光动力疗法在兽医临床的应用
摘要：
光动力疗法始于上世纪七十年代，是利用光、光敏剂和氧之间产生的光敏反应来杀伤异常细胞的一种创新疗法，被誉为继手术、放疗和化疗之后的第四种抗肿瘤疗法。对多种浅表的上皮性肿瘤有效，对鳞状细胞癌的疗效尤佳。除肿瘤之外，也可用于多种慢性皮肤疾病。
关键词：光动力，光敏剂，兽医，犬，猫，肿瘤
简介
1.定义
光动力疗法原称光辐射疗法、光化学疗法，是利用光动力反应来治疗疾病的一种新技术。而光动力反应是由可见光、近红外光或紫外光所驱动的，通过生物组织中激发态光敏物质的退激而引发的一系列物理、化学和生物学过程[1]。
2.特性
光动力疗法最突出的优点是其组织选择性好，即在光照区域内能够瞄准靶组织和靶细胞（如癌细胞），而最大限度减少正常组织的损伤。正是因为它的这个优点，符合了当代医学微创和靶向性的发展趋势，使得医生和患者趋之若鹜。另外，光动力还具有以下优点：损伤微血管组织的作用强，无明显的全身不良反应等。
3. 人医使用历史
1974-1975年，美国人Tomas Dougherty首次在乳腺癌、鳞状细胞癌、子宫癌等患者体内应用光敏剂二聚血卟啉并结合红光照射，发现大部分的肿瘤出现了不同程度的缓解，从而开创了肿瘤光动力治疗的先河。经过近40年的发展，光动力疗法在全球展现了蓬勃的生机，目前已经在美国、英国、德国、日本、韩国等几十个国家开展。而我国也于1981年开始了光动力疗法的临床实践。
4. 兽医使用历史
虽然在人医临床多面开花，但遗憾的是光动力疗法在兽医临床并没有得到足够的重视，20年来一直徘徊在肿瘤治疗的边缘。即便如此，仍有多项研究证实其治疗猫常发的鳞状细胞癌具有良好的效果[2]。
因为光动力药品和仪器昂贵的价格，全新的理念和技术，很多兽医还没有机会接触到光动力疗法，这是国内兽医临床的一项空白。北京美联众合爱康动物医院引进了全套光动力设备，期冀为动物提供多样的治疗选择，成为了国内首家提供光动力治疗的动物医院。
本篇综述将从光动力疗法的原理、操作方法、适应症和疗效、以及前景展望等各方面来介绍光动力疗法在兽医临床的应用。
原理机制
以下将介绍参与光动力反应的成分，以及光动力反应是如何发生的。
1. 光敏剂在体内的分布
光敏剂和某些病变组织细胞的亲和力较高，会在其中蓄积。机制尚不明确。这些病变组织包括：实体恶性肿瘤、某些癌前病变和良性病变[1]。给肿瘤小鼠注射同位素标记的光敏剂喜泊分，1小时后肿瘤组织中的含量高于肌肉和骨等，但低于血液，而72小时后肿瘤组织是除了肺和肝之外光敏剂含量最高的组织[1]。所以如果选择了合适的时间间隔去照射，会达到杀伤肿瘤和保护正常组织之间的最佳平衡。而且，光敏剂在分布不密集、胞浆多、核酸多、血液供应好的大细胞中更容易富集[1]，因而对此类病变组织的杀伤力更大。
2. 光动力反应
光敏剂接受相应波长的光照，吸收光子能量由基态变成三重态，这时可发生以下两种形式的反应：一是形成自由基或自由基离子，同氧作用后产生氧化产物去损伤周围细胞；二是将能量转移至分子氧，形成单重态氧，氧化相邻癌细胞的多种生物大分子，对其细胞膜、线粒体、溶酶体等亚细胞结构造成不可逆的损伤，最终导致癌细胞死亡[1]。
3. 光动力反应的三要素
光敏剂、光源和氧气是光动力反应的三要素，缺一不可。改变其中之一，都将改变光动力反应的效果。
a. 光敏剂
光敏剂可全身给药（如口服、静脉注射）或局部给药，各有利弊。前者会使光敏剂在病灶中的分布更均匀，但是需要避光一个月，以免出现皮肤光敏反应。后者无全身不良反应，但是药物无法扩散到病灶的深部。兽医临床使用的主要光敏剂有HPPH，EtNBS，AlPcS4，mTHPC，ZnPcS4和5-ALA[2]，其中5-ALA因静脉注射会产生肝毒性而只采取局部给药。
b. 光源
通常使用激光作为光源，因为它可以提供高强度的单一波长的光照。早期常用染料激光器，但因其体积大、价格高等缺点，已被便携式二极管激光器和半导体激光机所取代。也有一些研究使用了非激光光源，如发光二极管[2]，也获得了不错的效果。
c. 氧气
光动力疗法必须在有氧的条件下，氧含量与临床疗效呈现正相关关系。光动力疗法对缺氧的肿瘤组织效果差 [3]。
操作方法
光动力疗法的剂量包括光敏药剂量和光照射剂量两个部分。
1. 光敏药剂量
兽医常用光敏药的静脉注射剂量如下：HPPH0.3mg/kg，EtNBS 2-2.5mg/kg，AlPcS41-2mg/kg。
2. 光照射剂量
某个病灶的光照射剂量取决于所选的能量密度和病灶面积，兽医常用的能量密度为50-200J/cm2[4]。确定了光照射剂量后，需要根据病患的实际情况确定功率和照射时间两个参数。功率密度与疗效相关，研究表明较低的功率密度（＜125mW/ cm2）能获得更好的疗效，可能的原因是微血管损伤小，或者是氧分子消耗慢[4]。但是，当使用低功率密度时，照射时间必定会延长，对于全麻的动物而言，麻醉时间也是一项需要考虑的安全因素。
3. 照射方式
体表、口腔和眼等部位的肿瘤可以直接进行照射，体内管腔器官如呼吸道、消化道和泌尿道等可以协同内窥镜进行照射，骨肿瘤和脑肿瘤可以通过手术暴露后进行照射。此外还可以采用影像学引导的介入性方法对特殊部位进行照射。
4. 全身麻醉和镇痛
一般需要全身麻醉来保证动物在治疗中的静止状态。术后可以使用抗炎药物来缓解疼痛，如吡罗昔康，地塞米松等[5]。
5. 不良反应和处理
肝毒性罕见，无肾毒性，可能出现皮肤光敏反应，症状包括：充血，水肿，发绀和瘙痒[5]。根据不良反应的程度，可酌情使用全身性抗炎和抗菌药物。
6. 康复过程
治疗部位将出现水肿、渗出，最后结痂，几周后结痂将脱落。其下的皮肤和黏膜将会重新再生。通常皮肤将保持无毛和较薄的状态长达几个月，并逐渐恢复正常。
应用和疗效
以下将分别从人医和兽医临床两个领域来介绍光动力疗法的应用。
1. 光动力在人医临床的应用
a. 肿瘤疾病
光动力治疗肿瘤疾病是当代医学的一大创新，也是其开始最早、应用最成熟的领域。只要是光辐射能到达的部位，都可以采用。光动力疗法具有组织选择性、微创性和并发症少的特性，因而特别适用于年老体迈、手术或放化疗禁忌症及治疗后复发的患者。而对于一些早期发现的病灶，更有可能通过光动力治愈。光动力可用于治疗以下肿瘤疾病 [6]。
表1 光动力疗法的肿瘤适应症
b. 非肿瘤疾病
光动力能成功地治疗某些肿瘤，同时用它治疗非肿瘤疾病也成为了十分活跃的研究热点。目前，光动力已成为人鲜红斑痣和视网膜黄斑变性的首选治疗方法；周围动脉粥样硬化已进入Ⅲ期临床研究；而血管成形术后再狭窄、类风湿性关节炎滑膜切除、牛皮癣、增殖性瘢痕、白癜风、抗病毒（如血液净化）、战伤清创和DNA定位等方面的研究也显示出可喜的势头[1]。
c. 对肿瘤的疗效
光动力治疗皮肤基底细胞癌、鳞状细胞癌已成为重要手段之一，治愈率可达 90% 以上，且治疗后皮肤可较好地修复[7]。
在2000年3月第4届欧洲耳鼻咽喉科头颈外科年会上，Kübler报道了使用光动力治疗108 例原发口腔颌面部癌之疗效。近期临床治愈率高达87%，1年和2年复发率仅为18% 和25%，1年和2年生存率高达97% 和89%[8]。
郭友池报道光动力治疗膀胱癌40 例，近期临床治愈率达100%，随访期7~34个月，复发率仅为17.5%[9]。
2. 光动力在兽医临床的应用
a. 适应症
绝大多数的鳞状细胞癌都位于浅表的局部，很少转移，正是光动力治疗的绝佳对象。因此猫鳞状细胞癌是兽医光动力治疗的主要对象。除此之外，移行细胞癌、前列腺癌、皮肤血管瘤和血管肉瘤，以及浅表的皮肤肿瘤使用光动力疗法也有不错的疗效[2]。
虽然现阶段兽医临床仅将目光投向肿瘤的治疗，但是研究表明光动力疗法有更广泛的应用前景。比如可用于输血的消毒，因其可杀灭猫全血中的白血病病毒和受感染细胞[10]。可用于杀灭多种细菌和真菌，因而可能对犬猫的慢性皮肤和耳道感染有效[11,12]。可用于治疗癌前病变如光化性角化病[13]。
b. 对猫鳞状细胞癌的疗效
Peaston等报道了使用AlPcS4的光动力治疗猫面部的鳞状细胞癌19例。治疗后的完全缓解率为70%，未恶化缓解期可达18个月[14]。
Magne等报道了HPPH作为光敏剂用于治疗猫面部的鳞状细胞癌61例。49%的患猫表现了肿瘤的完全缓解，12%表现了部分缓解，而39%未见改变。一年缓解率为62%。对于直径<1.5 cm的肿瘤，完全缓解率是100%。而直径>1.5 cm且具有侵袭性的肿瘤，完全缓解率仅有18%。从而得出了这样的结论：当肿瘤体积较小且侵袭性较弱时，光动力疗法的效果较好，而当肿瘤恶性化程度越高，其疗效越差[15]。
6例鳞状细胞癌的患猫接受了EtNBS的光动力治疗，观察到4只猫完全缓解，2只猫部分缓解[16]。Buchholz等人比较了传统剂型和脂质体的mTHPC分别治疗猫鳞状细胞癌的效果。他们发现使用传统剂型的光动力，复发率高达83%，而使用新型脂质体则复发率减少到27%[17]。其后这组研究者又继续使用mTHPC脂质体的光动力治疗了20例猫鳞状细胞癌，发现完全缓解率达到100%，1年后缓解率为75%。复发率为20%，复发前平均无病期为172天[18]。
Stell et al.报道了在11例猫面部的鳞状细胞癌，于病灶局部涂抹5-ALA软膏并进行激光照射的案例。治疗后完全缓解率为85%。平均无病期是21周，复发率为64%[19]。这组研究人员还报道了55例猫鼻部的浅表鳞状细胞癌使用ALA的光动力治疗的情况。85%的患猫完全缓解，11%的患猫部分缓解。完全缓解后的复发率为51%，复发前平均无病期为157天。其中22只肿瘤复发的猫再次接受了光动力治疗，之后平均随访了1146天，45%的患猫未见复发，33%又见复发[20]。
c. 对犬肿瘤的疗效
McCaw报道了11例犬口腔鳞状细胞癌的光动力治疗，选用了HPPH为光敏剂。完全缓解率为73%，无病期超过17个月[21]。
3只鼻腔肿瘤患犬使用HPPH的光动力疗法，其中2例的存活期与放疗相似[22]。
兽医也与人医一样进行了手术结合光动力治疗肿瘤的尝试。16例犬血管外皮细胞瘤静脉注射HPPH，手术切除肿瘤后，接受了激光照射。其中数只犬出现手术创延迟愈合或哆开的情况。复发率为56%[23]。
5-ALA是泌尿道肿瘤的绝佳光敏剂，因为其仅在上皮内代谢为活性成分卟啉，从而避免了对肌层的损伤。正常犬的膀胱使用ALA的光动力治疗，仅出现黏膜轻度水肿。在5只犬的膀胱移行细胞癌使用ALA的光动力疗法，都达到了完全缓解，缓解期从4周到34周不等[24]。ALA也用于治疗犬前列腺癌[25]。
3. 禁忌症
光敏剂过敏，肿物体积过大，病灶位于光纤无法到达部位等情况不适于使用光动力疗法[1]。
应用前景
光动力疗法的最大价值在于安全性高，与手术相比创伤小，与放化疗相比不良反应小，同时疗效确实，必将成为推动肿瘤治疗的后浪。除了治疗肿瘤之外，光动力的抗病毒、抗细菌和抗真菌作用也能用于多种慢性皮肤疾病。
未来肿瘤的治疗趋势将是综合治疗，光动力和手术、放化疗、热疗进行搭配，会出现怎样的火花让人期待。另外，光动力诊断/分期肿瘤在兽医临床也是一项空白，将来应该会成为兽医肿瘤诊断学研究的重要课题。
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