光动力疗法与肿瘤研究 | MedChemExpress

光动力疗法是指光敏剂进入机体后用特定波长的光照射癌变部位，当组织中的光敏剂吸收光照后发生光化学反应产生诱导癌变细胞死亡的活性氧从而达到治疗效果。其中光敏剂的性质是决定光动力疗效的主要因素。现在就给大家探一探光动力疗法的机制以及重要角色 (光敏剂) 的分类。

一种类型：当光敏剂吸收光照后会转变成三重激发态 ³PS*，之后与相邻的光敏分子¹PS 之间发生氢原子转移或电子转移形成离子自由基 (PS^−•, PS^+•)；离子自由基 (PS^−•, PS^+•) 通过一系列反应后形成羟基自由基 (OH^•)，羟基自由基能够干扰核酸、脂肪酸和氨基酸的生物学功能从而诱导病变细胞死亡。

第二种类型：能量直接从三重激发态 ³PS* 转移到基态分子氧 (³O₂)，³O₂ 吸收能量转变为单线态氧 (¹O₂)。单线态氧能够氧化具有生物活性的大分子，诱导靶组织产生氧化应激反应，从而诱导病变细胞死亡。

在 PDT 的治疗过程中，Type I 型和 Type II 型过程是同时发生的，具体是哪一类型反应起主导作用，取决于光敏剂的化学结构、光敏剂的用量、光敏剂对细胞的定位、光的波长、肿瘤细胞差异以及组织中的含氧量等。

图 1. 三重激发态光敏剂的反应类型^[1]

目前光敏剂主要分为卟啉类和非卟啉类。卟啉类光敏剂主要包括血卟啉衍生物 (HpD)、维替泊芬 (Verteporfin)、二氢卟吩衍生物 (Temoporfin)、5-aminophenolvalic acid (ALA) 及其衍生物和金属酞菁衍生物；非卟啉类光敏剂是近几年被科研人员所关注主要包括吩噻嗪衍生物、吩噁嗪衍生物和 BODIPY 衍生物。

卟吩姆钠 (Porfimer sodium) 又称光敏素 II (Photofrin) 其是血卟啉衍生物 (HpD) 中一个光敏药物，其在 1993 年在 Canada 批准用作治疗膀胱癌；1995 年在美国批准用作治疗食管癌；1998 年批准用作治疗肺癌；2003 年用作治疗食管癌。

吩噻嗪衍生物是一类具有独特的非平面三环骨架结构光敏剂，该结构赋予了其摩尔消光系数较高，水溶性较好以及结构易修饰等特点。目前有众多研究者报道该类化合物具有较好的光动力疗效。

图 2. a：革兰氏染色：“雪茄体”；b：萨博罗琼脂：“盐和胡椒”菌落；

c：右臂皮肤孢子丝菌病结节；d：在六次 MB-PDT 治疗后的结果^[4]。

吩噁嗪衍生物与吩噻嗪结构相似，近年来许多研究表明，将对母体进行结构修饰，能够使其具有良好的光学性能和生物学性能。

研究者报道了 5 种新型吩噁嗪衍生物。研究发现，该 5 个化合物吸收长均在 650  nm。生物测试表明，PS1 和 PS4 对 4T1 癌细胞和 NIH-3T3 具有显著的光动力效果，且在黑暗条件下，对细胞基本无毒性，可作为值得推广的新型抗癌光敏剂。

BODIPY 具有良好的共轭体系且结构易修饰，目前科研人员主要从 meso-位、meso-位氮原子、卤素原子以及其他基团引入合成 BODIPY 衍生物，提高其光学性能和 ROS 的生成，*终提高光动力抗肿瘤效果。

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