王曉林
光動力療法治療銀屑病的現(xiàn)狀
王曉林
光動力療法近年來廣泛應(yīng)用于各種良性增生性皮膚病的治療,其中包括局限性銀屑病,并取得了一定的療效。其作用機(jī)制主要包括誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞和皮損內(nèi)T細(xì)胞凋亡,影響參與銀屑病發(fā)生發(fā)展的炎癥性細(xì)胞因子的合成分泌,改變局部免疫狀態(tài)等。
光動力療法; 銀屑病
光動力療法(photodynamic therapy,PDT)近年來開始應(yīng)用于非腫瘤性疾病的治療,其作用機(jī)制尚未完全明確,主要包括殺傷靶細(xì)胞,損傷微血管及影響免疫功能三個方面。1用于銀屑病治療已取得一定療效,但基礎(chǔ)研究較少,本文將PDT在銀屑病治療方面的臨床應(yīng)用及作用機(jī)制作一綜述。
PDT是通過局部或系統(tǒng)給予光敏劑,然后局部照射特定波長的冷光,光敏劑吸收光后與氧發(fā)生一系列反應(yīng)產(chǎn)生激發(fā)態(tài)單線態(tài)氧(activated singlet oxygen),通過細(xì)胞毒作用或影響細(xì)胞生物行為而發(fā)揮治療作用。PDT治療銀屑病的應(yīng)用尚未達(dá)成共識,使用的光敏劑主要為5α-氨基酮戊酸(5-aminolaevulinic acid,ALA),以及維替泊芬(verteporfin),亞甲藍(lán)(Methylene blue),甲基氨基酮戊酸(methyl-aminolaevulinic acic,MAL),2金絲桃素(hypericin)等。給藥方式分系統(tǒng)和局部給藥,光源涵蓋了400~750 nm范圍內(nèi)的紅光,藍(lán)光,脈沖染料激光,2強(qiáng)脈沖光等。
PDT主要適用于局限性斑塊狀銀屑病的治療,3,4也有用于掌跖膿皰病有效的報道,5以脈沖染料激光為光源的PDT治療甲銀屑病與單獨應(yīng)用脈沖染料激光治療均可使甲銀屑病嚴(yán)重度指數(shù)降低,但二者無顯著性差異,因此推斷PDT對甲銀屑病治療無效。2
大多數(shù)臨床報道均為小樣本的開放式研究,缺乏科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計,而且PDT治療銀屑病涉及臨床參數(shù)較多,方案各異,異質(zhì)性明顯,療效評價差異較大。3,4,6-8無論療效如何均缺乏與傳統(tǒng)銀屑病治療方法的對比,因此丞待大樣本科學(xué)設(shè)計的臨床試驗進(jìn)行評價。最常用的光敏劑為ALA,濃度從0.1%~20%不等,治療頻率從1周1次至3次,主要不良反應(yīng)是局部刺激癥狀,甚至退出治療,能量密度越高疼痛越明顯,有報道口服光敏劑也可在銀屑病斑塊中優(yōu)先濃集,且疼痛較輕,9,10可嘗試應(yīng)用于皮損較廣泛的銀屑病患者。一項12例的研究表明,以0.1%,1%,5%3個濃度的ALA孵育,均以20 J/cm2的能量照射,每周2次直至痊愈或最多12次治療,銀屑病嚴(yán)重指數(shù)(PSI)下降分別為37.5%,45.6%,51.2%。6另一項29例臨床觀察中,先用角質(zhì)剝脫劑預(yù)處理,均以1%ALA孵育,再給予5,10,20 J/cm2能量照射,每周2次直至清除或最多12次治療,銀屑病嚴(yán)重度指數(shù)分別下降49%、46%和59%,其中單純角質(zhì)剝脫劑處理即可使指數(shù)下降25%。8可見增加光敏劑濃度和照光劑量均可提高臨床療效。
PDT對細(xì)胞的作用強(qiáng)弱主要取決于三個因素:光敏劑在細(xì)胞內(nèi)堆積,激發(fā)光源的最佳波長以及靶細(xì)胞內(nèi)基態(tài)氧的含量。11
2.1細(xì)胞內(nèi)光敏劑量 提高光敏劑的濃度和孵育時間可增加細(xì)胞內(nèi)光敏劑的含量,PDT的殺傷效應(yīng)也相應(yīng)增強(qiáng),6但細(xì)胞對光敏劑的吸收有飽和度限制。角質(zhì)層是光敏劑透過的最大屏障,光敏劑的熒光強(qiáng)度與角質(zhì)層厚度呈反比,而與表皮增殖,角化,炎癥程度無關(guān),12而熒光強(qiáng)度則代表光敏劑在組織內(nèi)的濃度,由此可解釋皮損臨床反應(yīng)的不同。治療前使用角質(zhì)剝脫劑如水楊酸,或者使用水膠體敷料均可顯著增加光敏劑的累積量,提高臨床療效。7,8
2.2 光源選擇 以光敏劑吸收光譜中的峰值波長為最佳,并可有效穿透至靶組織。400~750 nm范圍內(nèi)的光源均可,但波長635 nm以上的光穿透力更好。在功率密度相同的情況下,一定范圍內(nèi)能量密度增加,光敏化產(chǎn)生的單線態(tài)氧等光毒性產(chǎn)物也隨之增加,殺傷效應(yīng)也越強(qiáng),13臨床療效也更好。8
2.3細(xì)胞內(nèi)基態(tài)氧含量 人為造成HaCaT細(xì)胞的缺氧狀態(tài)或淬滅單線態(tài)氧后,細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的反應(yīng)性氧產(chǎn)物水平明顯降低,ALA-PDT的殺傷效應(yīng)顯著下降,這充分說明細(xì)胞內(nèi)基態(tài)氧的含量對PDT殺傷作用強(qiáng)度的重要性,能否通過改變組織氧含量來調(diào)控PDT的生物學(xué)效應(yīng)還有待進(jìn)一步研究。14
3.1PDT對角質(zhì)形成細(xì)胞的作用
3.1.1促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡 一般認(rèn)為PDT對細(xì)胞的殺傷作用有凋亡,壞死和自噬3種方式,其中以凋亡最重要,15光敏劑的濃度,理化性質(zhì),亞細(xì)胞水平定位,氧的濃度,光源的適宜波長和能量密度,細(xì)胞特性都可能影響細(xì)胞死亡的方式和程度。16高水平的氧化應(yīng)激產(chǎn)物引起細(xì)胞壞死,低水平則引起凋亡,亞致死量的光動力劑量會導(dǎo)致細(xì)胞表面受體表達(dá),細(xì)胞因子釋放發(fā)生改變,從而影響細(xì)胞行為,PDT的免疫調(diào)節(jié)作用就是通過凋亡和亞致死劑量實現(xiàn)的。17光敏劑在亞細(xì)胞水平的定位及相互作用是決定光動力效應(yīng)的根本性因素。細(xì)胞內(nèi)定位與光敏劑的理化性質(zhì),濃度,孵育時間,給藥途徑以及靶細(xì)胞類型有關(guān)。11血卟啉單甲醚在HaCaT細(xì)胞內(nèi)主要定位于線粒體和過氧化物酶體,在血管內(nèi)皮細(xì)胞系ECV304主要定位于線粒體,可見線粒體是光動力治療的主要靶點。18光動力可使線粒體膜電位立即消失,同時細(xì)胞色素C從線粒體釋放到胞漿,引發(fā)caspase 8,3,6和caspase 9,3,6級聯(lián)反應(yīng)啟動HaCaT細(xì)胞發(fā)生凋亡。19ALA-PDT后6 h免疫組化顯示caspase-3陽性的角質(zhì)形成細(xì)胞數(shù)明顯升高,TUNEL陽性率高峰發(fā)生在PDT后24 h。72 h后增生細(xì)胞核抗原陽性細(xì)胞顯著增加,提示有DNA修復(fù)和細(xì)胞增生的反應(yīng),因此推測PDT治療間隔不應(yīng)超過2天。20
3.1.2抑制角質(zhì)形成細(xì)胞增殖 正常表皮細(xì)胞并不表達(dá)角蛋白,16僅在愈合的傷口,銀屑病皮損等過度增生的細(xì)胞中表達(dá),而角蛋白10則是正常分化的標(biāo)志,銀屑病皮損處表達(dá)減少。ALA-PDT治療斑塊狀銀屑病后角蛋白16的高表達(dá)明顯下降,3而角蛋白10表達(dá)明顯增加,增殖標(biāo)記Ki67也明顯下降,4說明PDT對角質(zhì)形成細(xì)胞的異常增生有糾正作用。
以1 mM ALA孵育HaCaT細(xì)胞24 h后紅光照射,可使細(xì)胞內(nèi)的c-JunN末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)活性升高6倍,而磷酸化p38-絲裂原活化蛋白激酶(motigen-activated protein kinase,MAPK)水平也有同樣水平的升高,而細(xì)胞外刺激調(diào)節(jié)激酶(extracellular stimulus-regulated kinase,ERK)MAPKs既沒有活化,也沒有磷酸化水平升高。ALAPDT對MAPKs的作用與紫外線照射或過氧化氫暴露對于活化JNK和p38的作用相當(dāng),21而JNK和p38與細(xì)胞凋亡趨勢增強(qiáng)有關(guān),因此PDT可促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞凋亡,抑制其增殖。
3.1.3拮抗角質(zhì)形成細(xì)胞介導(dǎo)的免疫炎癥 角質(zhì)形成細(xì)胞因子的合成釋放,可導(dǎo)致炎癥反應(yīng)和細(xì)胞增殖。亞致死量PDT使HaCaT細(xì)胞分泌IL-10,TGF-β1升高,這對減輕炎癥,抑制T細(xì)胞活化,抑制角質(zhì)形成細(xì)胞增殖有重要意義。22無論在體還是體外實驗,ALA-PDT處理均可使人表皮細(xì)胞和HaCaT細(xì)胞合成TNF-α明顯增加,23而TNF-α是銀屑病炎癥持續(xù)存在的重要因素,銀屑病發(fā)病中細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)的作用錯綜復(fù)雜,PDT對該網(wǎng)絡(luò)的影響還有待進(jìn)一步闡明。
3.2PDT對免疫的影響
3.2.1對T細(xì)胞的作用 T細(xì)胞的異?;罨阢y屑病發(fā)病中起主要作用,局部ALA-PDT治療可以使斑塊狀銀屑病皮損內(nèi)真皮浸潤的CD4+,CD8+,CD45RO+T細(xì)胞顯著減少,3,4從而減輕炎癥,口服ALA-PDT后,銀屑病皮損內(nèi)TUNEL+,CD3+陽性率增高,提示PDT可誘導(dǎo)皮損內(nèi)T細(xì)胞發(fā)生凋亡,這使銀屑病獲得較長的緩解期,9而且誘導(dǎo)凋亡發(fā)生在高劑量的光動力治療后。但光敏劑在單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞中的濃度高于循環(huán)的CD4+,CD8+T細(xì)胞,10提示PDT對局部T細(xì)胞的作用強(qiáng)于循環(huán)T細(xì)胞。
3.2.2對樹突細(xì)胞的作用 銀屑病皮損中的樹突狀細(xì)胞(dendritic cell,DC)抗原提呈功能明顯增強(qiáng),并促進(jìn)T細(xì)胞活化增殖,分泌TNF-α,IFN-γ,IL-17,IL -22等細(xì)胞因子,最終刺激角質(zhì)形成細(xì)胞過度增殖異常分化,異常的角質(zhì)形成細(xì)胞又可促進(jìn)DC細(xì)胞的成熟分化,由此可見DC是這個惡性循環(huán)的起始和關(guān)鍵因素。
PDT治療后表皮朗格漢斯細(xì)胞大量遷移至引流淋巴結(jié),可抑制局部皮膚接觸性超敏反應(yīng),說明PDT可通過DC抑制局部免疫反應(yīng)。加大照光劑量可致系統(tǒng)性免疫抑制,24且二者均具有抗原特異性。Evangelou等23在健康志愿者身上也證實了ALA-PDT對表皮朗格漢斯細(xì)胞遷移的作用,因此PDT治療可以抑制皮膚樹突狀細(xì)胞的抗原提呈功能,從而抑制T細(xì)胞的活化,阻斷銀屑病發(fā)病的起始環(huán)節(jié)。在體外PDT可增加單核巨噬細(xì)胞反應(yīng)性氧中間產(chǎn)物,TNF-α的釋放,同時降低核因子kB(nuclear factor kB,NF-kB)p50和p65的水平,而NF-kB與細(xì)胞增殖關(guān)系密切,因此PDT對細(xì)胞增殖有抑制作用。25
3.3 PDT對血管的影響 在腫瘤治療中光敏劑可以被血管內(nèi)皮細(xì)胞吸收并導(dǎo)致微血管閉合,從而減少腫瘤血供達(dá)到抗腫瘤目的。1PDT是否能通過封閉乳頭層增生血管從而抑制角質(zhì)形成細(xì)胞增殖呢,有研究顯示,多數(shù)銀屑病患者(6/8)在治療期間和/或治療后,真皮乳頭層的血管數(shù)量不但沒減少反而增加,3這可能對改善局部皮損的微循環(huán)和癥狀有重要意義。PDT治療銀屑病是否有血管機(jī)制參與有待進(jìn)一步研究。
光動力療法治療銀屑病尚在探索之中,雖然PDT與局部PUVA,定向UVB相比療效仍不理想,皮損嚴(yán)重指數(shù)下降75%的總有效率分別為22%,77%和61%,而且PDT局部副作用發(fā)生率較高,13但是該療法無全身性毒副作用,無傳統(tǒng)光療的潛在致癌風(fēng)險,一些令人鼓舞的臨床療效使PDT成為很有希望的銀屑病治療方法。隨著作用機(jī)制的逐步闡明,效果好不良反應(yīng)小光敏劑的開發(fā),臨床治療策略的不斷優(yōu)化,PDT可能成為銀屑病治療的新選擇。
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(收稿:2015-04-05 修回:2015-05-28)
·病例報告·
Photodynam ic therapy in the treatment of psoriasis
WANG Xiao-lin.Jinan Dermatosis Prevention and Control Hospital,Jinan,250001
Photodynamic therapy has been used in treatingmany kinds of skin disorders with non-malignant proliferation including localized psoriasis.The mechanisms involved include inducing the apoptosis of keratinocytes and lesional T lymphocytes,changing the synthesis and secretion of pro-inflammatory cytokines and altering the local immunity.
photodynamic therapy;psoriasis
濟(jì)南市皮膚病防治院,濟(jì)南,250001