上,与卟非姆钠近似。
以 HPD 为代表的混合卟啉类光敏剂属于第一代光敏剂,它们的组分复杂,各种成分在光动力损伤中的作用至今也未弄清,占药物总量 20~80%
以上的非活性成分不仅不能对病变的靶组织产生有效的光动力损伤作用,反而成为导致正常组织发生光敏反应的祸首。因此,第一代光敏剂的组织选择性和光动力损伤强度的稳定性都很差,并且容易引起皮肤光过敏反应,避光时间长。此外,混合卟啉类光敏剂的吸收光谱在红光部分的吸收带很弱,不能很好地吸收红光,治疗深度不够,也影响其临床疗效。
(二)第二代光敏剂
八十年代以后,第二代光敏剂的开发研究发展迅速,在光敏活性、吸收光谱和组织选择性方面比第一代光敏剂有很大改进。第二代光敏剂都是单体化合物,大多为卟啉类化合物的衍生物,包括卟啉、卟吩、红紫素、内源性卟啉等,其它还有金属酞菁、稠环醌类化合物等。许多第二代光敏剂经过多年的发展已经比较成熟,有些正在进行临床实验,其商品化和临床应用前景非常乐观。
1. 国外研究
( 1 )苯卟啉衍生物单环酸 A (BPD-MA)
BPD-MA 是目前唯一被批准应用于临床的第二代光敏剂。它是由加拿大 的 QLT 公司开发的,于 2000 年被美国食品与药物管理局(
FDA )批准试用于肿瘤和视网膜黄斑变性的临床治疗。 BPD-MA 的优点是能用于治疗人体内位置更深且更大的肿瘤组织;
在靶组织处快速集中,在正常组织处快速清除,药物进入 5分钟后即可进行光照,而不象用 HpD
那样要有两天等待时间;由于吸收快,清除也快,使对皮肤的光过敏性时间缩短为一天,而 HpD 要持续几周。但由于 BPD-MA
是源自天然产物的半合成产物,合成过程也比较复杂,总体产率很低,故原料合成的成本很高,同时其成品药物 Verteporfin
的制剂成本也非常高,所以一支含有 15 毫克有效成分的 Verteporfin
市场售价要一千美元左右,这就极大限制了其临床应用。目前该药还未在我国注册上市。
( 2 ) 5 -氨基酮戊酸( 5-aminolevulinic acid, 5-ALA )
5-ALA 是一种内源性光敏剂,其本身不具有光敏活性,它是从甘氨酸合成原卟啉 IX ( Protoporphyrin Ⅸ, Pp
Ⅸ),进而转化成亚铁血红素过程中的一种中间产物。 Pp IX 有很强的光敏活性,因为是细胞的正常成份,其毒性低,代谢快,避光时间只需
1~2 天 PpIX 可在很多肿瘤细胞内选择性聚集,在胃肠道肿瘤内比周围组织浓度高 8~15 倍,在皮肤乳腺肿瘤内比周围正常组织高 10
倍左右。 635nm 波长为 5-ALA 的最佳激发波长。自 Kennedy 等人1990年将 5-ALA-PDT
试用于临床以来,它在临床上治疗皮肤癌、食管癌、胃肠道肿、膀胱癌及肺癌的效果越来越得到肯定,逐步成为研究热点。
( 3 ) 间 - 四羟基二氢卟吩( m-THPC )
m-THPC 的单态氧产率高,在 652nm 和 514nm 的光敏化杀伤作用分别是 HpD 及 Photofrin Ⅱ的 100 倍和
10 倍, m-THPC 的肿瘤选择性高,经肿瘤组织选择性摄取后,浓度可达正常组织的 14 倍。此外, m-THPC
在体内代谢快、副作用小,皮肤光敏性低,只需避光 10 天左右。 m-THPC
对胸膜瘤、弥漫性间皮瘤、口腔肿瘤、结肠及直肠癌均有良好疗效,并可以有效预防恶性肿瘤的复发。
( 4 ) 二氢卟吩 e 6 (Chlorin e 6 )
二氢卟吩 e 6 (Chlorin e 6 ) 属叶绿素类新光敏剂,经化学处理后可得到单天冬氨酰基二氢卟吩(
monoaspartyl-chlorin e 6 , Npe 6 ),后者在体内存留时间短,清除快,在波长 664nm
处有一强吸收峰,几乎不引起皮肤光敏副作用,现已进入二期临床试用。
( 5 ) 红紫素( purpurins )类光敏剂
红紫素亦属于叶绿素类光敏剂,它是一个家族,较有代表性的有初红紫素( ET 2 )、八乙基红紫素( NT 2
)等。在有些红紫素大环中加一个金属原子形成金属红紫素如含锡的、锡原红紫素( SnEF 2 ),锡八乙基红紫素( SnNT 2
)等。它们多在 650~700nm 处有一强吸收峰。红紫素不溶于水,可用脂质体、油乳剂或其它包裹复合物的形式输入体内。
美国对 SnET 2 进行Ⅰ/Ⅱ期临床试用发现,皮肤光敏副反应轻,无全身反应。 Kaplan 等人用 SnET 2
治疗皮肤转移癌,并进行了疗效观察,照射波长为 664nm ,结果表明 SnET 2 -PDT 对皮肤晚期转移癌是一种有效疗法。
2. 国内研究
目前国内正在开发的具有独立知识产权的第二代光敏剂主要有血卟啉单甲醚、竹红菌素类等。
( 1 )血卟啉单甲醚
上海第二军医大学研制的血卟啉单甲醚( Hematoporphyrin monomethyl ether, HMME
)是一种单体卟啉,化学纯度可达 99.8% ,在体内排泄快,对肿瘤细胞的体外光敏杀伤效率与国外的第二代光敏剂 ALA 和 BPD-MA
相似。临床结果显示,血卟啉单甲醚的组织选择性好,疗效稳定,避光时间短,是一种较好的光敏剂。
( 2 )竹红菌素
竹红菌素是我国特产的天然光敏物质。竹红菌素类化合物分离纯化相对简单、结构明确、光毒性强而暗毒性低,结构修饰和改性相对容易。
激发光源和辅助设备
(一)光动力疗法对激光器的要求
在理论上相干光和非相干光都可以用于荧光诊断和光动力疗法,但由于非相干光强度低,单色性差,光导纤维耦合效率低,目前临床上均采用激光作为激发光源。
荧光诊断一般采用短波长激光,如长波紫外光和绿光。光动力治疗对激发光源的要求: ① 激光波长在 450~1000nm
之间,治疗表浅病变一般选用绿光和黄光,治疗深部病变或瘤体较大的肿瘤多选择红光和近红外光; ②
激光波长应与所选用的光敏剂吸收峰有最大限度的重叠; ③由于 PDT
需要大光斑照射或多光路输出,照射持续时间长,激光器应具有较大的输出功率和稳定的工作性能。
临床荧光诊断和光动力疗法中常用的激光器: ① He-Cd激光器, 波长 441.6nm ,连续输出,可作为诊断光源; ② N 2
激光器,波长 337.1nm ,脉冲输出,是较为常用的诊断光源; ③ Ar+激光器, 波长 488.0~514.5nm
,连续输出,既可作为诊断光源,也可作为治疗光源; ④ Kr+激光器, 波长 406.7~415.4nm ,是一种理想诊断光源; ⑤
He-Ne激光器, 波长 623.8nm ,可作为治疗光源,输出功率较低; ⑥ Ar+ 泵浦染料激光器,中心输出波长为
630~640nm ,是较好的治疗光源; ⑦ 铜蒸汽泵浦染料激光器,输出的 510nm 波长可兼作诊断和治疗光源,输出的 630nm
波长可作为治疗光源; ⑧ 金蒸汽激光器,波长 627.8nm ,可作为治疗光源; ⑨ 铜蒸汽激光器,波长 510.4 和 578.2nm
,可作为治疗光源; ⑩ KTP 激光器,波长 530nm ,可作为治疗光源。
(三)存在的问题
目前,国内激发光源及辅助设备还不能完全满足临床光动力疗法的需要。
( 1 ) 激光器
氦氖激光器功率太小; Ar+激光器、 KTP 激光器 和 铜蒸汽激光器的治疗深度浅,不满足肿瘤治疗的需要 ;
金蒸汽激光器的运行成本高,体积太大,操作复杂,稳定性也较差;染料激光器的转换效率仅为 20~30% 左右,如果输出 1~2W
的治疗光,转换前的输出功率就要达到 10~15W 以上,激光器在如此高负荷条件下运行很容易发生故障。
国外进口的半导体激光器是理想的的激光光源,体积小,效率高及使用方便,输出功率最大可达 2
瓦,基本上满足了临床的需要,是国外肿瘤光动力治疗的首选光源。为光动力疗法的普及和发展奠定了坚实的基础。国内由于技术原因尚不能生产出此类激光器。
( 2 )辅助设备
治疗部位的光剂量监测还缺乏科学的测定仪器;现有的激光功率计只能测定激光束一个平面上的功率,但组织的受光面多是曲面而非平面;对球形等特殊弥散光导纤维的光剂量监测还只能靠医生的经验判断。
点击数: