光動力療法治療尖銳濕疣的研究進展

包振宇，鄒先彪，楊宇光，張云杰

尖銳濕疣又稱生殖器疣，是一種常見的性傳播疾病（sexually transmitted disease,STD），病原體主要為人乳頭瘤病毒（human papillomavirus,HPV）。尖銳濕疣的治療手段很多，如二氧化碳激光、液氮冷凍、細胞毒藥物外用以及使用干擾素、抗病毒藥物等，但其復發仍是臨床較棘手的問題[1]。20世紀90年代以來被廣泛運用于臨床的光動力療法（photodynamic therapy,PDT）對尖銳濕疣，特別是對其亞臨床感染的治療提供了新的方法。本文就PDT治療尖銳濕疣的進展進行綜述。

1 尖銳濕疣的疾病特點

尖銳濕疣的病原體HPV是一種DNA雙鏈病毒，人是HPV的惟一宿主，目前發現的病毒類型已超過100多種，其中能引起尖銳濕疣的常見類型為HPV6型和11型[2]。HPV由皮膚或黏膜的微小創傷進入體內，感染表皮的基底細胞。HPV感染可以引發機體局部或全身的免疫反應，清除病毒及感染的角質細胞，所以絕大部分HPV感染無任何臨床癥狀，只有少部分HPV感染伴有癥狀或病理損害，甚至一部分進展為惡性腫瘤如宮頸癌等，這提示病毒感染后存在著免疫逃逸現象。尖銳濕疣疾病特點包括：①HPV為非溶細胞病毒，通過上皮的微小破損感染基底層角質形成細胞（keratinocyte,KC）（不侵犯基底膜）。其生命周期隨著基底層KC向上移行分化成熟而完成。HPV基因表達及蛋白合成僅限于KC，病毒裝配及成熟均發生于鱗狀上皮分化良好的細胞內，最終成熟病毒顆粒從感染上皮表面排出[3]。因此，HPV抗原難以接觸感染局部的抗原提呈細胞而被識別，不易啟動固有免疫反應以及激活適應性免疫，使HPV得以在感染局部繁殖并持續存在。所以HPV的上皮內生命周期使其得以逃避宿主固有免疫系統的識別及免疫應答。②在臨床上治療尖銳濕疣的方法很多，如冷凍、激光、微波、藥物等治療，這些治療方法只能去除肉眼可見的疣體，對于亞臨床及潛伏感染則沒有效果。而有研究表明，疣體周圍1.0～1.5 cm的皮膚或黏膜組織內均存在HPV，這就使得尖銳濕疣的復發率達到了70%[4]。③對于一些特殊部位（如肛管內、男性尿道內等）的尖銳濕疣，利用目前常規治療方法不宜操作且副損傷較大。④目前的診斷方法（如醋酸白實驗）假陽性率和假陰性率較高，對于一些臨床無表現的女性高危HPV感染者不能早期發現，容易導致宮頸上皮內瘤樣變或宮頸癌的發生。以上疾病特點造成HPV感染較難控制，使得尖銳濕疣成為第三大STD，嚴重影響了患者的身心健康。因此，如何有效預防和治療尖銳濕疣一直是皮膚科醫生所關注的方向。

2 PDT治療原理及影響因素

2.1 治療原理 光敏劑接受特定波長光的光能后，由基態變成激發態。處于激發態的光敏物質很不穩定，迅速經過化學退激過程釋放出能量而返回基態。在有氧條件下，這一能量釋放的過程產生多種活性氧物質（reactive oxygen substance,ROS），其中最主要的是單線態氧。ROS能與多種生物大分子相互作用，使細胞的結構和功能受到嚴重影響，造成靶組織的損傷，從而達到PDT的治療目的。

2.2 影響因素 PDT須具備3個要素，即光敏劑、激發光和分子氧。

2.2.1 光敏劑 光敏劑一般在PDT中起著能量傳遞的作用[5]。因光敏劑的選擇性吸收和半衰期不同，它在增殖細胞中的濃度高于周圍正常組織。在光照的情況下它逐漸失活，從而導致活性總體水平降低，臨床上可以通過對其劑量的調控及合適時間間隔的光照來優化PDT殺傷的強度和范圍，充分地使病變組織細胞凋亡或壞死，從而獲得最大的治療效果。

第1代光敏劑是血卟啉衍生物。它是一種混合物光敏劑，只能采取靜脈給藥方式，給藥后迅速分布于機體的血管和組織中，因此在給藥后即刻進行光照能起到良好的血管封閉作用。其最適宜的波長為630 nm，但此波長穿透組織有限（＜0.5 cm），殺傷作用較弱，同時，其體內代謝慢，在給藥后4～6周還具有較強的皮膚光毒性，需要較長時間避光[6]，以上不足限制了此類光敏劑的進一步使用。

第2代光敏劑多為卟啉類化合物的衍生物。該類光敏劑的特點是結構明確，殺傷作用強，不良反應少，可多途徑給藥，是目前應用最廣的光敏劑。最具代表性的是5－氨基酮戊酸（5－aminolevulinic acid,5－ALA），也是目前最常用的外用光敏劑[7]，適合應用于皮膚科疾病的治療。5－ALA是體內合成血紅素的前體物質，在體內含量輕微，外源性的5－ALA被組織細胞吸收，在體內一些酶的作用下轉化成原卟啉Ⅸ，在適合波長光作用下生成ROS，產生光毒性，殺傷細胞。

第3代光敏劑主要是在第2代基礎上交聯一些化合物（如多聚體、脂質體等）發展來的，可以提高對病變組織的選擇性。通過誘導腫瘤細胞的DNA損傷來評價其作用效果是發展第3代光敏劑的一個重要思路[8]，目前該類光敏劑多處于動物實驗階段，還未進入臨床應用，但確是未來應用發展的方向。

2.2.2 光源 光在PDT中提供激發能量。光源可分為傳統光源和激光。傳統光源可分為4種類型：白熾燈、高壓電弧燈、低壓電弧燈和發光二極管[9-10]。白熾燈就是傳統的燈泡，其光波長為400～760 nm；電弧燈內含有一種氣體，在高溫下可以導電，高壓電弧燈內含有汞或氙，而低壓電弧燈含有熒光材料，常被應用于傳統的室內照明；發光二極管是一個小型的半導體，波段狹窄（20～50 nm），且沒有相應的紅外發射。發光二極管的缺點是因為光線產生散射，所以不容易聚焦在目標組織上。而激光相對于傳統光源具有單色性好、方向性好、亮度高和相干性好等優點，所以常被用于PDT。產生激光的裝置是激光器，包括二極管激光器（632～670 nm）和脈沖染料激光器（585～595 nm）。

光源的選擇一般應結合光波的光譜和光敏劑的吸收譜，因原卟啉Ⅸ的吸收波長為632 nm，而可見光中紅光的波譜為622～770 nm，與其相匹配，因此臨床上常用紅光作為5-ALA的激發光。但對于單一光源來說，隨著照射時間增加，會產生紅移現象，導致光子能量下降，ROS的產量降低，影響治療效果。而由于激光器所發出的激光可以持續補充光子，則避免了紅移現象，因此目前PDT中激光作為首選的激發光。

2.2.3 分子氧 氧是光動力作用的三個因素之一，是參與光動力作用的重要反應物，組織中氧的濃度對PDT的效果起著重要的作用。組織中的氧在PDT中的作用主要是生成ROS，包括單線態氧，因其細胞毒作用而殺傷異常增生的細胞。一般而言，實體增生組織中的氧濃度常比正常組織低，但有研究表明，一些血運豐富的實體增生組織中氧含量是高的，主要見于皮膚黏膜的增生組織，PDT對這類組織的治療效果良好[11]。但隨著治療的進展，局部血管的破壞導致血運減少，常使得局部氧的含量逐漸減少，這樣又會影響PDT的治療效果。筆者認為，人為增加局部組織氧含量可以增強PDT的治療效果，目前尚無這方面的研究，可以作為下一步的研究方向。而且，現在已經能夠實時監測局部組織的氧含量，這為研究及臨床應用提供了便利條件。

3 PDT治療尖銳濕疣的臨床應用

PDT最早應用于腫瘤的診斷與治療，后來在治療鮮紅斑痣、基底細胞癌、日光性角化等疾病方面也取得了良好的療效。近年來，PDT應用于病毒性感染尤其是尖銳濕疣治療的效果非常顯著。5-ALA作為一種光敏劑，因其對腫瘤細胞和增生旺盛細胞的選擇性殺傷作用[12]，常被應用于尖銳濕疣的PDT中。利用5-ALA的光敏特性及病變組織的選擇性吸收特點，不僅可以去除肉眼可見的小疣體，同時更能清除疣體周圍組織內的病毒，有利于降低復發率。有研究表明，5-ALA-PDT可以使尖銳濕疣的復發率降為10%左右[13]。一般認為，PDT治療尖銳濕疣的機制有以下幾種。

3.1 抑制細胞增殖及誘導細胞凋亡 HPV作用可以改變宿主細胞某些基因（如PCNA、Ki-67等）的表達，這些基因的改變可以對細胞周期的調控造成影響，導致細胞的異常增殖。而有研究表明5-ALAPDT治療尖銳濕疣可誘導細胞表面凋亡蛋白Fas和Bax的表達以及減少凋亡抑制因子Bcl-2的表達，從而抑制感染細胞的異常增殖，促進尖銳濕疣細胞的凋亡[14]。其凋亡途徑包括線粒體介導的凋亡（內源性途徑）和死亡受體介導的凋亡（外源性途徑）。在第1種途徑中，線粒體是細胞凋亡轉導信號的信息樞紐，線粒體功能破壞引起細胞色素C外流，活化caspase9后激活細胞凋亡過程。而在第2種途徑中，作為腫瘤壞死因子家族的死亡受體受到外界刺激后，通過caspase8誘導發生細胞凋亡。有研究表明，光敏劑5-ALA在體內轉化為原卟啉Ⅸ，而原卟啉Ⅸ主要集聚在細胞線粒體上，在與氧結合后生成有細胞毒作用的ROS，損傷線粒體，從而引發內源性途徑的細胞凋亡[15]。所以，在5-ALA-PDT治療尖銳濕疣時，內源性途徑常起主要作用。細胞的死亡不僅有受基因調控的程序性死亡（凋亡），還包括非程序性壞死，即PDT作用后可以導致細胞內三磷酸腺苷快速消耗，細胞膜的完整性被破壞，細胞質外流，使得受損細胞迅速死亡。PDT作用于細胞后是出現凋亡還是壞死，這與光敏劑的定位及治療劑量（光敏劑的濃度及光照總量）有關。一般認為，光敏劑定位于線粒體和內質網多引發凋亡，定位于細胞膜和溶酶體多引起壞死；而較低的治療劑量常導致凋亡發生，高劑量時則出現壞死。王秀麗等[16]在用5-ALA-PDT治療尖銳濕疣時發現，治療3 h后出現線粒體一端腫脹、內質網膜結構斷裂以及典型的凋亡小體，5 h后出現大量的KC變性壞死。

3.2 對增生血管的直接損傷作用 尖銳濕疣典型的臨床表現就是出現增生的疣體，病理顯示不僅表皮KC增生，真皮內血管也出現異常增生。有研究表明，在疣體組織內血管內皮生長因子、一氧化氮合酶和環氧化酶2等的表達較正常組織中顯著增強，它們的生理作用均與血管生成有關，這些因子的增強可能抑制血管內皮細胞的凋亡，且會促進其進一步增殖，從而有助于尖銳濕疣組織內的血管生成[17]。PDT所產生的單線態氧和自由基可以直接損傷增生組織的血管內皮細胞，導致基膜暴露以及血小板和中性粒細胞的集聚，產生血管收縮和塌陷，誘發一些凝血因子（如凝血酶、血栓素等）的釋放，形成血栓，影響局部血供[18-19]，從而可以導致異常增生的細胞出現壞死。光動力的這種抗血管效應也常應用于腫瘤、鮮紅斑痣等的治療[20]，所以PDT在應用于這種血管增生性疾病的治療方面有很好的前景。

3.3 誘發機體局部免疫反應 有研究表明，尖銳濕疣的發病原因與機體的免疫功能異常有關。王麗華等[21]研究發現，尖銳濕疣患者局部皮損中CD4+T淋巴細胞水平降低，CD8+T淋巴細胞水平略升高，CD4/CD8比值降低，這與秦君璞和張帝開[22]的研究結果相一致，說明機體的細胞免疫功能低下是尖銳濕疣發病的主要原因。國外有研究發現在用5-ALA-PDT治療尖銳濕疣后的48 h即出現了CD4+T淋巴細胞水平明顯升高，CD8+T淋巴細胞水平略升高，CD4/CD8比值升高[23]；張云鳳等[24]在研究PDT治療尖銳濕疣時也得出同樣結果，提示PDT可以激活機體免疫系統，增強抗病毒能力。

4 結 語

尖銳濕疣是臨床常見的STD，其發病率和復發率均較高。因PDT可以顯著降低尖銳濕疣的復發率，所以PDT是目前治療尖銳濕疣，尤其是特殊部位（如肛管內、男性尿道內）尖銳濕疣的首選方法。歐洲皮膚病學會PDT治療指南中尖銳濕疣的應用推薦級別為B，證據水平為Ⅰ[25]。但PDT治療尖銳濕疣的機制尚不完全清楚，特別是免疫學機制研究不多。相信隨著研究的深入，PDT在治療皮膚科疾病方面一定會有更好的應用前景。

[1] 袁偉，賈常莎.尖銳濕疣組織中微衛星DNA的改變與HPV感染的相關性［J］.中國皮膚性病學雜志，2011，25(8):597-600.

[2]Stanley MA．Genital human papillomavirus infections:current and prospective therapies［J］．JGen Virol,2012,93(Pt 4):681-691．

[3] 劉錫光，劉忠，田厚文.人乳頭瘤病毒感染及其防治［M］.北京：人民衛生出版社，2009:28-32.

[4]van der Snoek EM,van Loon AM,Lammers AM,etal.Anogenital warts and human papillomavirus:knowledge,perceived nuisance and risk perception in Dutch soldiers［J］.Int JSTD AIDS,2012,23(7):512-515.

[5]Lovcll JF,Liu TW,Chen J,et al.Activatable photosensitizers for imaging and therapy［J］.Chem Rev,2010,110(5):2839-2857.

[6] 劉慧龍，劉端祺.光動力學療法中光敏劑的研究和展望［J］.中國新藥雜志，2012，21(12):1346-1353.

[7] 徐輝，仇萌，鄒先彪.光動力療法在真菌感染性疾病中的應用［J］.中國真菌學雜志，2014，9(3):189-192.

[8]萬丹丹，王宏.光動力療法對腫瘤細胞DNA損傷的研究進展［J］.醫學綜述，2013，19(14):2552-2554.

[9]Tierney E,Barker A,Ahdout J,et al.Photodynamic therapy for the treatment of cutaneous neoplasia,inflammatory disorders,and photoaging［J］.Dermatol Surg,2009,35(5):725-746.

[10]李亞楠，王怡喬，潘鐵成，等.腫瘤光動力療法：理論基礎及治療策略［J］.中國激光醫學雜志，2014，23(2):98-106.

[11]Matsumoto S,Batra S,Saito K,et al.Antiangiogenic agent sunitinib transiently increases tumor oxygenation and suppresses cycling hypoxia［J］.Cancer Res,2011,71(20):6350-6359.

[12]張云杰，鄒先彪，楊宇光，等.5-氨基酮戊酸光動力治療肛周尖銳濕疣的護理［J］.傳染病信息，2010，23(3):178-180.

[13]鄒先彪，張云杰，楊宇光，等.三階段光動力療法治療男性尖銳濕疣［J］.中國激光醫學雜志，2010，19(4):235-238.

[14]黎倩，彭學標，江麗芬，等.ALA-光動力療法對尖銳濕疣皮損中凋亡相關因子表達的影響［J］.皮膚性病診療學雜志，2012，19(1):22-24.

[15]Chen X,Zhao P,Chen F,et al.Effect and mechanism of 5-aminolevulinic acid-mediated photodynamic therapy in esophageal cancer［J］.Lasers Med Sci,2011,26(1):69-78.

[16]王秀麗，王宏偉，王海山，等.5-氨基酮戊酸光動力治療尿道尖銳濕疣臨床與實驗研究［J］.應用激光，2005，25(2):139-141，108.

[17]Andrzejak M,Price M,Kessel DH.Apoptotic and autophagic responses to photodynamic therapy in 1c1c7 murine hepatoma cells［J］．Autophagy,2011,7(9):979-984.

[18]Ben-Hur E,Heldman E,Crane SW,etal.Release of clotting factors from photosensitized endothelial cells:a possible trigger for blood vessel occlusion by photodynamic therapy［J］.FEBS Lett,1998,236(1):105-108.

[19]周揚，黃乃艷，顧瑛.光動力療法治療鮮紅斑痣的研究進展［J］.中國激光醫學雜志，2011，20(1):54-57.

[20]Nowak MS,Jurowski P,Grzybowski A.A prospective study on different methods for the treatment of choroidal neovascularization.The efficacy of verteporfin photodynamic therapy,intravitreal bevacizumab and transpupillary thermotherapy in patients with neovascular age-related macular degeneration［J］.Med Sci Monit,2012,18(6):CR374-380.

[21]王麗華，王玉坤，趙東，等.尖銳濕疣局部細胞免疫功能狀態與人乳頭瘤病毒型的相關性研究［J］.中國麻風皮膚病雜志，2004，20(3):242-244.

[22]秦君璞，張帝開.尖銳濕疣的診治［J］.中國實用婦科與產科雜志，2014，30(9):675-679.

[23]Giomi B,Pagnini F,Cappuccini A,eta1.Immunological activity of photodynamic therapy for genital warts［J］.Br JDermatol,2011,164(2):448-451.

[24]張云鳳，繆飛，王宏偉，等.氨基酮戊酸光動力治療尖銳濕疣局部免疫反應的研究［J］.中華皮膚科雜志，2013，46(5):309-312.

[25]Morton CA,Szeimies RM,Sidoroff A,et al.European guidelines for topical photodynamic therapy part 2:emerging indications--field cancerization,photorejuvenation and inflammatory/infective dermatoses［J］.JEur Acad Dermatol Venereol,2013,27(6):672-679.