光动力治疗是将光敏剂结合到肿瘤部位，当用一定波长的的激光照射时，会产生大量的活性氧，从而杀伤肿瘤细胞。可见光、光敏剂和活性氧是光动力疗法的三大基本要素。在这三大基本要素中，有较大研究空间的要素只有光敏剂，其通过吸收激光的能量传递给不能吸收光能的分子，促使光反应的发生，而其自身不参与反应，仅仅作为能量传递的载体。经过不断的发展和探索，现如今光敏剂大体划分为三代：第一代以血卟啉衍生物为主；第二代以卟啉、卟吩为主；第三代则是在第二代光敏剂的基础上，与新型材料相结合。
1、第一代光敏剂
第一代光敏剂主要为最早发现的血卟啉类衍生物的混合制剂。光敏素 = 2 \* ROMAN II（卟吩姆钠）是最早批准上市的第一代光敏剂，唯一一种阐明了其各组分化学结构的混合卟啉制剂是我国研制的癌卟啉（血卟啉钠）。有研究表明，不同时期的血卟啉衍生物在有效成分上有所差异，但对肿瘤的治疗效果相近 REF _Ref118635985 \r \h \* MERGEFORMAT [1]。虽然已批准上市用于肿瘤治疗的血卟啉衍生物，在临床治疗中取得了一定疗效，但第一代光敏剂普遍存在化学成分复杂、皮肤光毒性大等缺点，因此需要探索开发新的光敏剂满足临床需求。
2、第二代光敏剂
第二代光敏剂具有更明确的分子结构，靶向性更强，且激发的波长作用的深度更深，可以产生更多的活性氧物质，对肿瘤细胞杀伤能力更强。第二代光敏剂主要分为三类：卟啉类化合物、酞菁类化合物及稠环醌类化合物。
2.1 卟啉类化合物
最具代表的光敏剂分子为5-氨基酮戊酸（5-ALA），其本身不具有光敏剂活性，而合成过程中产生的中间物质原卟啉 = 9 \* ROMAN IX（Pp = 9 \* ROMAN IX）具有荧光性，为吸收光能量的主要物质，5-ALA是人体内血红素合成的起始原料，因此5-ALA也被称为内源性光敏剂 REF _Ref118635977 \r \h \* MERGEFORMAT [2]。基于5-ALA的光动力治疗无法完全透过致密的角质层，因此其主要用于浅表肿瘤的治疗，对增厚的结节病灶治疗效果较差 REF _Ref118635970 \r \h \* MERGEFORMAT [3]。
相较于5-ALA，5-ALA酯类衍生物在皮肤组织中产生Pp = 9 \* ROMAN IX的速率快且荧光强度高，目前已开发出5-氨基酮戊酸甲酯盐酸盐和己基左旋利酸盐酸盐用于光动力治疗。
由我国第二军医大学最先研制的血卟啉单甲醚是一种成分单一、选择吸收性好的疏水性单体卟啉，主要用于肺癌、膀胱癌等肿瘤的诊断和鲜红斑痣和脑胶质瘤的治疗。该光敏剂治疗鲜红斑痣具有不良反应少、安全性高、避光期短、愈合快、色素沉着轻、护理容易、重复治疗间隔短等优点。
二氢卟吩是叶绿素a的降解产物之一，具有良好的吸光性能，可作为一种良好的光敏剂。二氢卟吩类光敏剂在650nm-700nm具有最大的能量吸收，能产生大量的单线态氧，并且对肿瘤选择性大 REF _Ref118635963 \r \h \* MERGEFORMAT [4]。替莫泊汾于2001年在欧洲正式被批准用于传统治疗方法失败的晚期头颈部肿瘤患者的局部治疗。他拉泊芬钠对食管癌及口腔鳞状细胞癌的治疗具有一定的疗效。福托隆是二氢卟吩e6与聚乙烯吡咯烷酮按1：1组成的复合物，可用于皮肤癌和黏膜肿瘤的治疗。帕力泊芬是细菌叶绿素与钯配位化合物，具有水溶性，已于2017年被EMA批准上市，用于前列腺癌的治疗。
2.2 酞菁类
酞菁是具有四氮杂四苯并卟啉结构的人工合成化合物，结构类似于自然界中的卟啉。酞菁具有很强的配位能力，几乎与所有金属都可配位，与金属配位后其激发波长达到700-800 nm，具有很强的穿透力。磺酸基可以增加酞菁的亲水性，一般两个磺酸基取代的酞菁化合物既保留了光敏性，也提高了亲水性。磺化铝酞菁、硅酞菁、锌酞菁等酞菁类光敏剂均已进入临床实验研究阶段，用于不同肿瘤的治疗。
2.3 稠环醌类
稠环醌类光敏剂是从菌类植物中发现的一种天然光敏剂，主要包括竹红菌素、姜黄素、金丝桃素等。
竹红菌素是从云南箭竹竹红菌中提取的天然光敏剂，主要有竹红菌甲素和竹红菌乙素，在碱性条件下，竹红菌甲素可转化成竹红菌乙素 REF _Ref118635951 \r \h \* MERGEFORMAT [5]。竹红菌素在有机溶剂中溶解性较好，难溶于水，单独竹红菌素的光动力治疗细胞死亡率很低。脂质体作为一种药物运输载体，竹红菌素与脂质体结合后，不仅改善了水溶性，在光动力疗法中也有效的促进了癌细胞的死亡。低光毒性、高活性氧产率的竹红菌素是一类发展前景广泛的光敏剂。
姜黄素是从姜科、天南星科等植物的根茎中提取出的一类具有二酮结构的化合物，姜黄素自身就有光敏性，其荧光的最大激发波长为 425 nm，最大发射波长为530nm REF _Ref118635945 \r \h \* MERGEFORMAT [6]。
金丝桃素是从天然中草药贯叶金丝桃中提取的具有生物活性的萘骈二蒽酮类化合物。一般将594nm波长作为光动力治疗的激发光波长。为了改善金丝桃素的水溶性，吐温80对金丝桃素的包合率最大，增溶效果最好。金丝桃素作为光敏剂并应用光动力疗法可以对白血病细胞通过caspase途径诱导细胞凋亡 REF _Ref118635939 \r \h \* MERGEFORMAT [7]。金丝桃素介导的光动力治疗光毒性低、穿透能力强，这也使得金丝桃素有望成为适用临床治疗的光敏剂之一。
3、第三代光敏剂
第三代光敏剂是在第二代光敏剂的基础上，与具有生物特性的物质相结合，以提高光动力治疗的靶向性，随着纳米技术的不断发展和进步，纳米材料在生物医药领域的应用范围不断拓展。纳米材料易与很多物质形成复杂的化合物，纳米颗粒使光敏剂分子比表面积增大的同时也提高了其化学活性。金属化合物很早就应用于肿瘤的治疗，最近研究表明金属基纳米粒子可作为光敏剂、传递载体和上转化工具 REF _Ref118635932 \r \h \* MERGEFORMAT [8]。基于金属的纳米颗粒可以用作疏水性PS的载体。并通过EPR效应将其递送至不同的肿瘤部位。但金属纳米粒子可能对细胞、动物甚至人类都有毒性，因此金属纳米粒子能否应用于光动力治疗仍然是一个巨大的挑战。
参考文献
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