中国抗癌协会

01

新型光敏剂提高光动力疗法前景

       随着医工结合技术的高速发展，研究人员发现纳米材料可以提高光敏剂对肿瘤的特异性。纳米材料在肿瘤中聚集，这是由于肿瘤血管渗透导致的穿透和滞留效应增强所致。此外，通过改造传统光敏剂用于肿瘤光动力治疗，效果更佳。为了克服实体瘤中乏氧微环境对光动力疗法的限制，研究人员开发了一种不依赖氧气的超分子光敏剂^[77]，当细胞内存在丰富的丙酮酸时会氧化水产生羟基自由基（•OH）杀伤肿瘤细胞。该研究首次报道了一种超分子光敏剂，它通过氧化水来产生•OH，用于不依赖氧的光动力疗法。为光动力疗法治疗实体瘤开辟了新途径。

02

光动力联合治疗增强抗肿瘤免疫

       在某些情况下，光动力疗法不足以治愈疾病时，可以采取联合疗法。联合方案旨在通过添加或协同作用提高两种疗法的治疗效率。研究人员提出了聚合物−金属−有机框架（PMOFs）NPs^[78]，用于协同PDT并增强干扰素基因（timulator of interferon genes, STING）激活以提高免疫治疗效果。将STING激动剂SR-717添加到PMOF的多孔结构中，得到了SR@PMOF NPs。在静脉注射和肿瘤积聚后，将肿瘤暴露于光照下。NPs产生的1O2可以杀死相关的肿瘤细胞，释放肿瘤相关的抗原和DNA片段。同时1O2可以使硫缩酮键断裂，导致MOF颗粒的分解和SR-717释放，用于联合光动力免疫治疗。释放的肿瘤相关抗原、DNA片段和SR-717可有效激活STING通路，促进树突状细胞的成熟，树突状细胞转移到淋巴结，使CD8+T细胞极化。

03

光敏剂在光动力研究中的治疗进展

       光敏剂在光动力治疗中的研究进展是当前医学领域的热点之一。光动力治疗作为一种新型的肿瘤治疗方法，通过将光敏剂注入患者体内，再利用特定波长的光照射患处，从而达到杀灭肿瘤细胞的效果。近年来，随着科技的不断进步，光敏剂的研究也取得了显著的进展。研究人员不断探索新的光敏剂，以提高光动力治疗的疗效和安全性。同时，针对光敏剂的携带和靶向输送技术也得到了广泛的关注和研究。光敏剂在光动力治疗中的研究进展为肿瘤治疗领域带来了新的希望，相信随着技术的不断成熟，光动力治疗将成为一种重要的治疗手段。

04

光动力疗法联合免疫疗法进展

       PDT增强抗肿瘤免疫依赖于T细胞的激话。而T细胞的激话是由PDT后4-8小时内发生的急性炎症程度介导的。急性炎症的特征是中性粒细胞迁移到治疗肿瘤和肿瘤引流淋巴结。随着T细胞活化的增加。IFN-T细胞表达增加。抗肿瘤免疫能力的增强与免疫检查点抑制分子在肿瘤和免疫细胞上的表达增殖有关。免疫检查点抑制剂的应用既可以提高PDT的疗效，又可以改善抗肿瘤T细胞的功能状态。研究报道了:纳米级金属-有机骨架(Nanoscale metal-organic frameworks，nMOFs)一种在癌症PDT高效的光敏剂，nMOFs通过光敏配体的位置分离和其结构多孔的特性，易于O2的产生及扩散，在体内、外试验中均有极大的提升PDT效果^[79]。nMOFs介导的PDT和一种免疫治疗剂可引起全身的抗肿瘤免疫，具有显著增强检查点抑制肿瘤免疫治疗的潜力^[80]。

05

基于天然产物PDT的最新进展

       由于毒性较小，植物及其成分自古以来就被用于癌症治疗^[81]。该植物含有一种普通的活性化合物，因为光敏剂本身就含有潜在的不一致之处。植物含有可用于光动力疗法的不同植物成分。例如半枝莲、蚕排泄物里可提取脱美叶绿酸a，对人子宫肉瘤和人结直肠腺癌的光毒性作用；姜黄素对神经祖细胞具有细胞毒性；茜草科开花植物提取的醌类可用于治疗乳腺癌^[82]；宽叶刺头提取的噻吩类针对皮肤和宫颈肿瘤等恶性肿瘤具有细胞毒性；金丝桃素用于膀胱癌、鼻咽癌；真菌种类提取的β-葡聚糖激活免疫系统以对抗早期和晚期癌症；抗坏血酸可用于急性粒细胞白血病

06

PDT 中调节肿瘤缺氧的策略

       肿瘤的缺氧特性严重阻碍了PDT的效率。为了解决这一问题，纳米材料的创新成为缺氧肿瘤PDT发展的核心动力。这些基于纳米材料的策略可分为三个领域，包括不依赖氧的光疗、节氧PDT和补氧PDT。无氧光疗法包括光生洞疗法、光声疗法和光酸疗法。节氧光动力疗法包括线粒体抑制和部分光动力疗法。补氧 PDT 包括使用微/纳米马达、生物氧发生器、光驱动水分裂、改善肿瘤血液循环和肿瘤 H2O2分解等方法。

07

光源技术的创新

       PDT的有效性在很大程度上依赖于光源的特性，包括其波长、功率密度、光照时间等。近年来，随着新技术的发展，光源方面的研究取得了显著的进展。近红外光因其较深的组织穿透能力而受到关注。研究人员正在开发新型光敏剂，这些光敏剂可以被NIR光激活，从而使PDT能够治疗更深层的肿瘤。另外，一种新型光纤设计，如微型光纤设备，通过递送局部免疫检查点阻断抗体与PDT相结合，可以延缓肿瘤生长并引发持久的抗肿瘤免疫反应。光声成像技术是一种新兴的光源应用技术，通过特定波长的光照射体内，光能被吸收后转化为声波，利用这些声波可以生成高分辨率的肿瘤成像，这不仅有助于精确定位肿瘤，还可以检测PDT治疗过程中肿瘤的响应。

08

元宇宙技术应用

       元宇宙技术是近年来科技领域的一个热门话题，通过集成虚拟现实、增强现实、混合现实以及人工智能等先进技术，为医疗领域带来了前所未有的变革和潜力。白春雪教授及他的同事们在共识中表示元宇宙医学的条件已经成熟[83]。元宇宙技术应用于PDT已有实例，利用术前患者核磁图像构建3D可视化模型并在术中准确定位肿瘤过度灌注区域协助PDT已经成为现实^[84]。元宇宙技术还可以提供远程医疗、手术模拟、医学教育等多个方面^[85]，具有巨大潜力。随着技术的进一步成熟，预计未来将会扮演更重要的角色。

09

无线脑光动力治疗

       近红外光可激活上转换纳米粒子（Upconversion nanoparticles，UCNP）通过将深层组织穿透的近红外转换为可见光来实现基于无线的光疗。因此，UCNP是用于深部肿瘤光动力治PDT的理想无线换能器。然而，未隔离的UCNPs保留在组织中，去除选择最少，限制了它们的临床转化。为了解决这一缺点，开发了生物相容性UCNPs植入物，以在灵活的光学导板设计中提供上转换光子特性。为了提高其可转化性，UCNPs植入物采用FDA批准的聚乙二醇二丙烯酸酯芯材制成，并包覆氟化乙丙烯。UCNPs植入物的发射光谱可以调整为与临床相关光敏剂5-ALA的吸收光谱重叠。UCNPs植入物可以无线传输上转换可见光，长度为8厘米，并且即使植入皮肤或头皮下，也可以以可弯曲的方式传输。通过该系统，证明基于 NIR 的慢性 PDT 可以在小鼠异种移植GBM模型中以不受束缚和非侵入性的方式实现。据推测，这种封装的 UCNP 植入物代表了无线深部组织光疗的转化转变，因为它能够在不影响无线深层组织光传输的情况下隔离 UCNP。

10

GBM医疗器械进展

       PDT 根据所需的手术干预可分为两种类型——① 间质性 PDT （Interstitial PDT , iPDT）——这是一种微创手术，适用于肿瘤存在于雄辩区域的患者或无法接受开颅手术的脆弱患者和 ② 腔内 PDT——可以接受完全或部分切除的脑肿瘤， PDT 可以在手术结束时在肿瘤腔内进行。间质PDT—在神经胶质瘤患者中使用iPDT通常是通过使用立体定向坐标在肿瘤内放置多根带有扩散器的光纤来实现的。在 iPDT 之前，需要考虑多种技术考虑因素，例如，需要选择正确的光扩散器几何形状以达到目标肿瘤的最大光漂白，实现这一目标所需的扩散器数量，对所述扩散器的放置进行全面规划以消除对大脑雄辩区域的任何不利影响，最后选择正确的肿瘤大小和位置以提供有效和安全的效果iPDT 。主要挑战之一是在给定肿瘤体积的最大光刺激和最小化对正常脑组织的热损伤之间取得平衡。为了克服这个问题，建模研究已经确定，与平面扩散器相比，圆柱形扩散器具有更好的光分布，并且对正常组织的热敏感性降低。然而，扁平扩散器在治疗靠近大脑雄辩区域的肿瘤时具有优势，因为它提供的光通量比使用圆柱形扩散器下降得更快^[86]。


【主编】

胡韶山     浙江省人民医院

【副主编】

王洪武    北京中医药大学东直门医院

胡效坤    青岛大学附属医院

高社干    河南科技大学第一附属医院

陈谦明    浙江大学医学院附属口腔医院

李瑞珍    北京大学深圳医院

邹   珩    北京中医药大学东直门医院

【编委】（按姓氏拼音排序）

毕   红    安徽大学材料科学与工程学院

陈   昊    兰州大学第二附属医院

程永毅    陕西省人民医院

但红霞    四川大学华西医院附属口腔医院

董佳玮    哈尔滨医科大学第二附属医院

范惠珍    江西省宜春市人民医院

黄明东    福州大学

胡   冰    上海东方肝胆医院

胡林军    北京桓兴肿瘤医院

李   敬    四川大学华西医院附属口腔医院

刘   昱    北京大学深圳医院

唐瑶云    湖南湘雅医院

田   军    中国医学科学院肿瘤医院深圳医院

王秀丽    上海市皮肤病医院

王春喜    解放军总医院第一医学中心

王佩茹    上海市皮肤病医院

王   楠    浙江省人民医院

吴裕文    江西省宜春市人民医院

谢   蕊    哈尔滨医科大学肿瘤医院

闫秀伟    浙江省人民医院

阴慧娟    中国医学科学院生物

曾   昕    四川大学华西医院附属口腔医院

张梦曦    河南科技大学第一附属医院

赵   行    四川大学华西医院附属口腔医院

参考文献（References）

[77]Teng K. X., et al., (2023) Supramolecular Photosensitizer Enables Oxygen-Independent Generation of Hydroxyl Radicals for Photodynamic Therapy. J Am Chem Soc, 

[78]Zhou Q., et al., (2023) Oxidation-Responsive PolyMOF Nanoparticles for Combination Photodynamic-Immunotherapy with Enhanced STING Activation. ACS Nano,  17, 9374-9387.

[79]Duan H., et al., (2023) Recent advances in the nanoarchitectonics of metal-organic frameworks for light-activated tumor therapy. Dalton Trans,  52, 16085-16102.

[80]Luo J., et al., (2022) Enhancement of antitumor immunotherapy using mitochondria-targeted cancer cell membrane-biomimetic MOF-mediated sonodynamic therapy and checkpoint blockade immunotherapy. J Nanobiotechnology,  20, 228.

[81]Kumar S., et al., (2021) Natural compounds targeting major signaling pathways in lung cancer. 821-846.

[82]Mugas M. L., et al., (2021) Photodynamic therapy of tumour cells mediated by the natural anthraquinone parietin and blue light.  214, 112089.

[83]Yang D., et al., (2022) Expert consensus on the metaverse in medicine. Clinical eHealth,  5, 1-9.

[84]Dong J., et al., (2023) Using mixed reality technique combines multimodal imaging signatures to adjuvant glioma photodynamic therapy. Front Med (Lausanne),  10, 1171819.

[85]Sandrone S., (2022) Medical education in the metaverse. Nature Medicine,  28, 2456-2457.

[86]Foo C. Y., et al., (2022) Medical Device Advances in the Treatment of Glioblastoma. Cancers (Basel),  14,