光動力療法在皮膚老化治療中的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)展

馬委委 魯嚴(yán) 周炳榮

皮膚老化是由內(nèi)在和外在因素引起的多因素過程。 隨著年齡的增長而引起的內(nèi)在功能改變是導(dǎo)致皮膚老化的主要因素［1］。 皮膚老化的外部環(huán)境因素包括：紫外線、污染物（如煙霧、顆粒物質(zhì)等）和不良生活方式等因素。 針對已經(jīng)存在的皮膚老化癥狀，目前的臨床治療手段主要包括化學(xué)換膚術(shù)、光電治療、注射肉毒桿菌毒素、軟組織填充以及光動力療法（photodynamic therapy， PDT）等［1］。 PDT 是指聯(lián)合應(yīng)用光敏劑及相應(yīng)光源，在氧的參與下，通過光動力效應(yīng)而選擇性破壞病變組織的一種療法［2］。 PDT 被廣泛應(yīng)用于各種皮膚病，包括尖銳濕疣、皮膚腫瘤、鮮紅斑痣及囊腫性痤瘡等。 2002 年Ruiz-Rodrfguez 等［3］首次提出了PDT嫩膚的概念，Bruscino 等［4］也報(bào)道了PDT 在治療日光性角化病（actinic keratosis， AK）的同時(shí)具有嫩膚作用。 盡管目前并沒有關(guān)于PDT 用于面部年輕化的臨床應(yīng)用指南，但近年的一些臨床研究表明，PDT 對皮膚老化表現(xiàn)有顯著地改善作用，PDT 聯(lián)合傳統(tǒng)治療的療效要優(yōu)于單一傳統(tǒng)治療效果［5-8］。 近年來，PDT 治療皮膚老化方面的相關(guān)研究已經(jīng)成為熱點(diǎn)之一，本文嘗試對這一方面的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)展做一綜述。

1 皮膚老化的臨床表現(xiàn)和發(fā)病機(jī)制

皮膚老化的臨床表現(xiàn)主要包括皺紋、色素不均、毛細(xì)血管擴(kuò)張和皮膚松弛等。 皮膚老化的病理表現(xiàn)主要包括表皮萎縮、表真皮交界處變平、黑素細(xì)胞分布不均、真皮成纖維細(xì)胞增加、膠原蛋白減少以及彈性纖維的斷裂［9］。 有研究認(rèn)為皮膚老化主要與活性氧及其他氧化物過量表達(dá)、炎癥反應(yīng)和細(xì)胞的衰老相關(guān)［10］。氧化物的過量表達(dá)不僅會引起氧化損傷，還會激活體內(nèi)的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的不可逆變化及角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞等細(xì)胞的衰老和凋亡［10］。

皺紋是皮膚老化最常見的皮膚表現(xiàn)之一，在微觀結(jié)構(gòu)水平上，主要體現(xiàn)在真皮膠原蛋白的減少和彈性纖維的斷裂。 成纖維細(xì)胞是膠原蛋白合成的主要場所。 隨著老化皮膚中成纖維細(xì)胞的衰老和凋亡，其合成的膠原蛋白也減少。 有研究表明，老化皮膚中轉(zhuǎn)化生長因子β和轉(zhuǎn)化生長因子βⅡ型受體水平的降低，也可引起成纖維細(xì)胞的增殖能力和膠原蛋白合成能力的降低［11］。 老化皮膚中的基質(zhì)金屬蛋白酶（matrix metalloproteinase， MMPs）也會降解真皮中的膠原蛋白及表皮基底膜的成分［12］。

光老化是指在皮膚內(nèi)在老化的基礎(chǔ)上，紫外線照射加速了老化進(jìn)程。 大量研究證明了急慢性紫外線輻射可導(dǎo)致皮膚細(xì)胞DNA 損傷、促進(jìn)膠原降解，引起皮膚光損傷、光老化、皮膚癌前病變甚至于皮膚光源性腫瘤［13］。 皮膚光老化也與紫外線誘導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子的增加，抗血管生成因子血小板反應(yīng)蛋白-1 的減少有關(guān)。 這些變化誘導(dǎo)乳頭狀真皮中的血管生成，彈性蛋白酶陽性白細(xì)胞遷移增加，導(dǎo)致皮膚彈性纖維損傷［14］。

2 PDT 在皮膚老化中的臨床應(yīng)用

PDT 中光敏劑的選擇非常重要。 目前，5-氨基酮戊酸（5-aminolevulinic acid，5-ALA） 和甲基酮戊酸（methyl aminolevulinate，MAL）是臨床上最常用的光敏劑。 5-ALA 是親水性的，其攝取主要依靠主動轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，這個(gè)過程需要能量且具有飽和性，在正常組織中較慢，而在腫瘤細(xì)胞中稍微較快；MAL 為脂溶性，其轉(zhuǎn)運(yùn)不需要能量且沒有飽和性，在正常組織中就可以被吸收，在腫瘤組織中吸收得更多。 對于皮膚組織，MAL比5-ALA 穿透性通常更強(qiáng)［15］。

按照PDT 激發(fā)光源的不同，其臨床應(yīng)用研究可大致分為以下幾組：

2.1 紅藍(lán)光激發(fā)PDT 635 nm 的紅光和400 nm 的藍(lán)光均是PDT 的主要激發(fā)光源。 Park 等［16］用紅光激發(fā)PDT 對14 例面部AK 的病人進(jìn)行了2 次治療，皮膚活檢結(jié)果表明，ALA-PDT 治療后真皮中的總膠原體積顯著增加；表皮中轉(zhuǎn)化生長因子β和轉(zhuǎn)化生長因子βⅡ型受體的水平也增加；MMP-1、MMP-3 和MMP-12的表達(dá)降低。 該組織學(xué)結(jié)果表明，紅光誘導(dǎo)的ALAPDT 可以用于治療AK，同時(shí)可以有效地用于光子嫩膚。 Sanclemente 等［17］評估了MAL 聯(lián)合紅光治療面部光損傷后組織學(xué)的變化。 與安慰劑聯(lián)合紅光組相比，PDT 治療后，真皮淺層的膠原組織明顯增多，日光性彈性組織變性和毛囊周圍纖維化有明顯改善。 近年其他的一些研究也同樣證明了這一點(diǎn)，即紅光激發(fā)的ALA-PDT 對光老化外觀的改善要明顯優(yōu)于單獨(dú)紅光治療組［5，18］。 此外，Palm 等［19］的一項(xiàng)研究表明，藍(lán)光激發(fā)的MAL-PDT 治療慢性光損傷特別是AK 和色素沉著，效果與紅光激發(fā)的MAL-PDT 相當(dāng)，且不良反應(yīng)小。

2.2 強(qiáng)脈沖光（intense pulsed light，IPL）激發(fā)PDT IPL 是非相干光源，其發(fā)射光譜范圍為500 ～1200 nm。原卟啉Ⅸ（protoporphyrin Ⅸ，PpⅨ）在505 nm、540 nm、580 nm 和630 nm 處具有吸收峰。 由于IPL 的波長范圍涵蓋了PpⅨ的吸收峰，所以IPL 是PDT 理想的治療光源之一。 Zhang 等［5］的一項(xiàng)研究表明，IPL 激發(fā)的PDT 組光老化皮損外觀的改善效果要顯著優(yōu)于單純IPL 組。 Yang 等［20］進(jìn)行的一項(xiàng)半臉對照研究結(jié)果也表明，IPL 激發(fā)PDT 組的老化評分的降低要顯著優(yōu)于IPL 單獨(dú)治療組，且IPL 激發(fā)PDT 組對皮膚屏障的改善作用要優(yōu)于單純IPL 治療組。 也有許多文獻(xiàn)表明IPL-PDT 對嫩膚有良好的效果［21-23］。 值得注意的是，皮膚色素沉著的差異可能會影響PDT 反應(yīng)，因?yàn)楹谏乜赡芡ㄟ^吸收自由基和光來緩和光動力效應(yīng)。Piccolo 等［24］使用IPL 作為光源對AK、Bowen 病和淺表性基底細(xì)胞癌病人進(jìn)行MAL-PDT 治療，結(jié)果表明IPL 可以作為PDT 治療非黑色素瘤皮膚癌的潛在替代光源。

2.3 激光激發(fā)PDT 脈沖染料激光（pulsed dye laser，PDL）的激發(fā)光波長為585 nm 或595 nm，臨床上用于治療血管性疾病。 Carija 等［25］分別用PDT（630 nm LED 光源）和585 nm PDL 作為激發(fā)光源的PDT 治療基底細(xì)胞癌，結(jié)果表明2 組間的治療效果差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 因此，PDL 也可作為激發(fā)PDT 的光源用于臨床實(shí)踐。 Friedmann 等［26］做了一項(xiàng)關(guān)于藍(lán)光＋紅光＋PDL ＋I(xiàn)PL 和單一光源激活A(yù)LA-PDT 治療光損傷的回顧性研究，結(jié)果表明，雖然各組光損傷及皮膚質(zhì)量的改善差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但藍(lán)光＋紅光＋PDL ＋I(xiàn)PL 組可以獲得更好的治療效果。

3 PDT 治療皮膚老化的機(jī)制研究

3.1 對老化的成纖維細(xì)胞的直接影響 皮膚老化與老化皮膚中成纖維細(xì)胞的增殖能力和膠原蛋白合成能力較低有關(guān)，而ALA-PDT 可促使真皮成纖維細(xì)胞形態(tài)的正?；?。 Park 等［27］用ALA-PDT 處理光老化老鼠模型，皮膚活檢結(jié)果提示，ALA-PDT 可誘導(dǎo)真皮中膠原沉積和彈性纖維正常化，且透射電子顯微鏡下可觀察到皮膚老化細(xì)胞中原本內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膨脹的異常成纖維細(xì)胞，在PDT 治療后呈現(xiàn)正?；憩F(xiàn)。 Zhou 等［28］的研究表明ALA-PDT 可以誘導(dǎo)光老化成纖維細(xì)胞的氧化損傷和凋亡，并在一定程度上避免治療對正常成纖維細(xì)胞的損傷。

3.2 通過旁效應(yīng)機(jī)制間接改善老化真皮成纖維細(xì)胞活性 也有一些研究表明，PDT 對老化表現(xiàn)的改善作用與角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞之間的旁效應(yīng)有關(guān)。Kim 等［29］使用ALA-PDT 處理角質(zhì)形成細(xì)胞，通過ELISA 測定評估角質(zhì)形成細(xì)胞上清液中的各種細(xì)胞因子，再用ALA-PDT 處理后的角質(zhì)形成細(xì)胞條件培養(yǎng)基處理人皮膚成纖維細(xì)胞。 結(jié)果顯示，經(jīng)過上述處理后的成纖維細(xì)胞， MMP-1 的mRNA 降低，Ⅰ型膠原的mRNA 增加，表明ALA-PDT 可通過旁效應(yīng)機(jī)制影響成纖維細(xì)胞的活性和膠原合成能力。

3.3 對真皮膠原代謝活性的影響 PDT 可對真皮Ⅰ型和Ⅲ型膠原發(fā)揮重塑作用［30-31］。 Kim 等［31］對PDT處理前后的面部AK 進(jìn)行皮膚活組織檢查和免疫組織化學(xué)染色，結(jié)果顯示PDT 治療后，Ⅰ型和Ⅲ型前膠原的表達(dá)增加，真皮中總膠原蛋白體積增加。 且PDT后，人皮膚中MMP-1、MMP-3 和MMP-12 的表達(dá)減少，從而減少M(fèi)MPs 對膠原纖維、彈性纖維以及表皮基底膜的破壞。

3.4 對黑素細(xì)胞活性的影響 Kim 等［32］用PDT 處理的角質(zhì)形成細(xì)胞或真皮成纖維細(xì)胞的培養(yǎng)基孵育黑素細(xì)胞，結(jié)果表明，PDT 可以通過影響角質(zhì)形成細(xì)胞和真皮成纖維細(xì)胞的旁分泌作用減少黑素細(xì)胞刺激細(xì)胞因子如Kit 配體和肝細(xì)胞生長因子的釋放，從而降低黑素細(xì)胞的活性。 這可能是PDT 治療老化相關(guān)色斑的潛在機(jī)制。

3.5 對細(xì)胞信號通路的影響 Kim 等［30］的研究表明，PDT 可以通過誘導(dǎo)人真皮成纖維細(xì)胞中細(xì)胞內(nèi)活性氧，誘導(dǎo)細(xì)胞外信號調(diào)節(jié)激酶的持續(xù)激活，并最終導(dǎo)致成纖維細(xì)胞的增殖和活化。 Hua 等［33］的研究表明，ALA-PDT 可以通過誘導(dǎo)應(yīng)急反應(yīng)，激活p53 通路，從而加快紫外線輻射后DNA 的損傷修復(fù)反應(yīng)。 這也是PDT 治療皮膚急慢性光損傷的重要機(jī)制之一。

3.6 對血管內(nèi)皮細(xì)胞的影響 Ma 等［34］用410 nm-PDT 處理體外培養(yǎng)的人血管內(nèi)皮細(xì)胞，結(jié)果表明PDT可下調(diào)培養(yǎng)的人血管內(nèi)皮細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子的表達(dá)。 這可能是PDT 治療老化皮膚毛細(xì)血管擴(kuò)張的潛在機(jī)制。

4 結(jié)語

PDT 治療皮膚老化已經(jīng)成為皮膚病學(xué)與老年醫(yī)學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)和臨床研究熱點(diǎn)之一。 但是仍然要關(guān)注PDT 臨床治療中的一些問題，例如如何控制PDT 治療過程中的疼痛、減少治療后紅斑和色素沉著以及更好促進(jìn)PDT 術(shù)后皮膚屏障的恢復(fù)等。 未來需要更深入的研究以進(jìn)一步明確PDT 治療皮膚老化的精確治療機(jī)制，開發(fā)出更好的光敏劑，選擇合適的激發(fā)光源，促進(jìn)光敏劑在皮膚中的滲透，以及如何更好聯(lián)合應(yīng)用藥物、激光、微針、注射和超聲技術(shù)用于皮膚老化的綜合治療方面。 通過上述方面的進(jìn)一步改善，結(jié)合病人的個(gè)體情況，選擇合適的PDT 治療參數(shù)和手段，才能夠獲得更好的皮膚老化治療效果。