趙建喜，尹秀娟，方子源，杜梓碩，朱林，趙占娟

(1.河北大學(xué)附屬醫(yī)院 放射科,河北 保定 071002； 2.河北大學(xué) 臨床醫(yī)學(xué)院，河北 保定 071002； 3.河北大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北 保定 071002；4.河北醫(yī)科大學(xué) 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，河北 石家莊 050000)

骨髓炎是由細(xì)菌感染引起的深部組織炎癥，持續(xù)感染會(huì)導(dǎo)致骨組織的溶解和壞死.急性骨髓炎若不及時(shí)治療很容易進(jìn)展為慢性骨髓炎，慢性骨髓炎的治愈率極低，是醫(yī)學(xué)上公認(rèn)的頑疾[1]，病情嚴(yán)重的患者還會(huì)面臨截肢的風(fēng)險(xiǎn)，已成為臨床骨科最嚴(yán)重的疾病之一[2].目前骨髓炎的治療方法主要有手術(shù)清創(chuàng)治療和局部及全身使用抗生素治療等[3].手術(shù)清創(chuàng)可以快速、準(zhǔn)確地去除骨髓腔內(nèi)的炎癥，但很難徹底清除骨髓腔內(nèi)殘留的致病菌[4]；術(shù)后患者的肢體功能也會(huì)受到一定的損害，降低了患者的生活質(zhì)量[5].早期全身使用抗生素可以有效治療骨髓炎；慢性期全身及局部使用抗生素在一定程度上也能抑制骨髓腔內(nèi)的致病菌，但長(zhǎng)期大劑量地使用抗生素會(huì)產(chǎn)生全身性副作用，且隨著耐藥性菌株的不斷出現(xiàn)，抗生素治療骨髓炎也面臨著巨大挑戰(zhàn)[6].因此，探尋療效好、副作用少、有效減少疾病復(fù)發(fā)的新方法是臨床醫(yī)生需要迫切解決的問(wèn)題.光動(dòng)力抗菌化學(xué)療法(photodynamic antimicrobial chemotherapy，PACT)因毒副作用小，對(duì)耐藥菌不會(huì)產(chǎn)生耐藥性和無(wú)創(chuàng)性等優(yōu)點(diǎn)[7]而逐漸引起人們的關(guān)注.本文將結(jié)合新近研究成果，闡述PACT在骨髓炎治療領(lǐng)域的研究進(jìn)展.

1 骨髓炎的致病菌及難愈的因素

1.1 骨髓炎的致病菌

骨髓炎的常見(jiàn)致病菌是金黃色葡萄球菌，其次是銅綠假單胞菌和溶血性鏈球菌等[8].最新研究表明[9]，骨髓炎中革蘭陰性菌感染率逐漸上升，而革蘭陽(yáng)性菌的感染率較之前有所下降；Shipitsyna等[10]也發(fā)現(xiàn)，不管是革蘭陽(yáng)性菌還是革蘭陰性菌，耐藥菌的分離率都很高.耐藥菌的廣泛存在導(dǎo)致單純使用抗生素治愈骨髓炎的可能性越來(lái)越低，同時(shí)也為骨髓炎清創(chuàng)術(shù)后常規(guī)使用抗生素治療增加了難度.

1.2 骨髓炎難愈的因素

1.2.1 死骨的形成

骨髓炎形成的壞死骨組織無(wú)血液供應(yīng)，藥物治療主要依靠單純的物理滲透進(jìn)入組織.藥物通過(guò)物理滲透能滲入微小死骨的中心，但大塊死骨中心卻很難通過(guò)滲透達(dá)到滅菌所需的藥物濃度[11]，即使聯(lián)合應(yīng)用多種抗生素大劑量治療骨髓炎，治療效果仍然不佳，還會(huì)導(dǎo)致全身性副作用及耐藥菌株的出現(xiàn)[12].

1.2.2 細(xì)菌耐藥性的產(chǎn)生

20世紀(jì)60年代首次發(fā)現(xiàn)醫(yī)院獲得性耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(methicillin resistantStaphylococcusaureus，MRSA)[13]，到20世紀(jì)90年代出現(xiàn)社區(qū)獲得性MRSA[14]，表明耐藥菌已在社區(qū)中廣泛存在.由于抗生素的廣泛使用，使越來(lái)越多的致病菌產(chǎn)生耐藥性，甚至導(dǎo)致全球范圍內(nèi)多重耐藥菌(multidrug resistante，MDR)出現(xiàn)，由MDR導(dǎo)致的骨感染性疾病的復(fù)發(fā)率和致殘率也在逐年上升[15]；據(jù)估計(jì)，到2050 年，每年可能有近1 000 萬(wàn)人死于耐藥菌株感染[16].MRSA是骨髓炎常見(jiàn)且最具耐藥性的致病菌之一，它能夠通過(guò)改變基因，如改變細(xì)菌細(xì)胞壁的主要成分肽聚糖的合成來(lái)獲得耐藥性[17].MRSA的廣泛存在加大了骨髓炎的治療難度[18].

1.2.3 細(xì)菌生物膜的形成

細(xì)菌生物膜的形成是骨髓炎難治愈的另一主要原因[19].細(xì)菌生物膜保護(hù)細(xì)菌免受周圍環(huán)境的傷害[20]，阻止抗生素和宿主免疫細(xì)胞進(jìn)入細(xì)菌生物膜群落[21]，使細(xì)菌對(duì)抗生素產(chǎn)生耐藥性，從而導(dǎo)致多重耐藥、廣泛耐藥和完全耐藥細(xì)菌的出現(xiàn)[22].骨組織表面形成的細(xì)菌生物膜會(huì)導(dǎo)致骨組織的持續(xù)、反復(fù)的慢性感染.

1.2.4 細(xì)菌L型產(chǎn)生

某些不利條件會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的細(xì)胞壁缺陷，這種細(xì)胞壁缺陷的細(xì)菌稱為細(xì)菌 L 型.細(xì)胞壁的缺陷使其在生物學(xué)特性、致病性及形態(tài)等方面與之前的細(xì)菌明顯不同[23].細(xì)胞壁上的抗原部分缺失，造成細(xì)菌 L 型的抗原性減弱，從而能夠逃避機(jī)體免疫系統(tǒng)的攻擊，使其在體內(nèi)可以長(zhǎng)期留存，一旦條件合適，L 型又可以轉(zhuǎn)變?yōu)樵?xì)菌型，使疾病復(fù)發(fā)，遷延難愈.陳曉東等[24]對(duì)骨髓炎患者的標(biāo)本進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌L型的檢出率為51%，說(shuō)明骨髓炎的發(fā)生、發(fā)展與細(xì)菌L型的產(chǎn)生、感染密切相關(guān).

2 PACT治療骨髓炎的研究

目前，骨髓炎治療中需要迫切解決的問(wèn)題是尋找有效抗菌且不易產(chǎn)生耐藥性的方法.PACT因其不易產(chǎn)生耐藥性及抗菌譜廣等優(yōu)勢(shì)已成為目前最有前景的新型抗耐藥菌的治療方式之一[7]，被人們譽(yù)為“抗生素時(shí)代的終結(jié)者”[25].近年來(lái)，隨著新型光敏劑的問(wèn)世、激光光源的改進(jìn)及實(shí)驗(yàn)條件的改善，研究人員對(duì)PACT在治療體內(nèi)感染方面進(jìn)行了相關(guān)臨床研究，并取得了較好的臨床效果[26].PACT是通過(guò)激光照射光敏劑使其產(chǎn)生活性氧化合物，并利用產(chǎn)生的活性氧化合物對(duì)病原微生物進(jìn)行滅活的一種抗菌方法[27].骨髓炎是深部組織的感染性炎癥，PACT治療骨髓炎主要是將光敏劑溶液全身注射(腹腔或靜脈注射)或局部注射到感染的骨髓腔[28-30]，暗孵育一段時(shí)間，光敏劑能夠隨血液循環(huán)特異性聚集于細(xì)菌感染部位，然后用激光照射感染部位，會(huì)產(chǎn)生大量活性氧及自由基，這些活性氧化合物能夠滅活骨髓腔內(nèi)的細(xì)菌，從而達(dá)到治療骨髓炎的目的[31-33].

2.1 PACT治療骨髓炎的基本要素

PACT治療骨髓炎是由光敏劑、組織氧濃度和光源3方面的因素相互配合發(fā)揮治療效應(yīng)的[34].

2.1.1 光敏劑

光敏劑在特定波長(zhǎng)的激發(fā)光照射下產(chǎn)生的活性氧化合物能精準(zhǔn)、靶向作用于細(xì)胞，是PACT治療的基礎(chǔ).近幾十年光敏劑的研究取得了一定的進(jìn)展.第1代光敏劑包括血卟啉衍生物(HpD)[35]和光卟啉photofrin[36]等，特點(diǎn)是在體內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，使其激活所需激光的穿透力較差(< 0.5 cm)，限制了在深部組織中的應(yīng)用.第2代光敏劑大致可分為5類: 卟啉衍生物[37]、單氫化卟啉、酞菁、葉綠素a降解產(chǎn)物和衍生物[38]及其他光敏劑[39].與第1代光敏劑相比，第2代光敏劑在可見(jiàn)光區(qū)具有更強(qiáng)的吸收性、更好的組織穿透力及更高的活性氧產(chǎn)生率.第3代光敏劑是將一些具有生物學(xué)特性或具有分子識(shí)別功能的化學(xué)物質(zhì)加入到傳統(tǒng)光敏劑的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步提高了對(duì)病變組織的選擇性，減少了光動(dòng)力治療過(guò)程中的不良反應(yīng)，具有較高的靶向功能[40].例如，Jia[41]通過(guò)引入原卟啉IX(PpIX)和季銨鹽基團(tuán)(QAS)，制備了水溶性好、毒副作用低的光敏劑CPs，CPs介導(dǎo)的PACT能有效殺滅耐藥的大腸桿菌和耐藥的金黃色葡萄球菌，解決了傳統(tǒng)光敏劑由QAS 導(dǎo)致的活性氧效率低的問(wèn)題.目前，臨床所使用的第3代光敏劑仍然有限，而且它所介導(dǎo)的PACT療效在很大程度上取決于病變區(qū)域內(nèi)激光劑量和活性氧的產(chǎn)生效率，此外在臨床應(yīng)用過(guò)程中的一些不良反應(yīng)也不容被忽視.目前，第4代新型的光敏劑正逐漸被開(kāi)發(fā)[42]，如基于聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)的光敏劑，主要包括噻吩(TP)、二苯乙烯基蒽(DSA)和四苯基吡嗪(TPP)等.與第3代光敏劑相比，基于AIE的光敏劑具有優(yōu)異的光穩(wěn)定性、端基可修飾性和聚集態(tài)的強(qiáng)熒光特性，其未來(lái)的臨床應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)引起人們的廣泛關(guān)注.

目前用于PACT治療骨髓炎的光敏劑多為陽(yáng)離子光敏劑，研究表明某些陽(yáng)離子光敏劑如亞甲藍(lán)(MB)[43]、甲苯胺藍(lán)(TBO)等吩噻嗪衍生物、陽(yáng)離子卟啉類和酞菁類(Pc)[44]在PACT治療細(xì)菌感染方面比中性光敏劑[45]或負(fù)電荷光敏劑[46]具有更好的抑菌效果；其他一些用陽(yáng)離子基團(tuán)修飾的、對(duì)細(xì)菌具有特定靶向性的光敏劑包括氟化硼絡(luò)合二吡咯甲川(BODIPY)、環(huán)萘酮或二萘嵌苯衍生物等[47-48]，如Lu等[30]合成的含有光敏劑的細(xì)菌炎癥特異性多功能制劑牛血清白蛋白-二氧化錳-泛素-吲哚菁綠-慶大霉素(BMUIG)，對(duì)骨髓炎的致病菌有特異的靶向性，并且對(duì)大鼠脛骨骨髓炎有明顯的治療效果.

2.1.2 組織氧濃度

氧是PACT治療過(guò)程中的重要組成部分，組織中的氧是光化學(xué)反應(yīng)的底物，組織氧濃度越高，越能促進(jìn)光化學(xué)反應(yīng)，提高PACT的治療效果.光化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的毒性單線態(tài)氧對(duì)光敏劑有漂白作用，可導(dǎo)致光敏劑被消耗，影響PACT治療效果，如果組織氧濃度高則可在一定程度上減弱光漂白作用，增強(qiáng)PACT的治療效果.Liu等[49]研發(fā)了一種光敏劑雜化的納米平臺(tái)(R-MnO2-FBP)，它能夠被特異性地導(dǎo)入癌細(xì)胞，利用過(guò)氧化氫(H2O2)在酸性的環(huán)境釋放大量氧氣的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了氧自供過(guò)程的雙模式(磁共振成像/熒光成像)監(jiān)測(cè)，進(jìn)一步證實(shí)了通過(guò)增加氧含量能夠提高光動(dòng)力診斷及治療的效果.骨髓炎的炎癥微環(huán)境類似于腫瘤環(huán)境，以缺氧、酸化和H2O2水平高為特征[50].因此，Lu等[30]合成的光敏劑在酸性條件下與局部產(chǎn)生的H2O2反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，通過(guò)提高組織內(nèi)的氧濃度及聯(lián)合使用抗生素，明顯增強(qiáng)了PACT治療大鼠脛骨骨髓炎的效果.

2.1.3 光源

光源的波長(zhǎng)及能量密度對(duì)PACT治療骨髓炎的效果有重要影響.光波長(zhǎng)不同則對(duì)組織的穿透力不同；光能量密度不同，導(dǎo)致的治療效果也不同.光的穿透深度與組織密度和厚度有關(guān)，臨床應(yīng)用中應(yīng)對(duì)不同的組織選擇不同波長(zhǎng)的激光進(jìn)行照射.與紫外光和可見(jiàn)光相比，近紅外光表現(xiàn)出更強(qiáng)的組織穿透力.Salehpour等[51-52]用波長(zhǎng)為810 nm的激光對(duì)雄性大鼠進(jìn)行照射，結(jié)果顯示，該波長(zhǎng)的光對(duì)顱骨的透過(guò)率為(51.41±2.12)%，對(duì)頭皮和頭顱的透過(guò)率為(39.9±0.40)%;改用660 nm的激光進(jìn)行照射，只有5.8% 的光可以穿過(guò)頭皮和頭蓋骨到達(dá)腦實(shí)質(zhì)表面.N?tzli[53]測(cè)定632.8 nm的激光在牛股骨和脛骨的最大穿透深度，發(fā)現(xiàn)激光的最大穿透深度在皮質(zhì)骨為(2.9±0.2)mm，在1 mm軟骨處為(3.5±0.3)mm，在骨小梁為(3.5±0.2)mm.這些結(jié)果都表明近紅外光有足夠強(qiáng)的穿透力，可作為PACT治療骨髓炎的光源.

2.2 PACT治療骨髓炎耐藥菌及細(xì)菌生物膜的體外研究

2.2.1 PACT對(duì)耐藥菌的體外治療效果

PACT 對(duì)耐藥菌有顯著的滅菌優(yōu)勢(shì)，對(duì)周圍正常組織具有很低的暗毒性,并且不易使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性[54-56].Hajim等[57]從臨床分離出8株MRSA，用質(zhì)量濃度為50 μg/mL的TBO作為光敏劑，用632.8 nm的激光對(duì)實(shí)驗(yàn)菌株照射15 min， 8株MRSA均被滅活，表明TBO介導(dǎo)的PACT能夠滅活對(duì)某些抗生素不敏感的MRSA.Malá等[58]將MRSA和肺炎克雷伯桿菌分別與光敏劑四(1-甲基吡啶嗡-4-基)卟吩對(duì)甲苯磺酸鹽(TMPyP)暗孵育45 min和5 h，用總能量為10 J/cm2和20 J/cm2的LED光源(414 nm)分別照射以上2種細(xì)菌，之后將其放入含有銀納米顆粒AgNPs的微生物培養(yǎng)基中，比較不同濃度的TMPyP對(duì)細(xì)菌的滅活效果. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PACT能夠較好地滅活MRSA和肺炎克雷伯桿菌，TMPyP的滅菌濃度分別為1.56～25 μmol/mL和1.56～50 μmol/mL,并且還發(fā)現(xiàn)TMPyP和AgNPs能夠起到協(xié)同的滅菌效果.Xu等[59]用不同濃度(0.98～500 μmol/mL)的賴氨酸-卟啉結(jié)合物(4i)作為光敏劑，用650 nm的激光體外照射臨床分離的MRSA、銅綠假單胞菌及大腸桿菌30 min，來(lái)探究4i的有效抑菌濃度及對(duì)3種致病菌的抑菌效果.結(jié)果表明光敏劑4i對(duì)MRSA、大腸桿菌、銅綠假單胞菌的有效抑菌濃度為3.91～62.50 μmol/mL，并且對(duì)3種菌株均具有較強(qiáng)的抗菌作用.隨著對(duì)PACT的深入研究，發(fā)現(xiàn)PACT不僅對(duì)敏感的革蘭陰性菌有效，對(duì)廣泛耐藥的陰性菌同樣有很好的治療效果.Carcez等[60]用濃度為100 μmol/mL的MB溶液作為光敏劑，用660 nm的激光照射耐藥大腸桿菌懸液3 min，對(duì)照組在耐藥大腸桿菌懸液中加入青霉素，在30 ℃下孵育60 min，通過(guò)高光譜共聚焦顯微鏡比較大腸桿菌細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的損傷情況，發(fā)現(xiàn)PACT能夠破壞耐藥大腸桿菌的細(xì)胞壁，進(jìn)而引起耐藥大腸桿菌的滅活.

2.2.2 PACT 對(duì)生物膜內(nèi)細(xì)菌的滅活效果

骨髓炎感染部位形成的生物膜能夠保護(hù)生物膜內(nèi)的細(xì)菌免受外界環(huán)境的傷害，即使用高濃度的抗生素也難以清除，使得骨髓炎的治療更加困難.目前，在PACT治療細(xì)菌生物膜方面也進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究.Rosa等[61]在致密骨和松質(zhì)骨標(biāo)本上建立標(biāo)準(zhǔn)金黃色葡萄球菌生物膜模型，利用MB染料介導(dǎo)的PACT進(jìn)行治療.與對(duì)照組相比，PACT治療組致密骨和松質(zhì)骨中金黃色葡萄球菌生物膜的數(shù)量均顯著減少(抑菌率>95%)；與致密骨相比，松質(zhì)骨內(nèi)的生物膜數(shù)量的減少幅度最大.說(shuō)明MB染料介導(dǎo)的PACT能夠有效地滅活致密骨及松質(zhì)骨中形成的金黃色葡萄球菌生物膜，其中以松質(zhì)骨生物膜的滅菌效果最好，推測(cè)可能與激光的組織穿透力有關(guān).Bisland等[29]在克氏針上建立金黃色葡萄球菌生物膜模型，并將其分別浸入濃度均為1 μmol/mL的MB和ALA溶液中，分別暗孵育4 h和30 min，用(640±40)nm的LED光進(jìn)行照射治療，PACT治療頻率為1次/d，每次光照射的能量密度分別為5 J/cm2和1 J/cm2，共治療4 d，通過(guò)生物發(fā)光信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)監(jiān)測(cè)治療效果.與對(duì)照組相比，MB或氨基乙酰丙酸鹽酸鹽(ALA)介導(dǎo)的PACT治療組生物發(fā)光信號(hào)明顯低于對(duì)照組，表明光敏劑MB或ALA介導(dǎo)的PACT療法能夠明顯抑制生物膜內(nèi)的細(xì)菌.Banerjee等[62]建立了多藥耐藥大腸桿菌生物膜、MRSA生物膜及混合細(xì)菌生物膜.用濃度為50 μmol/L 的核黃素作為光敏劑，用波長(zhǎng)為450 nm的LED光照射3種不同的生物膜，用肉湯稀釋法和結(jié)晶紫測(cè)定抗菌效果及生物被膜活性，評(píng)價(jià)PACT的滅活效果.抗菌實(shí)驗(yàn)表明，光照核黃素對(duì)各種細(xì)菌及其混合培養(yǎng)均有殺菌作用，大腸桿菌的抗藥性略高于金黃色葡萄球菌.結(jié)晶紫實(shí)驗(yàn)表明，PACT對(duì)單一生物膜和混合生物膜均表現(xiàn)出滅菌性，但對(duì)混合菌種生物膜的滅菌效果比單一菌種生物膜的滅菌效果稍差.上述實(shí)驗(yàn)均表明PACT在治療抗生素難以清除的細(xì)菌生物膜方面具有很大的潛在應(yīng)用，為慢性難愈性骨髓炎的治療提供了新的方向.

2.3 PACT治療骨髓炎的體內(nèi)研究

2.3.1 PACT治療骨髓炎的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究

Bisland等[28]首次將PACT作為治療骨髓炎的一種替代療法，使用克氏針建立生物發(fā)光菌株金黃色葡萄球菌生物膜模型，并將其植入大鼠脛骨骨髓腔內(nèi)制備成大鼠脛骨骨髓炎模型.植入10 d后，腹腔注射光敏劑ALA(300 mg/kg)，暗育4 h后用激光((635±10)nm；75 J/cm2)進(jìn)行照射.與未接受光照射的對(duì)側(cè)脛骨相比，急性骨髓炎PACT治療后24 h的生物發(fā)光百分率出現(xiàn)顯著下降，治療48 h后生物發(fā)光消失.但是治療2周后，所有病例的生物發(fā)光明顯增強(qiáng)，表明金黃色葡萄球菌感染復(fù)發(fā)，而且感染復(fù)發(fā)通常發(fā)生在遠(yuǎn)離初始感染部位的區(qū)域，但在感染的脛骨中分離的存活金黃色葡萄球菌菌落的實(shí)際數(shù)量仍然明顯少于對(duì)照組，表明ALA介導(dǎo)的PACT對(duì)骨髓炎中的金黃色葡萄球菌生物膜有一定的滅菌效果，但PACT對(duì)鄰近軟組織的損傷問(wèn)題有待進(jìn)一步解決.

Dosreis等[63]用金黃色葡萄球菌感染大鼠，建立大鼠脛骨骨缺損的慢性骨髓炎模型，用甲苯胺藍(lán)(5 μg/mL)作為光敏劑，并用二極管激光器(40 mW，10 J/cm2)照射5 min.治療后立即進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)PACT組細(xì)菌減少率為97.4%；治療30 d后，細(xì)菌減少率超過(guò)99.9%；組織學(xué)觀察到PACT治療組有大量的成骨細(xì)胞形成，未見(jiàn)明顯骨缺損及微膿腫形成.實(shí)驗(yàn)證實(shí)使用甲苯胺藍(lán)介導(dǎo)的PACT能有效減少金黃色葡萄球菌的數(shù)量，并有利于骨的修復(fù).Bisland等[29]將MRSA注入大鼠脛骨建立骨髓炎模型，在MRSA感染后的48 h，將濃度為560 μmol/L的Na-Phde a溶液注射到脛骨骨髓炎模型中，暗孵育60 min后，使用半導(dǎo)體激光器(670 nm，125 mW)照射10 min，結(jié)果顯示Na-Phde a 介導(dǎo)的PACT可顯著預(yù)防腿部腫脹.進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，PACT組的骨破壞不僅在組織學(xué)上受到抑制，而且在放射學(xué)上也受到抑制，說(shuō)明PACT不僅能夠抑制骨髓炎患者髓腔內(nèi)的致病菌，還能促進(jìn)感染骨組織的后期修復(fù)，提示Na-Phde a介導(dǎo)的PACT是一種具有潛在臨床應(yīng)用價(jià)值的骨髓炎治療方法.

Lu等[30]用金黃色葡萄球菌制備大鼠脛骨急性骨髓炎模型，并將0.2 mL的具有特異靶向性的復(fù)合物BMUIG(1.0 μmol/L)注入大鼠體內(nèi)并用808 nm的激光對(duì)感染部位照射15 min，通過(guò)基于吲哚菁綠(ICG)的光聲成像和基于Mn2+的T1磁共振成像，準(zhǔn)確、快速地識(shí)別感染區(qū)域.由于骨髓炎的炎癥微環(huán)境類似于以缺氧、酸化和高水平H2O2為特征的腫瘤環(huán)境[50]，所以在酸性炎癥條件下，BMUIG中的二氧化錳與局部產(chǎn)生的H2O2反應(yīng)，持續(xù)生成氧氣，以增強(qiáng)光動(dòng)力療法.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，BMUIG能夠?qū)撬柩走M(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)創(chuàng)的診斷和有效治療，并且與小劑量慶大霉素(5 mg/kg)聯(lián)合應(yīng)用還能夠發(fā)揮協(xié)同作用，為常見(jiàn)骨感染性疾病提供了一種良好的治療策略.

馬金超等[64]建立新西蘭大白兔慢性脛骨骨髓炎模型，并將其分成空白組、對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組；其中空白組脛骨開(kāi)窗清創(chuàng)后不予處理，對(duì)照組脛骨開(kāi)窗清創(chuàng)后在感染的脛骨骨髓腔內(nèi)填入萬(wàn)古霉素-聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥進(jìn)行治療，實(shí)驗(yàn)組脛骨開(kāi)窗清創(chuàng)后向髓腔內(nèi)注入新型抗菌活性氨基酸卟啉光敏劑4i，并將波長(zhǎng)為(635±10) nm的光纖導(dǎo)入骨髓腔進(jìn)行30 min的照射.X線檢查結(jié)果表明，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，空白組的骨髓炎癥逐漸加重，治療后實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組骨質(zhì)破壞逐漸減少，骨質(zhì)缺損逐漸愈合，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)的表現(xiàn)無(wú)差異(P>0.05)；細(xì)菌培養(yǎng)結(jié)果表明隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，空白組細(xì)菌陽(yáng)性率無(wú)明顯變化，實(shí)驗(yàn)組及對(duì)照組細(xì)菌陽(yáng)性率逐漸下降，且實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)的細(xì)菌陽(yáng)性率比較差異無(wú)顯著性意義(P>0.05)，進(jìn)一步證明了PACT作為一種治療骨髓炎的新方法，可有效阻止骨髓炎的病程進(jìn)展.

2.3.2 PACT治療骨髓炎的臨床應(yīng)用

糖尿病相關(guān)的神經(jīng)性病變可導(dǎo)致淺表和內(nèi)部組織感染及潰瘍的形成，并存在截肢的潛在風(fēng)險(xiǎn)[65].糖尿病患者大腳趾截肢最常見(jiàn)的原因是軟組織潰瘍(39%)、伴有骨髓炎合并潰瘍(32%)及其他損傷(12%)等，11% 的患者在第1次截肢手術(shù)后10個(gè)月會(huì)再次截肢[66]，因此，需迫切尋求一種能徹底治愈糖尿病足部感染，使患者免于截肢的治療方法.

Tardivo等[33]首次用PACT治療糖尿病患者的足部骨感染：主要對(duì)2例即將進(jìn)行足部截肢的糖尿病骨髓炎患者進(jìn)行PACT治療，分別將光敏劑吩噻嗪藥物溶液(亞甲基藍(lán)和甲苯胺藍(lán)1∶1體積比混合物) 和10%的丙二醇混合物經(jīng)皮膚竇道注入2個(gè)患者的骨感染處，5 min后，將He-Ne激光(632 nm，5 mW)的光纖引入竇道，直達(dá)骨髓炎感染部位，進(jìn)行10 min的激光照射，同時(shí)用非相干多色光源(750 nm，100 mW)對(duì)外部感染的軟組織進(jìn)行照射，治療結(jié)束后對(duì)患者進(jìn)行臨床隨訪和影像學(xué)檢查.X光片檢查結(jié)果顯示2個(gè)患者的骨缺損均愈合，骨的結(jié)構(gòu)明顯改善，結(jié)果表明，PACT能夠治愈這些即將進(jìn)行足部截肢的糖尿病患者，使患者免于截肢，提高了患者的生活質(zhì)量.Tardivo等[67]隨后又進(jìn)行了另一項(xiàng)臨床研究，將34名達(dá)到骨髓炎Wagner量表3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的糖尿病足骨髓炎患者分為PACT組(n=18)和對(duì)照組(n=16)， PACT組將0.5 mL的吩噻嗪藥物溶液注入感染部位，用波長(zhǎng)為640 nm的LED光對(duì)感染部位進(jìn)行10 min的照射；對(duì)照組患者進(jìn)行臨床常規(guī)治療.治療結(jié)束后，PACT組中有17名患者骨感染明顯愈合，只有1 人截肢，而對(duì)照組的16 名患者最終都選擇截肢手術(shù)，PACT組的截肢率是對(duì)照組的0.029倍，并且接受PACT治療的17例患者2年后無(wú)復(fù)發(fā).結(jié)果證實(shí)，PACT在治療糖尿病患者足部感染方面具有非常好的療效.PACT能夠減少糖尿病患者的截肢率，為糖尿病足骨髓炎的患者提供了較好的治療方案.Tardivo等[68]在前期研究的基礎(chǔ)上又將糖尿病足骨髓炎患者分為2組: 一組在PACT治療前進(jìn)行清創(chuàng)，另一組在PACT治療前不進(jìn)行清創(chuàng)，用波長(zhǎng)為640 nm的LED光對(duì)感染部位進(jìn)行10 min的照射.結(jié)果表明，2組PACT治療糖尿病足骨髓炎的有效率均為100%，隨訪1年無(wú)復(fù)發(fā)，而進(jìn)行清創(chuàng)的PACT組治愈時(shí)間較未進(jìn)行清創(chuàng)的PACT組短 (p=0.036)，結(jié)果證實(shí)，PACT是一種安全有效、簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的治療糖尿病足骨髓炎的方法，在治療骨科感染方面有很大的優(yōu)勢(shì)，并且效果也很理想.骨科醫(yī)生可以考慮將PACT作為臨床治療骨髓炎的可行性方法，用來(lái)治療難治性、復(fù)發(fā)性骨髓炎.

3 前景和展望

耐藥菌的不斷出現(xiàn)，使PACT的應(yīng)用受到越來(lái)越多的關(guān)注.PACT因損傷小、重復(fù)性強(qiáng)、副作用小及能有效防止耐藥菌產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，有望成為一種治療耐藥菌所致感染的新方法及耐藥菌所致骨髓炎的新型抗菌手段.PACT將為難治性骨髓炎患者、年老體弱及伴有嚴(yán)重內(nèi)科疾病而無(wú)法使用抗生素和無(wú)法進(jìn)行手術(shù)的患者帶來(lái)福音.

PACT治療骨髓炎的方法目前還未完全應(yīng)用于臨床，但與抗生素治療骨髓炎相比，PACT在治療耐藥菌株造成的骨感染實(shí)驗(yàn)研究中已經(jīng)表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)：短時(shí)間內(nèi)即可清除感染的微生物，且不會(huì)使微生物產(chǎn)生耐藥性；不會(huì)損傷鄰近的宿主組織，對(duì)正常菌群影響很小；可以增加創(chuàng)面膠原蛋白的沉積，加快創(chuàng)面的愈合速度[69]；可避免某些感染并發(fā)癥的發(fā)生、發(fā)展.

PACT 在治療骨感染方面有其明顯的優(yōu)勢(shì)，但同樣還需要克服一些應(yīng)用限制：1)針對(duì)不同的耐藥微生物的靶向新型光敏劑需進(jìn)一步研發(fā)；2)光敏劑在體應(yīng)用的精準(zhǔn)靶向性問(wèn)題；3)光敏劑對(duì)光源的最適波段的選擇及在體光的傳送問(wèn)題；4)光敏劑在體的代謝和光漂白對(duì) PACT的影響；5)宿主組織對(duì)光及光敏劑的過(guò)敏性問(wèn)題.

PACT的研究進(jìn)展使得其在難愈性感染疾病中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，未來(lái)PACT作為一種新型安全療法，在臨床治療難治性、復(fù)發(fā)性骨髓炎方面將大放異彩.