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英加化学家研制新型光敏剂 有望提高癌症光动力学治疗效果

供稿人:乐影  供稿时间:2008-6-13   关键字:癌症  光动力学治疗  光敏剂  
癌症光动力学治疗(photodynamic therapy)的出现较手术、化疗等癌症传统治疗方法晚,但是具有微创性、毒副作用小、靶向性高等优点,成为现代癌症治疗一种重要手段[1]。光动力学治疗中将光敏剂(photosensitizers),一类本身稳定无毒性,但可以在特定波长光束照射下生成强氧化性物质单线态氧(singlet oxygen)的有机分子,通过静脉注射到体内;光敏剂可以被细胞吸收,但是在肿瘤发生部位会更容易持久储留;待健康组织中大部分光敏剂正常排出后,局部照射特定波长激光使光敏剂所在部分的肿瘤细胞被杀死[1]。由于光动力学治疗中采用的是低能激光,不会引起组织灼伤。与传统的化疗比较,光动力学治疗的靶向性更好,不会严重伤及正常细胞,而光敏剂本身在没有光照射情况下,对人体是安全的,因此没有化疗的副作用大。除了应用于癌症治疗,光动力学疗法还用于年龄相关性黄斑变性(age-related macular degeneration),一种造成老年人失明的常见疾病的治疗[2]
 
但是,光动力学治疗仍存在一些不足,比如要精确定位到特定肿瘤细胞还是比较困难,另外由于激光传播受到人体组织的限制,治疗不能深入到组织内部,更多地局限于表皮或浅组织区域的病患部位。目前常用的光敏剂主要是卟啉衍生物,使用激光波长为630 nm。而波长越长的激光对人体组织的穿透性越好,红外区(1000 nm以上)的光比目前使用的激光更能够深入到组织内部较深的病患部位。因此,开发合成激发波长在红外区的新型光敏剂无疑对提高光动力学治疗效果具有实际意义[2]
 
2008年5月,英国牛津大学Anderson教授研究组和加拿大多伦多大学Wilson教授研究组在《自然》子期刊nature photonics上联合发表了题为“双光子激发光敏剂阻断血管研究”(Blood-vessel closure using photosensitizers engineered for two-photon excitation)的论文[3]。文中报道了由牛津大学Anderson教授研究组合成的一种新型光敏剂,三键联接的双卟啉化合物。这种光敏剂具有双光子激发的特点,即只有同时吸收两个光子才能跃迁到激发态,进而生成强氧化性的单线态氧来杀死细胞;而双光子激发过程的发生数量与光强平方有关,即离聚焦光斑越远,光强减弱,光敏剂被激发的可能性大大减小,这样可以实现非常精确的定位治疗,而不会使病患部位附近健康组织受损;另外,双光子激发过程相比较常见的单光子激发过程而言,需要的光子能量更低,即激发波长在更长的红外区域,因此激发光对人体组织的穿透性更强,能够深入病患组织内部彻底杀死肿瘤细胞。正因为新型光敏剂具有如上特点,有望解决目前癌症光动力学治疗方法中,难以精确定位和深入组织内部的两个重要问题。
 
这种新型光敏剂的生物医学实验是在加拿大多伦多大学Wilson教授所领导的实验室中进行的。实验结果表明,新型的双卟啉化合物可以在活体内靶向性阻断血管,显示出用于年龄相关性黄斑变性治疗的可能性。这也是光动力学方法的另一个应用领域。红外区激发光和新型光敏剂的配合使用,能够达到组织内部,实现精确的空间定位治疗[2]
 
参考文献:

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