光动力疗法及其在胆管癌治疗中的应用

    作者：邵志坚 综述，薛平 审校    作者单位：1.广州市海珠区第一人民医院 普通外科，广州 510220；2.广州医学院第二附属医院 肝胆外科，广州 510260

    【摘要】  胆管癌是起源于胆管上皮细胞的恶性肿瘤，由于其解剖位置特殊，起病隐匿，确诊时往往已到晚期，失去根治性切除机会，预后极差，而胆管癌对放疗和化疗均不敏感，因此，有必要寻找一种新的疗效确切而毒副作用低的治疗方法。光动力疗法(photodynamic therapy，PDT) 是一种正在广泛开展中的治疗恶性肿瘤的新技术，国内应用光动力治疗胆管癌处于起步阶段，本文就光动力治疗胆管癌作一综述。

    【关键词】  胆管肿瘤；光动力治疗；综述文献

   1 胆管癌临床特点

    胆管癌是起源于胆管上皮细胞的恶性肿瘤，包括肝内和肝外胆管癌，由于其解剖位置特殊、起病隐匿，故早期诊断率很低，确诊时往往已到中晚期而失去根治性切除机会，预后极差，特别是肝门部胆管癌，真正达到根治者很少。

    胆管癌对化疗、放疗并不敏感，Sagawa等[1]认为胆管癌术后放疗对患者并无临床益处。Todoroki[2]认为化疗对显著提升胆管癌患者的生存率和生存质量并无帮助。外科治疗仍是治疗该病的最有效手段。可供选择的外科治疗方式有根治性切除术、扩大根治性切除、姑息性切除、原位肝移植术以及姑息性辅助治疗。黄志强[3]归纳认为：手术根治肝门部胆管癌只可能在那些早期发现和早期手术的患者，对大多数患者而言，更重要的是争取能达到更好的姑息性效果和更低的手术后并发症率，各种辅助性治疗值得进一步探索。而胆管癌发展缓慢、较少发生远处转移的特点也决定只要能够解除梗阻和有效预防感染就能够起到缓解症状延长生命的目的，因此本病的姑息性治疗与其他恶性疾病相比就更具有临床意义。

    2  光动力治疗（PDT）原理

    光动力疗法（photodynamic therapy）主要是基于“光敏药物”对肿瘤细胞及正常组织细胞有不同的亲和性，从而实现光敏剂的光生化反应选择性地在肿瘤组织内进行，起到杀死肿瘤细胞的作用。其基本原理是：光敏剂在各组织中的半衰期不同，经一段时间后可造成肿瘤组织中光敏剂的浓度高于其周围正常组织。在特定波长光的辐照共振激发下，基态光敏剂吸收光子后经短暂存在的激发单线态，转变成激发三线态光敏剂。激发态三线态光敏剂一方面作用于组织底物或氢原子或电子，其产物再与三重态氧分子作用形成各种氧化物；另一方面它直接将能量转移给氧，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，激发的单态氧活性是很高的，它们与生物分子中的氧化敏感基团作用导致其氧化失活，最终引起细胞死亡[4]，它是光动力作用诱导肿瘤坏死的主要损伤形式之一。PDT对肿瘤的杀伤机制主要有以下几种：①对微血管的破坏作用：可造成微血管破坏，激活血小板和炎性细胞，导致炎性因子的释放，引起血管收缩、血流停滞，造成组织水肿、缺血、低氧，从而杀伤肿瘤[5]。②诱导肿瘤细胞凋亡和坏死：被视为PDT产生疗效的重要机制。内源性PDT 能介导许多不同细胞系的凋亡[6]。有研究表明PDT引发的细胞凋亡以细胞色素C从线粒体快速释放、caspase-3活化[7-8]、染色质浓缩为特征[9-10]。③免疫反应：PDT可引起组织内TNF、IL21B、IL22增加，可能引起局部巨噬细胞发生吞噬反应[11]。

    3  PDT临床应用价值及安全性

    近年来，PDT 的临床研究取得一系列进展，国内外有大量报道对失去手术机会或难治性的肿瘤，如食道癌[12-13]、肝癌[14]、胃癌[15-16]、大肠癌[17]、胰腺癌[18]等二十多种肿瘤尤其是消化道肿瘤取得良好疗效。

    PDT系冷光化学反应，无组织发热，不会破坏胶原、弹力纤维等结缔组织，因此不象热激光或手术那样，会对组织基本结构的完整性造成破坏[19]。朱青等[20]以光纤输出功率300 mW及350 mW的波长632.8 nm的He-Ne激光插入法照射狗肝脏0.5 cm深度，分别照射12和15 min，照光后15 d后病理见肝实质区点状炎性细胞浸润，几片灶性细胞坏死(轻度损伤)，提示血卟啉光动力学疗法对正常肝脏的损伤较少。罗荣辉等[21]在应用PDT干预H22肝癌荷瘤裸鼠实验中鼠治疗24 h、72 h、5 d、7 d、15 d后分别取心、肝、肺、脾、肾组织病理切片观察均未发现有病理改变。曾超英等[14]以PDT治疗肝癌，仅有18%患者出现谷草、谷丙转氨酶及胆红素轻度升高，1~5年随访无远期副作用，亦显示出PDT的安全性。Wiedmann等[22]总结 PDT治疗肝门部胆管癌是一个低危险性的过程。

    4  PDT治疗胆管癌的应用

    基于胆管癌尤其是肝门部胆管癌的生物学特性和手术预后不甚理想，延长生存期、改善胆汁淤积、提高生活质量成为各种辅助或姑息治疗的共同目标，国外的一些动物实验、临床随机试验和临床应用经验证明了PDT有令人鼓舞的疗效。

    Wong等[23]用HpD和二氢卟酚e6作光敏剂采用腹腔给药方式，PDT干预人胆管癌荷瘤裸鼠的实验中，肿瘤体积均受到抑制，与单纯激光照射对照组间差异有统计学意义（P＜0.001）。Witzigmann等[24]总结184例肝门部胆管癌患者的治疗中，采用PDT+胆道支架引流作姑息治疗的效果优于单纯胆道支架引流，生存期中位数及血清胆红素差异有统计学意义（P＜0.05），生活质量状态Karnofsky指数差异有统计学意义（P＜0.01），与R1、R2切除效果相当。Zoepf等[25]应用随机分组试验治疗32例不能手术的胆管癌，PDT组较内镜支架植入组在减轻胆汁淤积、提高生活质量、延长生存期方面显示出令人惊讶的效果，生存期中位数分别为21个月和7个月，认为PDT有可能完全改变目前胆管癌的姑息治疗。Shim CS等[26]报道采用经皮肝穿刺胆管引流（PTBD）后经皮胆管镜HpD-PDT治疗24例肝门部胆管癌，注射光敏剂后48 h激光照射，3个月后经内镜超声测量肿瘤厚度由（8.7±3.7）mm降至）（5.8±2.0）mm（P＜0.01），生活质量显著改善，Karnofsky指数由（39.1±11.36）升至（58.2±22.72）（P=0.003），平均存活时间由现时的62~810 d升至（558±178.8）d。Harewood GC等[27]应用ERCP下PDT治疗8例BismuthⅢ、Ⅳ型的胆管癌患者，8例患者共接受19次PDT，1~5次/人，生存期中位数为276 d，较目前公开的以胆管支架引流的45~127 d延长。Cheon YK等[28]对20例不能切除的肝门部胆管癌患者采用经内镜支架引流和经皮胆管镜PDT+外引流，1年存活率分别为28%和52%（P＜0.05），平均存活时间为288 d和588 d（P=0.0143）。Ortner[29]报道对21例内镜支架引流无效的Bismuth Ⅲ、Ⅳ型的胆管癌患者应用HpD-PDT治疗，血清胆红素由单独支架引流的（201.26±189.25）mmol/L降至（78.27±68.87）mmol/L（P=0.0051），Karnofsky指数由49.04±28.79升至78.25±19.01（P=0.003），6个月存活期达95%。其所做的研究也表明PDT对人胆管癌荷瘤裸鼠有疗效[30]。

    5  PDT的一些新认识

    PDT 临床上取得令人鼓舞的疗效，但复发现象也难以避免地出现在病程晚期，目前国内外都在探索如何进一步提高PDT 治疗肿瘤的疗效，了解PDT 后肿瘤组织当中包含基因、蛋白、细胞方面的变化而寻求相应措施增强PDT 疗效是目前的研究热点[31]。在国外，有研究发现 PDT 治疗后肿瘤细胞、组织的血管内皮生长因子(VEGF)、基质金属蛋白酶(MMPS)、环氧化酶-2(COX-2)[32]等促进肿瘤生长的基因、蛋白表达上调，诱导肿瘤组织重建与血管新生。其中COX-2更是日益受到重视。美国 Ferrario等[33]研究发现鼠RIF 肿瘤细胞及移植瘤组织经PDT 处理后COX-2 mRNA、COX-2蛋白持续显著上调，前列腺素E2（PGE-2）含量增加，采用COX-2特异抑制剂抑制NS-398干预后此上调受到阻断，荷瘤鼠的肿瘤体积较单纯PDT 处理更明显缩小、生存期延长。Makowski等人通过PDT 处理结肠癌C-26 细胞和荷瘤裸鼠后利用cDNA微阵列技术发现与氧化应激相关的140种常见基因中有5种显著上调，包括COX-2[32]，COX-2特异抑制剂能予阻断，从而提出PDT后残存肿瘤细胞通过启动“拯救响应”来对抗凋亡与坏死。因此我们课题组正开展在已有研究的基础上针对胆管癌经PDT治疗后一些相关肿瘤应激基因的上调进行阻断以提高PDT疗效的研究。

    6  结语

    光动力治疗是一种新型治疗方法，但目前仍有很多问题需进一步研究，基础研究方面如杀伤肿瘤机制、新型光敏剂的开发，临床应用方面如光敏剂的选择、激光治疗的参数、治疗的方案及并发症等。PDT由于其自身的特点和优势目前已得到越来越广泛的应用，随着新光敏剂的不断开发，对PDT机制及影响因素的深入了解和治疗方案的不断完善，PDT会为肿瘤的临床治疗发挥更好的作用。

【参考文献】[1] Sagawa N， Kondo S， Morikawa T， et al. Effectiveness of radiation therapy after surgery for hilar cholangiocarcinoma[J]. Surg Today，2005，5(7)：548-552.

[2] Todoroki T. Chemotherapy for bile duct carcinoma in the light of adjuvant chemotherapy to surgery[J]. Hepatogastroenterology， 2000，47(33)：644-649.

[3] 黄志强. 肝门部胆管癌外科治疗——效果有待提高[J]. 临床外科杂志，2006，14(2)：65-66.

[4] Juri G， et al. Porphyry sensitized photoreactions and their use in phototherapy of cancer[J]. Med Biol Eviron，1980，8：139.

[5] Webber J， HermanM， Kessel D， et al. Photodynamic treatment of neoplastic lesions of the gastrointestinal tract. Recent advances in techniques and results[J]. Langenbecks Arch Surg，2000，385(4)：299-304.

[6] Almeida RD， Manadas BJ， Carvalho AP， et al. Intracellular signaling mechanisms in photodynamic therapy[J]. Biochem Biophys Acta，2004，1704(2)：59.

[7] Varnes ME， Chiu SM， Xue LY， et al. Photodynamic therapy-induced apoptosis in lymphoma cells：translocation of cytochrome causes inhibition of respiration as well as caspase activation[J]. Biochem Biophys Res Commun，1999，255(3)：673-679.

[8] Cohen GM.Caspases： the executioners of apoptosis[J]. Biochem， 1997，326(Pt1)：1-16.

[9] Chen JY， Mak NK， Yow CM， et al. The binding characteristics and intracellular localization of temoporfin(mTHPC) in myeloid leukemia cells： phototoxicity and mitochondrial damage [J]. Photochem Photobiol，2000，72(4)：541-547.

[10] Chiu S， Evans HH， Lam M， et al. Phthalocyanine 4 photodynamic therapy-induced apoptosis of mouse L5178Y-R cells results from a delayed but extensive release of cytochrome from mitochondria[J]. Cancer Lett，2001，165(1)：51-58.

[11] Kubba AK. Role of photodynamic therapy in management of gastrointestinal cancer[J]. Digestion，1999，60(1)：1-10.

[12] Luketich JD， Christie NA， Buenaventura PO， et al. Endoscopic photodynamic therapy for obstructing esophageal cancer∶77 cases over a 2-year period[J]. Surg Endosc，2000，14(7)：653.

[13] Barr H， Kendall C， Stone N. Photodynamic therapy for esophageal cancer：a useful and realistic option[J]. Technol Cancer Res Treat，2003，2(1)：65-76.

[14] 曾超英，杨栋，黄萍，等. 光动力治疗肝癌远期疗效及影响因素探讨[J]. 中国激光医学杂志，2000，9(3)：146-149.

[15] Kasugai T. Endoscopic treatment for gastric tumors：Long-term prognosis[C]. 48th Meet Japanese Research Society for Gastric Cancer，Nagoya，1997.

[16] Nakamura H， Yanai H， Nishikawa J， et al. Experience with photodynamic therapy (endoscopic laser therapy) for the treatment of early gastric cancer[J]. Hepatogastroenterology，2001，48(42)：1599-1603.

[17] Webber J， Fromm D. Photodynamic therapy for carcinoma in situ of the anus[J]. Arch Surg，2004，139(3)：259-261.

[18] Bown SG， Rogowska AZ， Whitelaw DE. Photodynamic therapy for cancer of the pancreas[J]. Gut，2002，50(4)：549-557.

[19] Sibata CH， Colussi VC， Oleinick NL， et al. Photodynamic therapy in oncology[J]. Expert Opin Pharmacother，2001，2(6)：917-927.

[20] 朱青，张慧国，施虹敏，等. 光动力学治疗对正常狗肝脏的损伤 [J]. 应用激光，2001，21(2)：124-126.

[21] 罗荣辉，薛协召，党玉敬，等. 光动力疗法对荷瘤鼠杀伤作用的组织形态学实验研究[J]. 激光医学，2003，24(2)：84-85.

[22] Wiedmann M， Caca K， Berr F， et al. Neoadjuvant photodynamic therapy as a new approach to treating hilar cholangiocarcinoma：a phase Ⅱ pilot study[J]. Cancer，2003，97(11)：2783-2790.

[23] Wong K， Song LM， Wang KK， et al. Mono-L-aspartyl chlorin e6 (NPe6) and hematoporphyrin derivative (HpD) in photodynamic therapy administered to a human cholangiocarcinoma model[J]. Cancer，1998，82(2)：421-427.

[24] Witzigmann H， Berr F， Ringel U， et al. Surgical and palliative management and outcome in 184 patients with hilar cholangiocarcinoma： palliative photodynamic therapy plus stetting is comparable to r1/r2 resection[J]. Ann Surg，2006，244(2)：230-239.

[25] Zoepf T， Jakobs R， Arnold JC， et al. Palliation of nonresectable bile duct cancer： improved survival after photodynamic therapy[J]. Am Gastroenterol，2005，100(11)：2426-2430.

[26] Shim CS， Cheon YK， Cha SW， et al. Prospective study of the effectiveness of percutaneous transhepatic photodynamic therapy for advanced bile duct cancer and the role of intraductal ultrasonography in response assessment[J]. Endoscopy，2005，37(5)：425-433.

[27] Harewood GC， Baron TH， Rumalla A， et al. Pilot study to assess patient outcomes following endoscopic application of photodynamic therapy for advanced cholangiocarcinoma[J]. Gastroenterol Hepatol，2005，20(3)：415-420.

[28] Cheon YK， Cho YD， Baek SH， et al. Comparison of survival of advanced hilar cholangiocarcinoma after biliary drainage alone versus photodynamic therapy with external drainage[J]. Korean Gastroenterol，2004，44(5)：280-287.

[29] Ortner M. Photodynamic therapy for cholangiocarcinoma[J]. Hepatobiliary Pancreat Surg，2001，8(2)：137-139.

[30] 邵志坚，薛平，卢海武. 光动力治疗人胆管癌细胞荷瘤裸鼠的实验研究[J]. 肝胆胰外科杂志，2007，19(5)：285-287.

[31] Gomer CJ， Ferrario A， Luna M. Photodynamic therapy： combined modality approaches targeting the tumor microenvironment [J]. Lasers Surg Med，2006，38(5)：516-521.

[32] Makowski M， Grzela T， Niderla J， et al. Inhibition of cyclooxygenase-2 indirectly potentiates antitumor effects of photodynamic therapy in mice[J]. Clin Cancer Res，2003，9(14)：5417-5422.

[33] Angela Ferrario， Karl von Tiehl， Sam Wong， et al. Cyclooxygenase-2 inhibitor treatment enhances photodynamic therapy-mediated tumor response[J]. Cancer Res，2002，62(14)：3956-3961.