光动力学治疗角膜新生血管

Chin Ophthal Res, June 2002. Vol 20, No. 3综述光动力学治疗角膜新生血管黄映湘综述张风李志辉审校Photodynamic therapy for corneal neovascularizationHuang Yingxiang. Beijing Tongren Hospital, Capital Medical University, Beijing 100750introduced Photodynamic therapy combines the application of low intensity light with the administration of a photosensitizing agentto induce a photochemical reaction that liberates toxic products to the target lissue. A major side effect of photosensitizing agents iscoetaneous sensitivity to light. The majority of clinical experience comes from work with porphyrin and its variants. The majorcompounds include benzoporphyrin derivative monoacid, chloroaluminium sulfonated phthalocyanine, tin ethyl etiopurpurin, siliconnaphthalocyanine, and bacteriochlorin. Hematoporphyrin monomethyl ether is a new single porphyrin compound made in chinaPromised results have been reported using HMME in the treatment of port wine stains and the patients are required to avoid brightsunlight for just 2 days. Retreatment can be given at 3-week intervals after initial PDT. The results are excited for a therapy in thetreatment of corneal neovascularization using ATX-s10 or SnET 2 as photosensitizersKey words photodynamic therapy corneal neovascularization摘要介绍光动力学治疗(PDT)的机制、光敏剂的种类和PDT用于角膜新生血管的研究现状。PDT应用低能量的光作用于光敏剂,产生对靶组织有毒性的光化学反应。光敏剂易于豪积在肿瘤和新生血管处,被增殖性的细胞摄取这些组织吸收激光能量,导致自身氧化作用和细胞膜、线粒体、溶爬体和核的直接损伤最终导致靶组织的新生血管和肿瘤组织的细胞死亡。临床常用的光敏剂多是卟啉和它的衍生物包括:苯卟啉衍生物单酸氯化铝酞花青磺酸盐( CASPe)、SnET2sIN、菌绿素a等。血啉单醚是一种国产的较理想的单体光动力学治疗新药。国外研究应用ATXS10和SnET2等作为光敏剂治疗角膜新生血管疗效显著。关镳调光动力学治疗角膜新生血管分类号R72A自20世纪以来,光作用于光敏剂产生的细胞毒性暴露于光源的时间间隔和释放的光剂量。反应,引起了广大的关注。20世纪80年代,给动物静当光敏剂暴露于一定波长的光下,它吸收一个光脉注射血卟啉衍生物,成功地治疗了许多肿瘤。动物子的能量,从基态跃迁到一个较高能量的单态激活状实验的成功开创了现代光动力治疗时代。态( singlet activated state),这种单态既能释放荧光衰1光动力学治疗( photodynamic therapy,PDT)机退回到基态又能形成一个含较低能量较稳定的三重体的感光剂( species, a triplet sensitizer),高效的光敏剂能产生较高的三重体的感光剂产量而其三重体半衰PDT应用低能量的光作用于光敏剂,产生局部的期较长。这种光敏剂能经历I或Ⅱ型反应。1型反应组织损伤和周围组织的有限的热效应。为了达到预期包括电子或氢的迁移和超氧离子的产生34。Ⅱ型效果,首先需要光敏剂聚集于肿瘤或血管组织内,然反应导致单态氧的产生。I型和Ⅱ型反应可能与后,通过暴露于低能量光,通常是激光,光敏剂被局部地激活,激光释放特殊波长的非热性光能量产生对靶局部光敏剂聚集部位的组织损伤有关。在亚细胞水平,PDT所产生的损伤包括浆细胞膜组织有毒性的光化学反应。光动力治疗的效果取决于和3个治疗参数:光敏剂的组织浓度、自光敏剂的摄入到V凵中国煤化工损伤。从组织水平来看CNMHG接死亡在PDT治疗作者单位:100750北京,首都医科大学附属北京同仁医院眼科黄中起看重血卟啉介导的PDT活体内实验显映湘(博士生现在首都医科大学附属北京友谊医院眼科)示,快速出现血管淤滞、血管出血以及直接介导和缺氧眼科研死2002年6月第20登第3期27介导的肿瘤细胞死亡chloroalumnium sulfonated phthalocynine, CASPc), t9Viola等3认为PDT的光化学作用由氧自由基乙基初紫红素( tin ethyl etiopurpurin,SnFT2),酞菁萘硅介导,而不涉及单态氧。 LaMuraglia‘等认为PDT治 silicon naphthalocyanine,sNe),菌绿素a( bacteriochlorin疗中,光激发光敏剂产生氧自由基和其他自由基,而不a)。苯卟啉衍生物单酸在692mm有峰值吸收体外实验产热。PDT导致血管壁细胞的完全坏死,而没有炎症显示它比HPD的光毒性大10至70倍。酞菁类和增殖反应。其研究显示PDT干扰了细胞间质中( Phthalocyanines)是一系列含金属的光敏剂,如含锌和bFGF的合成,抑制了血管壁平滑肌细胞的增生·。铝,以此增加三重体和单态氧的产量。 Phthalocyanines在Statius等发现PDT抑制了细胞间质相关的转化生675mm有强吸收峰。 BPD-MA和 Phthalocyanines都能较长因子heta(TGF-beta)的活性,从而抑制了细胞外间快地从体内清除,比第一代显著减少皮肤毒性。质刺激的内皮细胞增生。Adi等认为PDT抑制了SnET2是一种合成的二氢卟酚( chlorin),目前正平滑肌(SMC)的作用,刺激了内皮细胞(EC)的增生和在被用于治疗脉络膜新生血管、皮肤癌和膀胱癌的研移行功能因而PDT能刺激健康的内皮细胞增殖而没究工作中。还有一些研究者正在寻找一种化合物,既有平滑肌细胞介导的过度增生能用于血管造影又能用作光敏剂。 Lutetium texaphyrinvioa等应用PDT治疗TF白血病细胞,发现是一种合成的水溶性光敏剂,它在410m和732mPDT是通过干扰磷脂代谢诱导细胞凋亡而发挥作用。有激发带,在750mm有发射带,有可能这种化合物既Engbrecht'等在棵鼠上移植人类肉痛,研究 Photofrin能用于血管造影又能用作光敏剂。介导的PDT治疗机制,发现肿瘤的破坏是由于最初的血啉单醚( hematoporphyrin monomethyl ether,肿瘤内皮细胞凋亡阻塞血管和随后的肿瘤细胞凋亡。HMME)10是上海第二军医大学“523”药物研究室总之,光敏剂被增殖性的细胞摄取,如白细胞、恶性分离制备的一种较理想的单体光动力学治疗新药细胞和活化的T淋巴细胞,它们吸收激光能量,产生单HMME的化学名是:3-(或8-)(1甲氧基乙基)8-(或态氧、自由基和反应介质,与细胞内成分作用,导致自身3-)(1-羟乙基)吹卟啉ⅨX,或血卟啉3·或8-单甲醚,系氧化作用和细胞膜线粒体溶酶体和核的直接损伤,最3-和8血卟啉甲醚一对位置异构体所组成。血啉甲醚终导致靶组织新生血管和肿瘤组织的细胞死亡。( herimether,HMME),与混合卟啉制剂不同,是一种卟有证据显示光敏剂易于聚积在肿瘤和新生血管啉单体,HMME(甲醇溶液)于401,500,533,569和处,原因尚不清楚。有研究显示这不仅是由于肿瘤613mm处具有特征吸收峰,它具有光敏化力强、肿瘤的血管通透性增加。应用标记光敏剂的方法研究选择性摄入率高、毒性低以及无致突变和畸胎等优点。光敏剂的代谢,结果显示,可能继发于低密度脂蛋白受文晖等的研究证实,血啉甲醚静脉注射后,体数目的增加增殖的细胞表现出脂蛋白代谢增加许在家兔体内的药时过程为线性一级动力学过程。第多并入不同脂质体的光敏剂显示肿瘤传输的增加。分布相和第二分布相显示该药静脉注射后在家免体内2光敏剂的种类迅速由中央室向周边室分布,消除相显示该药消除较迅速,不易蓄积。这些特点有助于减轻光动力学疗法临床常用的光敏剂多是卟啉和它的衍生物,如:血的主要副作用——正常组织的持久光毒性反应。高秋卟啉衍生物( hematoporphyrin derivative,HPD)和涛)等人进行的血啉甲醚体外光敏效应观察表明3dihematoporphyrin ether(DHE)。HPD的活化成分即种波长激光照射HMME产生的02产量为:510.6mmDHE。国外常用的较经济的光敏剂是 Photofrin,它组>5782mm组>6278m组;各功率密度照射是DHE前身物。它是一种有遗传多变性的复杂混合HMME后02产量变化的趋势为:5mW/em2组>10物,在600mm以上有弱吸收峰,皮肤敏感期较长,需避mW/cm2组>20mW/cm2组>1mW/cm2组。基础研光较长时间。 Photofrin 2在蓝光区比红光区有更强的究表明HMME在菲细胞体系丙的光敏化力,对体外培吸收峰。但由于630m光有较长的组织穿透性,所以养人癌细胞的光灭活作用和对动物移植瘤的光动力疗常被用于激活 Photofrin效均高于HPD,急性和长期毒性远低于HPD,由于其第二代光敏剂在较长波长的光区有更好的吸收在肿中国煤化工组织清除迅速,正峰,有较好的全身耐受性,较短的皮肤敏感期。用于眼常组科临床的主要有:苯卟啉衍生物单酸( benzoporphyrin光17CNMHG半给药后要严格避y化m射时间间隔使derivative monoacid,BPD-MA),氯化铝酞花青磺酸盐床操作更为简便,疗效发挥更理想。Chin Ophthal Res, June 2002, Vol. 20, No. 3血啉甲醚以每公斤体重4.5~6.0mg静脉推注,察角膜和虹膜的冰冻切片。结果显示,血浆内ATX顾瑛等发现HMME可被人体迅速排出,治疗后仅S0(Na)的浓度在染料静脉注射后5min很快达到高2-3h即基本无皮肤光敏反应,在对21例鲜红斑痣志峰,然后迅速下降,24h基本消失,2-4 h ATX-S10愿者的26个病灶应用血啉甲醚(HMME)为光敏剂进(Na)在角膜新生血管达到高峰,荧光显微镜下,ATX行的PDT治疗中,3日室内一般光线无需防护,10日S0(Na)多位于新生血管壁。因此, Gotto等认为后多数患者1h内户外阳光照射未出现皮肤红肿反ATXS10(Na)注射后2~4h适于行PDT治疗兔角膜应3周内皮肤光敏反应完全消失。在治疗皮肤鲜红新生血管。Goho等"还发现局部点ATXS0(Na)斑痣的临床研究中平均重复治疗的间隔时间是3周,后行PDT治疗可封闭角膜新生血管并避免ATXS10未出现不良反应,其结果说明HMME在人体内和皮肤(Na)的全身副作用,他们正致力于寻找药物适当的组织中的存留时间较HPD和PSD007短,排泄快。因pH值和渗透压,以增加角膜新生血管中染料的浓度。此说明HMME具有良好的疗效、较轻的局部反应、较Primus0等研究了静脉注射SnET2后用664nm短的避光期和可行重复治疗的间隔期等优点。的二极管激光治疗鼠角膜新生血管的疗效,发现新生3PDT治疗技术101血管的闭塞与药物和激光能量的大小有关。使用25J/m2的激光能量,随诊28天,所有实验鼠的角膜新PDT治疗的第一步是光敏剂的摄入,通常是静脉生血管消失,邻近组织无损伤。 Schmidt-Erfurth等21注射注射后30min内组织暴露于光源下。目前,针证实,用低密度脂蛋白(LDL)作为载体使BPD对增殖对不同的光敏剂各国研究者正在寻找适当的治疗参的内皮细胞有更大的亲和性,62m激光10J/cm2能数,包括药物注入的数量、速度,药物摄入到光治疗的有效而不可逆地闭塞兔角膜新生血管,且不损伤邻近时间间隔以及激光的能量大小等。激发光波长由光的角膜基质虹膜血管。 Epstein12等用白细胞介素2敏剂的最大吸收波长决定。光敏剂最大的副作用是皮LL2)角膜基质内注射诱导鼠角膜新生血管生成,由肤对光的过敏。其严重程度因光敏剂类型和浓度的不于630mm的激光有破坏邻近组织的副作用,用54mm同而不同。接受PDT治疗的患者需避光。氩激光、DHE治疗角膜新生血管,12周后角膜新生血管明显减少,仅9%发生眼睑炎,18%有虹膜损伤。4角腻新生血管的PDT治疗应用角膜缝线的方法造成角膜新生血管有证据显示光敏剂潴留在肿瘤中特别是新生血 Pallokaris IG21及其同仁研究了35只白兔角膜新生血管组织中,而且包被着光敏剂的血管内皮细胞显示腔管PDT治疗效果,及高压给氧对PDT疗效的影响内血栓形成、内皮细胞膜的破坏和新生血管的回670nm的二极管激光,350mm的光斑,静脉注射退1561Cho在1998年研究了ATXS0在鼠角 chloroaluminum sulfonated phthalocyanine(5mg/kg),在膜新生血管的代谢和分布。结果发现静脉注射ATX-高压氧(28大气压25min)和面罩吸纯氧条件下,与呼s0后0.5~4h间在角膜新生血管内比虹膜有更高的吸空气相比,PDT使角膜新生血管闭塞所需的曝光时荧光显示,说明ATXS10易于沉积在角膜新生血管。间明显减少,激光能量降低。目前尚未见角膜新生血最早期荧光位于血管腔内,6h后进入血管内皮细胞、管的临床报道间质组织和浸润的中性粒细胞。ATXS10注射后25h行激光治疗,导致血管内皮细胞破坏,出现大量5参考文献血管栓检塞并维持至少3天。在肝素化的小鼠,排除了26、,:mxh9m血栓形成造成缺血的可能,PDT后发现在内皮细胞、周细胞和中性粒细胞的胞体内可见线粒体的空泡形成3 Viola A, Lutz NW, Maroc C, et al. Int J Cancer, 2000, 85: 7334 Statius van Eps RG, Adili F, Lamuraplia GM Cardiovasc Res, 1997, 35: 334形态学分析,角膜新生血管的内皮细胞内线粒体比虹5 LaMuraglia GM. Adili F, Karp SJ, et al. J Vasc Surg, 1997, 26: 294膜血管内皮细胞的线粒体损伤大。这些结果说明GM. J VE7 Adili F, Statius van Eps RG, Karp SJ, et al. J VaNe Surg, 199ATXS10在新生血管的高分布使PDT治疗新生血管8 Engbrecht BW, Menon c, Kachur Av,etal. Cancer Res,1995成为可能。中国煤化工mRc96,3610顾2000年,Coho1及其同仁给兔静脉注射ATX.1许CNMHG志,1992:3s0(N),用氮-脉冲激光光谱荧光测定法测定角膜12陈文,成,展芯等甲因源无医罕态209105新生血管内ATX-S10(Na)的浓度。用荧光显微镜观14顾瑛,李峻亨许德余,等,中国激光医学杂志,1993,2:235眼科研究2002年6月第20卷第3期15 Pooler JP, Valeneno DP. Medical Physics, 1981, 8: 614995,17:1786 Roberts WC, Hasan T. Cancer Reb, 1992. 52: 92422 Epstein RJ, Hendricks RL, Harris DM Cornea, 1991. 10:42417 Gohto Y, Obana A, Kaneda K, et al. Exp Eye Res, 1998.67: 31323 Pallikaris IG, Margaritis v, Naoutmidi Il, et al. J Refract Surg, 1996, 12:18 Gohto Y, Obana A, Kaneda K19 Gohto Y, Obana A Kanai M, et al. Ophthalmic Surg Lasers, 2000, 31: 55Primbs GB, Casey R, Wamser K, et aL. Ophthalmic Surg Lasers, 1998(收稿:2001-07-10修问:2001-12-1021 Schmidt-Edfurth U. Hasan T, Schomacker K, et al. Lusers Surg M中文编辑:胡纯钢英文编辑:高永峰)论著摘要bFGF在糖尿病小鼠视网膜上的表达董白霞高福禄张爱子庞晓静6bFGF是一种潜在的有丝分裂原,相对分子质量为17000bFGF在正常及发病组视网膜的内、外核层细胞神经节细-2400。近年研究表明,它在糖尿病性视网膜病变( diabetic胞及神经纤维层中的血管内皮细胞均有表达,表明bFGF对糖retinopathy,DR)的发生发展中起重要作用,但国内尚缺乏应用尿病视网膜细胞和血管内皮细胞产生定的作用,正常情况下免疫组化技术系统地观察bFGF在糖尿病视网膜中表达情况的主要是对视细胞起营养作用。bFGF在神经节细胞的着色反应报道。本实验以期为这方面的研究提供基础理论依据最强,可用 Miyashiro M的实验结论来解释:由于神经组织是所1材料与方法有视网膜细胞中耗氧量最大的组织,又定位于视网膜最内层1.1材料选用日本引进的单基因遗传自然发病型C57B对缺血缺氧敏感缺血缺氧会介导 bFGFmRNA表达增多,从而ksj-b/db糖尿病小鼠模型,无菌条件喂养,自由摄食饮水。自引起神经节细胞合成bFGF蛋白增多。糖尿病后期bFGF阳性后4周起尾静脉取血,用美国理康公司产血糖仪监测血糖,的神经节细胞数量也增多,主要分布于血管周围,提示神经节平均血糖值升高达10mmoL以上伴有体型肥胖者确定为糖细胞产生bFGF增多,并作用于血管内皮细胞,具体机制可能是尿病同时设C57BL/kdb/m鼠作对照。bFGF免疫组化染色旁分泌作用;还可以通过上调EGF的表达而刺激视网膜血管试剂盒购自武汉博士德生物工程有限公司。内皮细胞、平滑肌细胞增殖和迁移,间接促进血管增殖,从而改1.2方法按3,4,5,68,10月齡分组,用4%多聚甲醛灌流变微循环,介导视网膜微血管病变。bFCF阳性的血管内皮细胞固定后摘除左眼球,后固定于10%中性缓冲甲醛液中,酒精脱也增多,提示血管内皮细胞也产生bFGF,并通过自分泌作用和水,二甲苯透明,浸蜡,60~62℃熔点石蜡包埋,连续切片,每隔旁分泌作用对自身和平滑肌细胞产生影响参与视网膜血管病30片取两张,分别作HE染色bFCF免疫组化SABC法显色观变的发生。二者表达的增多,均与病程呈正相关,提示bFGF的察,各种染色步骤按常规方法进行。分布与糖尿病病程延长,也就是高血糖持续时问延长密切相关。1.3阳性细胞判断光镜下与HE片对照观察并计算单位面内核层bFGF表达阳性细胞主要集中于中央部分,提示表积视网膜外核层、内核层、神经节细胞层表达bFGF的细胞数达bFGF的内核层细胞主要是 Muller细胞和双极细胞。但双极(阳性细胞的确定以胞体部分被染成棕黄色为准)。发病组和细胞是否能产生bFGF尚未见报道,光镜下又难以分辨双极细对照组比较用t检验;发病组间用x2检验方差分析;阳性反应胞,故是否也有双极细胞表达bFGF尚难以确定。故Mlr细强度比较用秩和检验;表达量与病程之间关系用相关分析。胞表达bFGF并通过自分泌作用于自身调节自身的增殖。2果外核层主要是视细胞,正常时bFCF在视细胞也有表达,发正常及发病小鼠视网膜各层细胞中均有bFGF表达,阳性病组4月龄时达高峰,可解释为视细胞营养缺乏所致的代偿性部位主要位于胞体部分,以神经节细胞层着色反应最强,但阳增加。其机制可能是:DR早期毛细血管闭塞,血流灌注不足→性细胞数量最少;内核层反应次之,外核层最弱但阳性细胞数缺血缺氧→视细胞营养缺乏→bFGF增加。缺血缺氧又刺激了量较多。发病组bFGF阳性神经节细胞数和血管内皮细胞数自VEGF表达增加,使血管增殖并迁移形成新生血管缺血缺氧6月龄时开始增多,并随病程廷长有上升趋势,8月龄以后增多改善,由此可解释发病鼠4月龄后的bFGF在视细胞中表达量显著;居于大血管周围的阳性神经节细胞数自6月龄起也明显的轻微下降。糖尿病后期,bFGF失控性地增加,打破了它与增多。内核层阳性细胞数自5月龄时开始增多随病程延长而TGFB(延缓DR的发生)之间的平衡从而刺激 VEGF增加加上升,10月齡后增多显著;外核层阳性细胞数4月齡时增多达重DR的病理损害。同时它又通过在视细胞轴突末端沉积而高峰,以后略有下降,10月龄后再次达高峰。减弱视细胞与双极细胞间的信息传导,阻碍视觉形成,最终与3讨论糖尿此hFCF不仅在微循环方面,而且作者单位:05000家庄,河北医科大学组胚教研室[董白霞(部在视觉中国煤化工究生,现在河北医科大学第二医院眼科)、张爱子];承德医学院(高福CNMH操庞晓静)(本文编辑:胡纯钢)