光動力療法在皮膚真菌病中的應用

陳朝豐，胡小平,伍方佩，于波

（1.廣東省汕頭大學醫(yī)學院，汕頭 515041；2.北京大學深圳醫(yī)院，深圳 518036）

·綜述·

光動力療法在皮膚真菌病中的應用

陳朝豐1,2，胡小平2,伍方佩2，于波2

（1.廣東省汕頭大學醫(yī)學院，汕頭 515041；2.北京大學深圳醫(yī)院，深圳 518036）

皮膚真菌病是皮膚科的常見疾病，臨床主要治療方法是局部或系統(tǒng)使用抗真菌藥物，但這些方法都存在一定的缺陷。近年來，光動力療法被應用于皮膚真菌病的治療中，越來越多的研究表明,光動力療法能有效治療真菌引起的皮膚感染，且不良反應小，光動力療法治療皮膚真菌病的研究進展多有報道。

光動力療法；皮膚真菌?。荒退幮?/p>

1 光動力療法的概念及原理

1.1 光動力療法的概念 光動力學療法（Photodynamic therapy，PDT）是指局部外用或系統(tǒng)注射的光敏劑被病灶組織吸收后,在特定波長光的激發(fā)下，引發(fā)一系列光化學效應，從而誘導靶組織發(fā)生損傷或壞死，最終達到治療效應的一種方法。

1.2 光動力療法的原理 局部外用或系統(tǒng)注射的光敏劑在病灶組織富集后，在特定波長光的激發(fā)下，光敏劑從基態(tài)躍遷為三重態(tài)，三重態(tài)的光敏劑可發(fā)生Ⅰ型和Ⅱ型光化學反應。Ⅰ型光化學反應是指電子的轉移，主要是三重態(tài)的光敏劑將電子（或質子）傳遞給鄰近的分子形成自由基，自由基與氧分子反應可生成活性氧物質（Reactive oxygen species，R OS），包括O2-、H2O2及羥基等；Ⅱ型光化學反應是指能量的轉移，主要是三重態(tài)光敏劑將能量直接轉移給三重態(tài)氧（3O2），生成單線態(tài)氧（1O2）。Ⅰ型和Ⅱ型光化學反應產生的ROS和單線態(tài)氧都是高反應活性的物質，能輕易通過細胞膜，與生物大分子(不飽和脂肪酸、蛋白質、核酸、酶)發(fā)生氧化反應，引起細胞毒性，最終達到治療效應[1]。

1.3 光動力療法常見光敏劑和光源 光敏劑、激發(fā)光和分子氧是光動力療法的3個基本要素。光敏劑是指能傳遞能量的特殊化學物質，在特定波長的光的激發(fā)下被活化，迅速將能量傳遞給另一組分的分子，使其被激發(fā)，而本身回到基態(tài)。理想的光敏劑水溶性好、毒性低、無誘變潛力、穩(wěn)定性好，而且在靶組織/細胞可優(yōu)先富集，又能迅速被代謝。目前臨床上普遍使用的光敏劑有吩噻嗪類、卟啉類、酞菁類和5－氨基酮戊酸（5-aminolevulinicacid,5-ALA）等[2]。近幾年，為了提高光敏劑的靶向作用，有些學者將傳統(tǒng)的光敏劑與特異性載體（脂蛋白、表皮生長因子、單抗隆抗體等）結合，但該項研究仍處于實驗階段[3]。光動力療法的光源可分為相干光源（激光器）和非相干光源（鎢燈、鹵素燈、熒光等）[4]，理想光源的波長應該與光敏劑的吸收光譜相匹配，而且有穩(wěn)定的輸出功率，可有效地作用在病灶部位，且光斑分布均勻[5]。臨床治療中激光已發(fā)展成為一種標準光源。

1.4 光動力療法治療真菌性皮膚病的可能機制光動力治療皮膚真菌病的機制較為復雜，目前尚無明確結論。有學者提出，選擇不同光敏劑的光動力療法抗真菌的機制不同。吩噻嗪類光敏劑是多以陽離子存在，目前最常使用的吩噻嗪類光敏劑是亞甲藍和甲苯胺藍，反應過程中，兩者先在真菌的胞膜上富集，在光照下可產生大量的單線態(tài)氧，直接損傷細胞膜，誘導細胞的損害或死亡[6]。卟啉類光敏殺滅真菌的機制與吩噻嗪類不同，卟啉類光動力療法對真菌的損害是由胞外向胞內逐步反應的，在沒有光照條件下，光敏劑不進入細胞內，在光的激發(fā)下，活化的光敏劑發(fā)生初步的光化學反應，對細胞膜產生輕微損害，從而提高胞膜對光敏劑的通透性，誘發(fā)級聯(lián)反應，使胞內細胞器發(fā)生光毒性反應，表現(xiàn)為脂質過氧化反應，細胞壁蛋白失活和蛋白合成受抑制[7]。酞菁類光敏劑抑制真菌生長的機制與卟啉類相似。5-ALA本身沒有光活性，真核生物線粒體內的ALA合酶和ALA脫水酶可將5-ALA轉化為原卟啉IX（Pp IX），Pp IX在特定波長的光照下，發(fā)生氧依賴的光化學反應，產生大量的單線態(tài)氧，損傷線粒體，隨著反應的進行，ALA-PDT可損傷胞內細胞器，加速真菌的死亡[8]。

2 PDT在皮膚真菌病的應用

近年來，由于抗生素的普及以及免疫功能低下患者的不斷增多（如艾滋病、癌癥、老年人、糖尿病和器官移植患者等），真菌的感染率呈逐年上升的趨勢，真菌性疾病已成為全球衛(wèi)生醫(yī)療的主要威脅。在過去30年中，真菌感染性疾病的療效得到顯著提高，但與抗細菌藥物相比，抗真菌類藥物的種類依然有限，且不良反應大。近些年，真菌耐藥菌株的不斷出現(xiàn)導致了很多患者治療無效，因此尋找安全有效的替代療法成為臨床治療皮膚真菌病的新方向[9]。近年，光動力療法治療真菌被廣泛關注，但由于缺乏標準化評價，在進行PDT時使用的光敏劑的類型及濃度，激光照射的光源及光照射時間，以及總能量的不同，導致對光動力療法的療效評價缺乏一致性[10]，但由于大量文獻證實了光動力療法能有效抑制真菌的生長，因此，皮膚真菌病的光動力療法成為很多學者的研究熱點。

2.1 念珠菌感染 念珠菌是常見的條件致病菌，在一定條件下可引起皮膚、黏膜或系統(tǒng)性感染。臨床中，白色念珠菌感染部位易形成生物膜，生物膜是真菌的保護性結構，可抵抗抗真菌藥物的作用，增強念珠菌的耐藥性。國內外學者進行的實驗研究證明PDT能有效殺滅浮游態(tài)或生物膜態(tài)的念珠菌。Giroldo等[6]以發(fā)光二極管為光源、亞甲藍（Methylene blue，MB)為光敏劑進行體外實驗，證明MB－PDT可提高白色念珠菌胞膜的通透性，抑制真菌的生長。Lambrechts等[7]在避光情況下，使用熒光共焦顯微鏡和冷凍復型電子顯微鏡觀察光動力療法抑制白色念珠菌的機制，用儀器可觀察到，在沒有光照條件下，光敏劑TriP4基本不與白念珠菌細胞被膜結合,無法進入細胞內，在光照下，細胞膜受損，大量TriP4進入細胞內，誘導細胞器發(fā)生損傷。Donnelly等[11]發(fā)現(xiàn)當波長為635 nm時，甲苯胺藍（TBO）濃度為2.0 g/L時，TBO-PDT能有效（99%）殺滅浮游態(tài)的白色念珠菌；當TBO濃度為5.0 g/L,能殺滅生物膜態(tài)的白色念珠菌。作者指出了PDT能有效抑制生物膜態(tài)白色念珠菌的生長，但需要高濃度的光敏劑和更長時間的光照。Mantareva等[12]使用酞菁類光敏劑也得出了類似結論。在體外實驗中，Mitra等[13]進行的動物實驗，證明tmp-1363-PDT能有效治療小鼠耳廓的白色念珠菌感染。由上述實驗可發(fā)現(xiàn)PDT可有效抑制念珠菌的生長，但殺滅生物膜態(tài)的白色念珠菌需要較大劑量的光敏劑和較長的光照時間，雖然方法較復雜，但為臨床上治療由生物膜結構導致的難治性白色念珠菌病提供了理論依據。

2.2 馬拉色菌感染 馬拉色菌（Malassezia）是人類及溫血動物皮膚上的條件致病菌，可侵襲皮膚角質層而引起花斑癬、馬拉色菌毛囊炎、甲真菌病以及新生兒膿皰病等,免疫低下的兒童及成人是感染的高危人群。Takahashi等[14]以TONS504為光敏劑，半導體激光為光源的光動力療法，結果顯示，當光源能量為 100 J/cm2，TONS504濃度為 lμg/mL時，TONS504-PDT可最大程度地抑制體外生長的糠秕馬拉色菌。這為治療與糠秕馬拉色菌相關的疾?。ɑò呖氛睢ⅠR拉色菌毛囊炎、脂溢性皮炎等）提供了理論基礎。在臨床試驗中，Lee等[15]的臨床研究表明了以5-氨基酮戊酸甲酯（MAL）為光敏劑的PDT能有效治療由馬拉色菌感染引起的難治性馬拉色菌毛囊炎。筆者對6例難治性馬拉色菌毛囊炎患者進行治療，將MAL乳劑均勻地涂搽在軀干上，包封3 h后去除光敏劑，然后用波長630 nm,能量37 J/cm2的LED紅光照射7.5min，每3周治療1次，重復3次，完成最后1次治療后隨訪3個月，結果顯示有4例患者炎癥明顯改善，1例患者有輕度改善,只有1例患者治療無效,但該名患者是運動員，治療無效可能與反復汗液刺激有關。Lee等[15]的研究表明了MAL-PDT對難治性馬拉色菌毛囊炎有一定的療效。Kim等[16]的臨床研究也得出類似的結論，作者運用ALA-PDT療法成功治愈了由馬拉色菌引起的難治性花斑癬，完成治療后隨訪3個月，該例患者在整個溫暖潮濕的韓國夏天里沒有復發(fā)，筆者認為ALA-PDT治療難治性花斑癬起效快，且安全有效，復發(fā)率低，值得在臨床推廣。但目前關于光動力療法治療馬拉色菌誘發(fā)的疾病的機制尚未明，有學者認為與PDT的抗炎作用密切的相關[17]。

2.3 皮膚癬菌感染 皮膚癬菌是引起淺部真菌感染最常見的致病菌，常見的致病真菌有表皮癬菌屬、毛癬菌屬和小孢子菌屬。因氣候條件、經濟水平、生活方式等因素的影響，皮膚癬菌病表現(xiàn)出不同的發(fā)病率。臨床常見的皮膚癬菌病有甲癬、體癬、手足癬和頭癬等，疾病易復發(fā)是治療這類疾病的主要難題。Romagnoli等[18]發(fā)現(xiàn)，以吩噻類化合物為光敏劑，長波紫外線為光源的光動力療法可有效抑制體外生長的8株菌株（須癬毛癬菌,紅色毛癬菌,斷發(fā)毛癬菌,犬小孢子菌等），作者指出，光動力療法雖然不能完全殺滅體外培養(yǎng)的皮膚癬菌病，但抑制效果好，研究還發(fā)現(xiàn)光動力療法的抑菌效應與光敏劑的劑量有明確的依賴關系。Sotiriou等[19]對10例股癬患者進行光動力治療，經過1～3次ALA-PDT后，有8例患者的癥狀得到完全緩解，但隨訪8周發(fā)現(xiàn)，只有4例患者痊愈不復發(fā)。Sotiriou等[20]還通過另一個臨床實驗證明了光動力治療由紅色毛癬菌引起的甲真菌病療效確切，作者選取了30例首次治療趾甲甲癬的患者，均為遠端側位甲下型，試驗過程中患者提前10 d用20%尿素軟膏包封甲板，去除角化過度甲板。隨后將整個甲床用20%ALA乳液包封，3 h后予紅燈照射（波長為570～670 nm，能量40 J/cm2），每2周1次，總共治療3次，有22例患者達到痊愈，治愈率達73.3%。結束最后1次治療，隨訪18個月發(fā)現(xiàn)，在治療后12個月和18個月時，治愈率僅為43.3%和36.6%，且其他患者表現(xiàn)為不同程度的臨床或真菌學復發(fā)。由此可見光動力治療皮膚癬菌病雖然有明確療效，但也極易復發(fā)。Baltazar等[21]利用TBO-PDT對體外培養(yǎng)的紅色毛癬菌給予波長為630 nm LED光源處理，推測TBO-PDT抑制體外生長的紅色毛癬菌的可能機制。當TBO濃度為10mg/L時，PDT的抑菌效應比最小抑菌濃度為2.0 mg/L的環(huán)吡酮胺強，利用熒光定量法，測定TBOPDT處理后的ROS、RNS的含量，推測TBO－PDT介導真菌死亡的可能機制是TBO在630 nm的光波被活化，誘導細胞發(fā)生生物分子反應，促使電子轉運和一氧化氮合酶底物的合成，最終導致真菌發(fā)生氧化反應。光動力療法治療皮膚癬菌病雖然療效好，起效快，但易復發(fā)，這可能與復雜的人體結構有關，如溫度、濕度、皮膚的pH值、皮膚皺褶都可影響病灶組織對光敏劑和光子的吸收，從而影響光動力治療的長期和遠期療效。

2.4 暗色真菌感染 著色芽生菌病常見于熱帶和亞熱帶地區(qū)，多是因為外傷后，著色真菌種植在真皮或者皮下組織引起的慢性感染，著色芽生菌病的病原菌有裴氏著色霉、monophora著色霉、卡氏枝孢霉等，目前該病的治療仍以長時間口服藥物為主，但臨床治愈率低和易復發(fā)，而且很多患者不能耐受抗真菌藥物的不良反應。光動力療法抑制體外生長的真菌已被大量報道，所以著色芽生菌病的光動力治療逐漸成為臨床研究的熱點。Lyon等[22]選擇了10例確診為著色芽生菌病的患者進行臨床研究，這10例患者在過去6個月中沒接受抗真菌治療，進行6次MB-PD后，發(fā)現(xiàn)所有患者的皮損都明顯好轉，臨床和實驗室檢查示，皮損至少達到80%的改善，而且患者對PDT的治療均可耐受，作者認為PDT治療著色芽生菌病很有前景。Yang等[23]用光動力治療1例由monophora著色霉引起的慢性著色芽生菌病，結果顯示光動力療法可有效改善著色芽生菌病的臨床癥狀。該患者經聯(lián)合伊曲康唑和特比萘芬治療2年，但效果不佳;后采用ALA-PDT治療后，局部皮損范圍縮小；但停止PDT治療后又有新的皮損出現(xiàn)，后通過聯(lián)合伏立康唑和特比萘芬治療，皮損又有所改善。通過以上例子可知，光動力療法能快速改善臨床癥狀，雖然不能達到完全治愈，但PDT可作為著色芽生菌病治療的重要輔助方法,這將會縮短患者口服藥物的時間，提高患者依從性，減輕藥物的不良反應。

2.5 其他致病真菌引起的皮膚病 目前關于光動力療法治療一些少見的皮膚真菌病在國內較少報道，國外學者研究較多。Gilaberte等[24]運用光動力成功治愈2例由尖孢鐮刀菌和土曲霉感染導致的難治性甲真菌病。Soares等[25]研究顯示PDT可明顯增加隱球菌細胞內活性氧（ROS）/過氧化亞硝酸鹽含量，增強過氧化物酶和過氧化氫酶的活性,促使細胞死亡。Friedberg等[26]經體外實驗證實了PDT對煙曲霉的殺傷作用，采用Green 2W作為光敏劑、波長為630 nm的紅光為光源可以滅活煙曲霉。作者還提出煙曲霉對PDT的敏感性與光源的能量呈劑量依賴。光動力治療由少見真菌引起的皮膚病有效，但目前療效不確切，需進行大樣本研究。但隨著光敏劑的不斷研究，光動力治療各種少見的皮膚真菌病必將受到重視。

3 光動力治療皮膚真菌病存在的問題

目前光動力治療皮膚真菌病的研究主要還是處在體外及動物研究階段，臨床開展較少，而且光動力治療真菌性皮膚病也存在一些尚待解決的問題，如光敏劑的種類、劑型、劑量、敷藥時間以及光源的選擇等都沒有統(tǒng)一的標準，而且PDT的近期和遠期的不良反應均需要更深入的研究。這些問題的解決需要較大樣本、長隨訪期和隨機對照臨床試驗來驗證，用循證醫(yī)學的方法來確定光動力療法在皮膚真菌病治療中的療效和安全性，PDT治療淺部真菌病的方案可能不是最佳的，仍需優(yōu)化。

4 結論

光動力療法對真菌有高度選擇性，對機體不良反應小、而且安全可靠、重復性強，雖然在臨床治療中光動力治療皮膚真菌病仍為輔助手段，但隨著治療方法的改進和光敏劑的研制和開發(fā)，光動力治療皮膚真菌病將會有廣闊的前景。

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（收稿時期：2015－10－15）

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A

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于波 E-mail：yubomd@163.com