阿霉素-光動力聯合治療在惡性腫瘤中的應用及展望*

王歡歡 付之光 溫 寧

惡性腫瘤在世界范圍內均為嚴重威脅人類生命健康的重大疾病，病死率極高[1]。傳統治療手段包括手術、化療、放療，但仍存在各自的問題，如手術切除復發率高，化療易引起全身毒副反應，放療會對腫瘤周圍正常組織造成損傷等。隨著分子生物學、免疫學、光學等學科的發展，生物治療、消融治療、光動力治療等為腫瘤治療帶來新的希望。其中光動力治療憑借其靶向特異性高、創傷較小、全身毒副作用較低以及可重復治療等優勢，成為淺表及腔體腫瘤的有效治療策略[2]。近年來有關報道發現光動力治療與化療具有協同作用，二者聯合治療，可增強抗腫瘤療效并減少全身毒副作用。一方面，光動力治療可輔助化療，增強靶向特異性，并通過改變血管通透性介導藥物更好的在腫瘤區富集；另一方面，化療可輔助光動力治療，清除殘余腫瘤細胞并抑制損傷血管的再生。接下來，筆者將以阿霉素為化療藥物代表，對阿霉素-光動力聯合治療惡性腫瘤進行綜述和展望。

1.化療

化療是化學藥物治療的簡稱，是利用化學藥物阻止癌細胞的增殖、浸潤、轉移，直至最終殺滅癌細胞的一種治療方式。它是一種全身性治療手段，和手術、放療并稱為癌癥的3大治療手段。目前，腫瘤化療的臨床應用有以下幾種方式：(1)根治性化療。對化療敏感，通過全身化療可治愈或完全控制的腫瘤往往采用根治性化療。(2)綜合治療的重要組成部分——輔助化療和新輔助化療。輔助化療是指采用有效的局部治療(手術或放療)后，主要針對存在的微小轉移灶，防止復發轉移而進行的化療。新輔助化療又稱誘導化療或起始化療，是指在局部治療手術或放療前使用化療，目的是希望化療后局部腫瘤縮小，減小手術范圍及清除或抑制可能存在的微小轉移灶[3]。(3)姑息性化療。對于晚期或播散性癌癥患者，通常缺乏其他有效的治療方法，往往一開始就采用全身化療，但化療對此種患者的姑息作用是有限的。(4)局部化療，如通過胸腔內、心包腔內及腹腔內化療治療癌性滲液；通過腰椎穿刺鞘內給藥，治療腦膜白血病或淋巴瘤；動脈插管化療以及腫瘤局部注射化療藥物等。傳統的化療藥物包括抗生素類、烷化劑、抗代謝類、激素類、植物類等[4]。

2.光動力治療

光動力療法(Photodynamic Therapy,PDT)又稱光化學療法(Photochemotherapy)、光輻射療法等，是上個世紀七十年代末出現的一種用于疾病診斷和治療的新技術。它主要通過特定波長的光照射病變部位，將選擇性聚集在病變組織的光敏劑活化，產生單線態氧或自由基，從而引發光化學反應達到診斷治療目的。光動力治療是一冷光化學反應，特定波長的光、光敏劑、氧是光動是其三要素。在光動力反應中，光敏劑作為催化劑傳遞光能量，產生具有活性效應的單線性氧或自由基。光動力治療抗腫瘤機制(1)直接殺傷腫瘤細胞(2)損傷腫瘤血管(3)促進局部炎癥(4)引發腫瘤免疫反應[5]。主要副作用為皮膚的光毒反應。目前已被美國食品藥物監督管理局(FDA)批準使用的光敏劑有光敏素(Photofrin，PF)、吲哚菁綠(ICG)、5-氨基乙酰丙酸(5-Aminolevulinc acid,5-ALA)等。光動力治療通過良好的的靶向特異性、微創(最小疤痕)且可重復性的特點，大大降低了全身毒副反應，在淺表和腔體腫瘤中廣為應用。但由于光的穿透深度有限，腫瘤內部乏氧，極易造成腫瘤復發。如何攻克這些難題，最大限度的發揮PDT的優勢，成為眾多學者研究的重點。而大量研究表明，光-化聯合治療可增強抗腫瘤效果，有效抑制腫瘤復發。

3.阿霉素-光動力聯合治療

阿霉素又名多柔比星(Doxorubicin，Dox)，分子式為C27H29NO11，分子量543.52。阿霉素屬于廣譜抗腫瘤抗生素，對多種腫瘤如急性白血病、惡性淋巴瘤、乳腺癌、鱗癌等均有殺傷作用，在臨床中廣為應用。阿霉素為細胞周期非特異性藥物，作用于細胞生長周期的各個階段，抑制RNA和DNA的合成。主要毒副作用為骨髓造血功能抑制和心臟毒性等[6]。阿霉素因自帶紅色熒光，便于實時監測，故經常代表廣譜抗腫瘤藥物應用于科研工作中，其激發波長為475-485nm，發射波長為575-585nm。為了克服阿霉素和光動力治療各自的缺點及局限性，最大限度發揮各自的優勢，國內外研究學者將阿霉素與光動力治療聯合應用于腫瘤中，進行了各種嘗試，并取得了相對較好的成果。下面以阿霉素為代表，對傳統的光化聯合治療和納米粒子介導的光化聯合治療在惡性腫瘤中的應用進行介紹。

3.1 阿霉素-PDT聯合治療 Cow led等[5]學者研究發現，將阿霉素與光敏劑血卟啉(Haematoporphyrin，HPD)聯合，對Lewis肺癌有明顯的抑制作用，而單一方式并不能達到理想效果。此后又有多個研究發現阿霉素聯合光動力治療具有協同作[8-11]，Brophy PF等[8]將Dox和HPD注射到荷瘤鼠(間皮瘤)體內，24h后進行光照，結果發現，5天后Dox和HPD聯合組的腫瘤細胞全部壞死，30天后無腫瘤復發；單純PDT組，5天后只有50%腫瘤細胞被殺死，30天后可看到腫瘤細胞再生；而單純Dox組對延遲腫瘤細胞生長并無影響。同年，Y.H.等[9]得出了類似的結論，并證實阿霉素通過對毛細血管的毒性反應，殺傷腫瘤細胞及腫瘤微血管，從而增強PDT療效。將PDT與Dox聯合，還可以明顯降低Dox和光敏劑的有效治療劑量。有研究報道[10]，較低劑量(如0.5mg kg-1)的Dox與光敏劑AIS2Pc聯合應用，可有效抑制白血病細胞系L1210和淋巴瘤細胞系P388增殖。與Dox治療組(1/2mg kg-1)和PDT治療組(100mW cm2,60J cm2)相比，聯合組還可以明顯延長中位生存期。在EMT-6荷瘤鼠模型中，先給予光敏劑血卟啉，24h后腹腔注射Dox，15min后光照，可顯著提高抑瘤效果。然而，這種療效并未見于所有的腫瘤模型中，如在輻射誘發的纖維肉瘤(RIF)聯合治療組中，并沒見腫瘤細胞的生長延遲[11]。值得一提的是，上述研究報道表明，PDT與Dox聯合應用，不但會有明顯抗腫瘤療效，還可以降低單純Dox或PDT的治療劑量，減少單一治療所帶來的全身及局部毒副作用。

3.2 納米粒子介導的阿霉素-PDT聯合治療藥物有效性除了體現在藥理和藥效方面，還有賴于藥代動力學[12]。越來越多的研究表明，藥物在保持有效性的前提下，如何能夠在體內達到高效遞送和靶向分布是藥物研究發展亟待解決的問題。納米藥物和納米載藥系統正是基于此背景應運而生，備受關注[13]。

正常組織中的微血管內皮間隙致密、結構完整，大分子和脂質顆粒不易透過血管壁，而實體瘤組織中血管豐富、血管壁間隙較寬、結構完整性差，淋巴回流缺失，造成大分子類物質和脂質顆粒具有選擇性高通透性和滯留性，這種現象被稱作實體瘤組織的高通透性和滯留效應(The enhanced permeabilization and retention effect)簡稱EPR效應[14]。EPR效應使得納米藥物對腫瘤組織的靶向效應更加明顯，增強抗腫瘤效果并減少系統的毒副作用。然而在體積較大的中晚期腫瘤中，尤其是瘤體中心或乏氧部位，血管密度較低，不能充分有效的發揮EPR效應。PDT可增強腫瘤血管的滲透作用，提高納米粒子的攝入。其作用機理可能為：(1)PDT產生的單線態氧可直接損傷血管內皮細胞，產生細胞間隙[15]。(2)白細胞招募作用，抑制白細胞與內皮細胞間相互作用，可減少大分子的外滲[16]。(3)激活白細胞，白細胞可通過分泌趨化因子和黏附依賴機制等增強微血管的滲透作用[16]。因此，研究者希望通過PDT與納米藥物聯用的方法來提高納米藥物抗腫瘤功效。

Shiah[17]課題組將親水性聚合物HPMA修飾的Dox(P-A)納米化，隨即與光敏劑Mce6(P-C)通過尾靜脈注射至小鼠體內，然后給予光照，評估抑瘤效果。結果表明，與單純的P-A組和P-C組相比，納米化實驗組對腫瘤的抑制率顯著增強。Khdair等[18]將氣溶膠OT(AOT)-海藻酸鈉納米粒子作為載體，裝載Dox-亞甲基藍，作用于耐藥腫瘤模型，在聯合治療組中可見大量的細胞凋亡/壞死及腫瘤微血管損傷，顯著抑制了腫瘤的生長，提高了生存率。Peng等[19]研究發現，將脂質體包裹的Dox-Ce6(二氫卟酚，chlorin e6)可提高藥物在腫瘤和正常組織間的分布系數，與PL-Dox/PL Ce6單一治療組相比，PL-Dox-Ce6聯合組協同增強了抑瘤效果。PDT聯合Dox不僅可以增強抗癌效果[20-23]，還有可能克服腫瘤細胞的多藥耐藥性(MDR)。

MDR是化療遇到的一大難題，MDR主要與P-糖蛋白(P-gp)過度表達有關。Ayman等[24]研究發現PDT(亞甲藍為光敏劑)聯合Dox，能降低耐藥腫瘤細胞株的IC50，同時發現P-gp表達下調伴大量活性氧聚集，進而促進Dox耐藥細胞凋亡或壞死。

綜上所述，發現在一定條件下，納米粒子介導的光-化聯合治療比非納米化聯合治療方式更為有效，納米載藥系統具有良好的物理穩定性、毒性低、生物利用度高，彌補了傳統化療藥物的不足，增強了抗腫瘤療效。

4.結論

近年來，光-化聯合治療已經成為腫瘤治療的新方向、新策略。以阿霉素為代表的阿霉素-光動力療法，特別是納米粒子介導的阿霉素-光動力療法在惡性腫瘤的治療中，展現出了巨大的轉化價值和良好的應用前景。大量研究表明，光動力療法與常規化療聯合治療比單一治療方式更為有效，在降低兩者的標準使用劑量，減少毒副作用的同時，又能使腫瘤治療效果得到明顯增強[25]。光-化聯合治療并非兩種方式簡單的疊加，聯合作用下可觀察到腫瘤血管效應、免疫活化等生物學進程均在藥物作用下發生應答，并在對抗腫瘤發生發展中發揮重要作用?；谝陨蟽瀯?，光-化聯合治療亦應用于臨床，特別是對于晚期不能耐受手術或不愿手術的病例，光-化聯合治療可加強局部腫瘤的根除作用，可明顯改善中晚期癌癥患者的生存質量，延長生存期。

然而，光化聯合治療中還有一些具體問題亟待摸索和解決，如注射化療藥物的時機選擇問題，納米粒子介導光-化聯合治療系統中藥物劑量、光敏劑類型光照時間和間隔、光敏劑與化療藥物劑量的比例等治療相關參數的優化問題，以及光-化聯合治療的確切分子機制等[26-28]。相信在未來的研究中，隨著對腫瘤發生機制的不斷探索，對新型化學藥物研發的力度不斷加強，對光動力治療的范圍不斷拓展，光-化聯合一定會在惡性腫瘤的治療方向有更好的研發空間和市場，改善惡性腫瘤患者的預后，提高生活質量。

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