光動力作用是指在敏化劑參與下，經光激發(fā)，可使有機體、細胞或生物分子發(fā)生機能及形態(tài)變化，嚴重的可致受傷或壞死。而這個作用過程必須有氧參與，因此又稱光敏氧化作用，化學上稱光敏化作用。生物學及醫(yī)學上稱光動力作用。
在實驗及臨床應用發(fā)現，光敏劑注入有機體后，患有腫瘤細胞時吸收最多，而正常細胞吸收極微。這可能與腫瘤細胞核大，深染有關，在經激光照射后細胞內起光敏化的自生連鎖反應，發(fā)現主要產生一種單態(tài)氧的物質而死亡。用光動力作用治病的方法稱為光動力療法，全稱為Photodynamic Therapy，縮稱PDT。
1．基質光動力作用首先須有受作用的物質，即基質。可以是正常的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，主要的是蛋白質、酶和核酸等生物大分子及其組成的成分氨基酸及堿基等。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，氨基酸中則以芳香氨基酸敏感�？墒前被醿戎挥猩彼�、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。
2．敏化劑以上基質述及的各種重要生物大分子的光化作用光譜多在紫外線波段，可見光的作用不敏感，可借助于光敏劑，可見光才能啟動光動作的作用。要求光敏劑不但其光化作用光譜波長較長，而且能進入細胞與細胞的光敏基質緊密結合。目前國內外用于治療惡性腫瘤的光敏化劑主要是血卟啉衍生物。
（1)血卟啉衍生物（HPD)的化學物質 血卟啉衍生物主要從血紅蛋白中提取，分子量為598.7，分子式為C34H38O6N4，暗紅色，呈酸堿兩性，不溶于水，易溶于酸性或堿性有機溶劑中，暗處保存，有效期1年。
血卟啉衍生物的物理性質，人血清中的血卟啉衍生物的激發(fā)光譜的峰值波長是405nm，發(fā)射熒光光譜峰值是630及690nm的波長，630nm的熒光比690nm的熒光強。很明顯，405nm的波長為最佳診斷光波，630nm的波長為最佳治療的光波。
（2)血卟啉衍生物的生物特性用小鼠實驗，靜脈注射血卟啉衍生物3小時后，同位素標記法測量體內分布，隨著時間的推移，不同組織中的含量比率也發(fā)生變化。注藥后24小時，正常組織的實質細胞內的血卟啉衍生物（HPD)大都已消失，只有網狀內皮系統(tǒng)細胞及結締組織中仍有一部分HPD保留，腎、肝、脾等組織含量24小時內無變化，但腫瘤細胞則將血卟淋衍生物潴留長達7天之久。血卟啉衍生物含量在正常組織及腫瘤組織中潴留時間長短的典型差異，為光動力學治療惡性腫瘤提供了有利條件。
（3)光源照射用的光源常規(guī)的有氬離子激光及大功率He-Ne激光（300～600mW以上)。為了最有效地激活血卟啉衍生物（HPD)及為了達到一定的穿透深度，容易消滅深部的腫瘤組織，以紅光（He-Ne)最佳，并可借石英光纖傳送，直接穿刺進入深部。
3．光動力作用的治療機制 因特異親和作用潴留于癌細胞里的HPD，在吸收光能后發(fā)生如下的變化過程：HPD吸收光子后被激發(fā)到三重態(tài)3（HPD)，再將能量轉移給原來處于三重態(tài)基態(tài)氧分子3O2，使之激發(fā)成活潑的單態(tài)氧1O2。這種單態(tài)氧是瞬時存在的強氧化劑，它可與其所親和的癌細胞的基質A結合，使之強烈氧化為AOX，癌細胞因此遭破壞，而達到治療癌癥的目的。光敏反應過程為
HPD＋hv—→3（HPD)
www.gydjdsj.org.cn/wsj/3（HPD)＋3O2—→1O2＋HPD
1O2＋A—→AOX＋３O２
單態(tài)氧是在光敏化反應中能量轉移過程的由三重激發(fā)態(tài)血卟啉衍生物所促成，而單態(tài)氧是使腫瘤細胞滅活的物質，在上述的一系列反應中，癌細胞膜的反應居于首要地位。
1．給藥方法 國內應用較多的光敏劑主要為血卟啉衍生物，光源有He-Ne激光、氬激光及染料激光等。用藥方法以靜脈滴注輸入較多，先用HPD原液在前臂內側皮膚作劃痕試驗，陽性反應不宜用藥，陰性反應作靜脈給藥www.gydjdsj.org.cn/shouyi/。血卟啉衍生物按5mg/kg體重計算，加入5％G·S液250～500mL中稀釋后慢滴，每分鐘60滴。注射藥物后48～72小時按不同要求進行光照診斷或治療。注意避光，時間約1個月，有的強調3周內避免陽光直接照射即可。
（1)動脈給藥 根據腫瘤的血液供應，取其主要動脈，順行或逆行灌藥。由供給腫瘤血液的動脈血管給藥可減少用藥量（應視腫瘤的部位大小而定)。用藥后24小時進行第一次光照。
（2)腫瘤組織內照射方法為將HPD稀釋成0.5％溶液，在腫瘤組織內及基底多點注射，使HPD浸潤于腫瘤組織中，在注藥后1小時可進行激光照射。體表、粘膜外生性的腫瘤大都可采用此方法。注意事項為，HPD不能過濃，否則注射后容易致局部劇烈疼痛。
注射血卟啉衍生物后48～72小時，腫瘤內HPD含量達最高峰，而從腫瘤內排出體外比正常組織晚72小時。
2．適應癥文獻報道未發(fā)現有哪一種類型的腫瘤對光敏完全不起反應。不論是未分化癌或高分化癌、腺癌或鱗癌，都有不同程度的療效。從腫瘤生長部位看，在目前主要用于皮膚外生性腫瘤、眼、鼻腔、口腔等腔道內的腫瘤以及能經纖維內窺鏡到達的腔道，如呼吸道、消化道、泌尿生殖道等部位的惡性腫瘤。早期腫瘤能徹底治愈，晚期腫瘤可使癥狀改善、治療創(chuàng)傷輕、痛苦小，一般不產生嚴重并發(fā)癥。
近些年來國內外文獻報道的有：
（1)頭頸部腫瘤包括眼球、眼眶的惡性腫瘤、鼻咽癌、口腔粘膜癌、舌癌、唇癌、頭皮癌、顏面皮膚基底細胞癌或鱗狀細胞癌。據觀察療效十分肯定，而且以特殊解剖部位的鼻咽癌療效顯著。是目前治療最佳，而且副作用輕微的一種療法。
（2)胸腹軀干部腫瘤呼吸系統(tǒng)有喉癌、氣管支氣管癌、肺癌；消化系統(tǒng)的有食管癌、賁門癌、胃癌、大腸腺癌；泌尿生殖系統(tǒng)有膀胱癌、前列腺癌、陰莖癌、陰囊癌、睪丸癌。其它還有軟骨肉瘤、血管內皮瘤、蕈樣霉菌病及惡性黑色素瘤。
（3)婦科腫瘤 如乳腺癌切除術后復發(fā)、外陰癌、陰道癌、子宮頸癌及子宮內膜癌。
按病理分類包括的有：基底細胞癌、移行細胞癌、腺癌、粘液表皮樣癌、小細胞未分化癌、腺樣囊腺癌及肉瘤等都有一定的敏感性。
激光光動力療法的最佳特點是特異性高，僅對腫瘤細胞起殺傷作用，而對正常組織細胞則不產生作用，因而治療中損傷極微。經纖維內窺鏡配合把激光由石英光纖輸送。由窺鏡的活檢孔進入腔內，對腔道粘膜早期癌作出診斷、治療，避免了開胸、開腹大手術而獲得治愈。尤其是對高齡、心肺功能不全及肝腎功能不良、血友病等不能接受手術的患者是一種比較好的治療手段。對已向深部浸潤或遠處轉移的腫瘤可將激光引進深部治療，或在單純使用光動力學治療時、結合綜合治療、能收到更明顯療效。
3．光動力學治療后組織學改變
（1)肉眼所見 皮膚病灶在光照后約4～6小時，出現局部充血、紅斑狀改變，漸漸出現水腫或水泡。潰瘍創(chuàng)面有滲液外溢表現，如再進行光照后反應更加重、組織壞死、潰瘍形成。數天后潰瘍面形成棕色痂皮，約1個月潰瘍基底可見新生上皮生長，痂皮脫落后留下新生皮較薄的疤痕。腔道粘膜病灶照光后當日產生局部腫脹，第2日可見白膜形成。重復光照后壞死白膜增厚，形成較厚的濕痂皮，大約3周后逐漸脫落，被新生的上皮粘膜修復。
（2)顯微鏡下組織學改變 光動力治療24小時后，在腫瘤深部可看見微血管出現彌漫性損傷，微血管和小血管高度擴張，血管附近有大量中性白細胞及淋巴細胞浸潤。72～96小時后癌組織細胞膜破裂，胞漿溶解，細胞核呈濃縮小點或棒狀的退行性變化。大部分的角化區(qū)見大量核碎片與中性白細胞，這種退行性變化與放射治療后癌細胞的改變類似，其特點是：直接光照或散射光照的癌組織內，癌細胞巢退行性變完全一樣。距光深度3cm見此現象。癌巢退行性變化以中央部分最明顯，癌巢表面、邊緣部位殘存的癌細胞明顯多于中央部位。退行性改變以Ⅱ期為多見。而在沒有癌細胞浸潤的組織內，見不到退行性變化。
用電子顯微鏡觀察見大量毛細血管內皮細胞高度腫脹，毛細血管內皮細胞的微窗孔增寬或內皮細胞斷裂，紅細胞、血小板從中逸出，部分毛細血管內皮細胞僅剩下一些壞死后的殘跡，腫瘤細胞中見線粒體腫脹，灶性空泡化，細胞核的基質輕度凝集。
光動力療法中最常見的副作用主要有以下幾種：
（1)藥物過敏反應大多數文獻報道在注射血卟啉衍生物（HPD)中發(fā)現過敏性休克反應，也發(fā)現緩慢性出現的胸悶、心悸不適等表現。因此，必須在用藥前嚴格藥物皮膚過敏試驗，陰性反應方可用藥，如在用藥后一旦出現以上癥狀反應，經及時對癥處理會很快緩解。反應極嚴重者，應于用藥中終止，并按休克處理。
（2)熱反應 有3％病人直接靜脈注射血卟啉衍生物（HPD)，在用藥當天可出現低熱，常在38℃左右。采取緩慢靜滴時可減輕發(fā)熱反應。如發(fā)熱38℃以上者可用少量退熱藥如阿斯匹林、APC口服控制；發(fā)熱輕者不必用藥降溫常可自然退熱。
（3)皮膚光毒反應出現此現象主要是在注射血卟啉衍生物后避光不當所致。在用藥后一周內由于白熾光或陽光直接照射、接觸溫水時均可出現皮膚癢感、紅斑、水腫，嚴重者可起水泡，潰破后形成糜爛或潰瘍。據報道發(fā)生皮膚光毒反應的約占2％，因而在注射血卟啉后必須避光3周，有的避光時間還要稍長，約4周。有條件的可定期檢測血藥濃度，每mL含0.15mg以下者，可不避光。如光毒反應強者口服息斯敏、苯海拉明、撲爾敏及皮質激素類藥物可減輕，一般輕者可自愈，如個別光毒反應嚴重的要極積對癥處理。
（4)皮膚色素沉著經注射血卟啉物（HPD)的患者，雖然沒被陽光直接照射，仍約有半數出現皮膚變黑色（黑色素沉著)，約2～3月后自然消退，一般無自覺不適癥狀。
（5)SGPT升高 應用HPD（血卟啉物)的患者約有2％出現SGPT升高，適當保肝治療后可逐漸下降，其原因是血卟啉物（HPD)通過肝臟代射，可能對肝細胞有干擾作用，致SGPT升高，因而手術前SGPT有偏高患者須慎用。
總的來看光動力療法的毒性作用少，最常見的為皮膚輕度色素沉著，少數患者在用藥后有低熱，轉氨酶升高，或因不嚴格避光而引起皮膚外露部位出現光毒反應，一般經及時處理后都能很快恢復正常。最嚴重的是過敏反應性休克，嚴格皮膚劃痕試驗均可以避免。
過敏性休克的處理：HPD過敏性休克與青霉素過敏性休克相似。在HPD注入機體后成為抗原，機體無抗體產生而細胞釋放兒茶酚胺、五羥色胺等血管活性物質，致血溶量下降。過敏性休克發(fā)生可按青霉過敏休克處理，應用縮血管藥（副腎素)，加強回心血量及心收縮力。靜脈滴入或注入氟美松20mg，補充血溶量。靜脈滴注時可考慮加入能量合劑，保護大腦血供，同時給予吸氧。切忌過敏性休克發(fā)生時，不能按以往輕癥反應處理。監(jiān)測腎功能。
