近红外激光新进展是时候跟癌症拜拜了

2018-08-01 09:50

光动力疗法（Photodynamic Therapy，PDT）是用光敏药物和激光活化治疗肿瘤疾病的一种新方法，是一种有氧分子参与的伴随生物效应的光化学反应。与传统肿瘤疗法相比，PDT的优势在于能够精确进行有效的治疗，无创伤，副作用小。

在PDT中，当特定波长的激光照射靶点（肿瘤部位）时，能使选择性聚集在肿瘤组织的光敏药物活化，光敏剂（PS）吸收光能，将能量传递给周围的氧，然后将氧转化为活性很强的单态氧或自由基，与附近的生物大分子发生氧化反应，产生细胞毒性进而杀伤肿瘤细胞。

然而，现有的PDT方法在一线临床治疗时有一定的局限性，当PDT药物效率较低时会引起遗传变异，从而降低治疗效果。提高PDT治疗效率的关键在于三点：如何把光敏剂集中到一个所需的位置，找到这种光敏剂的最佳吸收波长范围，以及治疗后光敏剂清除细胞器的速度能达到多快。

韩国科学技术研究院的一组研究人员开发了一种近红外光动力疗法，有效地弥补了当前PDT技术的缺陷。他们开发了一种名为线粒体靶向光动力治疗剂（MitDt）的光敏剂，能最大限度地发挥PDT效应，同时减少不必要的副作用。因为线粒体在新陈代谢中发挥重要的作用，且具有较高的跨膜电位，因此将线粒体作为靶点，以最大限度地发挥光敏剂的作用。

根据该研究小组的研究，当线粒体被激光照射后，会产生活性氧（ROS）并立即失去线粒体膜电位，进而引发细胞凋亡。因此，将PDT试剂与线粒体靶向剂相结合，可造成肿瘤细胞的迅速损伤，提高了治疗效果，并减少了不必要的副作用。为了应用线粒体靶向光敏剂，研究小组开发了近红外区PDT试剂，由于近红外激光具有渗透性，该制剂可用于治疗深层组织恶性肿瘤。同时也降低了光散射，获得更高的治疗效果。

然而，用近红外激光照射时正常细胞产生的单态氧也是个棘手的问题。为了解决这个问题，研究小组开发了一种新的光敏剂，它结合了功能化的近红外染料和线粒体靶向剂，可在完成治疗后快速清除细胞器，并长期存留在癌线粒体中，以增加激光照射到靶部位的活性氧数量。为了验证治疗效果，研究小组将MitDt注入荷瘤小鼠体内。用波长为762nm的近红外激光照射它们来诱导癌症治疗，最终将其肿瘤区域降低原来的三分之一。

这种增强的光动力学癌症治疗的优点是，仅在治疗所需的部位产生效果，没有任何副作用，因为这种光敏剂在癌细胞线粒体中停留时间更长。实验也证实了这种光敏剂没有细胞毒性。