中国抗癌协会

2018年9月12日，国际最牛的CA杂志（影响因子：244.585）发布了最新的全球癌症统计报告。研究估计，2018年，全球范围内将会有1810万癌症新发病例和960万癌症死亡病例。紧接着，2019年1月，国家癌症中心发布了我国最新一期的癌症统计数据。报告显示，2015年全国恶性肿瘤发病约392.9万人，较2014年的380.4万增加12.5万，增长率为3.2%；这意味着，平均每天超过1万人被确诊为癌症，每分钟有7.5人被确诊为癌症。2015年恶性肿瘤死亡病例约233.8万人，平均每天有6405人因癌症死亡。虽然癌症的统计数据通常滞后3年发布，但专家们预测2020年的数据癌症的发病率和死亡率仍将有增长。

图1 2018年发布的我国癌症发病率引自2019-05-26生物_医药_科研

数字触目惊心，每个患者背后都有一个被阴影轮罩的家庭。虽然在过去十余年里，我国癌症生存率呈逐渐上升趋势，但是与美国等发达国家相比还是存在很大差异。差距的根源在于，我国癌症患者早诊早治率低，早诊早治手段缺乏。大部分患者检出癌症已到晚期，失去了最好的治疗时机。医疗届多年来致力于寻找能够早期筛查、早期诊断癌症的方法，寻找能够最少损伤的肿瘤精准治疗方法。基因治疗、免疫治疗、中西医联合治疗、物理治疗等新的方法层出不穷，这里面光动力疗法作为一种肿瘤精确制导的新疗法正在逐渐被人们所熟知。

光动力疗法是什么呢？做个比喻的话，就像是植物的光合作用。先给人体注入一种类似于叶绿素的光敏剂，然后用特定波长的光对光敏剂进行照射，光敏剂就会像叶绿素一样发生化学反应，不同的是，叶绿素是把CO2变成O2，而光敏剂则是把人体内的O2变成一种称为单态氧（1O2）的物质，单态氧是一种毒性物质，可以破坏肿瘤细胞，达到治疗肿瘤的目的。学术界称这种反应叫光化学反应，这种效应称为光动力效应或光敏效应。总之呢，光动力疗法就是利用特定的光激发光敏剂来杀伤肿瘤的。就像下面的图所演示的，光动力疗法分为5个步骤：1.注射光敏剂；2. 等待光敏剂在全身分布；3.光敏剂聚集在肿瘤部位；4.对肿瘤部位进行特定光的照射；5. 肿瘤治愈。

图表2光动力治疗过程示意图

引自论文Xingshu Li et al. Nat Rev Clin Oncol. 2020 Nov;17(11):657-674.

那么在这个过程中，光动力疗法是怎么实现精确制导的呢？它包含了双重靶向，第一重靶向是光敏剂向肿瘤细胞聚集的靶向。我们知道肿瘤细胞之所以闻之色变，是它超快的增殖能力，它的增长速度超过了人体免疫细胞的吞噬和杀伤能力，以至于人体不能自行清除肿瘤，只能任由它占位和侵袭。而光敏剂正是利用了肿瘤的快速增殖能力，快速地在肿瘤部位进行聚集，经过一段时间后，肿瘤内的光敏剂浓度就将显著地超过周围的正常组织。这种光敏剂在肿瘤组织和正常组织之间的巨大的浓度差就是光动力疗法的第一重靶向。

第二重靶向就是定点照光。光的靶向性是众所周知的，特别是在光动力治疗中大部分用的是激光，可以说，指哪打哪，精确到毫米级毫无负担。在直视下或者内镜直视下，将光斑对准肿瘤进行照射，能把手术刀玩转的医生们表示太简单了！

这时候精确制导的效果就出来了，首先肿瘤组织的光敏剂比正常组织浓度高，在光的激发下发生化学反应更加激烈，当治疗的时机选择在肿瘤组织和正常组织光敏剂浓度差最大或者正常组织内光敏剂浓度在安全阈值下而肿瘤内光敏剂浓度在治疗浓度范围内时，肿瘤组织被破坏而正常组织不受损伤；其次用来激发光敏剂的激光的波长是有针对性的，光的波长刚好和光敏剂的激发峰值匹配，比如目前临床上使用的光敏剂喜泊芬，它的激发峰值是630nm，而这个波长的激光，肉眼看是红光，穿透组织的有效深度大概在1cm以内，1cm以外的组织是安全无虞的。

有了这双重靶向，光动力疗法对肿瘤组织的精确杀伤优势就几乎秒杀大部分的治疗方法了。但还不止，最妙的是，光敏剂还会发出位置信号，在另一种波长光的激发下，光敏剂可以发出明亮的红色荧光，肉眼就能清晰的看到，如果在荧光内镜的辅助下就更加清晰了。光敏剂发出的位置信号除了可以更准确的标记肿瘤的位置，还对肉眼可能看不到的肿瘤边界给出了清晰的指示，杜绝了肿瘤治疗不完全的风险。

光动力疗法的精确制导如此厉害，不免就使人担心起激光可能的灼烧作用了。其实这是印象误区。激光的能量是可大可小的，大可作为激光武器，小可用于激光笔。而光动力疗法中激光的能量接近于夏日的太阳光，功率在100-300mW/cm2范围，照在皮肤上有温热的感觉，很舒服，但不会引起皮肤的灼伤。它要发挥杀伤肿瘤的作用必须要光敏剂来配合。单独使用激光照射或者光敏剂注射都不会发生光动力杀伤肿瘤的效果。所以光动力疗法在精确制导的同时也是非常安全的一种治疗肿瘤的方法了。

当然，光动力疗法也有个小小的缺点。由于光敏剂在体内的代谢过程比较缓慢，比如喜泊芬需要一个月作用才能完全从体内排泄出去，除了肿瘤部位的光敏剂被光激发发挥作用外，其他部位的光敏剂只能通过人体自己的代谢途径缓慢的排除体外。而在代谢的这一个月中，皮肤上少量的光敏剂如果暴露在阳光下或者明亮的白炽灯下，还是容易发生皮肤的光过敏反应的，就像是夏日海边游泳不涂防晒霜，免不了红肿脱皮。因此在这期间，患者都会被要求避免强光照射，长衣长裤穿着。不过相信比起手术开刀、化疗恶心呕吐掉头发、放疗无差别打击来说，弱光生活一个月对于大部分患者来说已经是最轻的副作用了。

最后要说的是，由于光动力疗法的精确制导不涉及分子级别的靶向，因此它是广谱的！从头到脚的肿瘤，只要光能够到达的部位，都能采用光动力疗法来治疗。对于小于1cm深度的肿瘤来说，光动力疗法是一种既精准又无创的肿瘤治疗的最佳选择。

感谢专委会基础研究光动力治疗培训基地——李迎新所长团队提供的科普文章。