歷史與發展(HISTORY AND DEVELOPMENT)
光動力效應最初於 1900 年代初期由一位醫學生所研究,他注意到草履蟲 (Paramecium) 的培養物唯有在同時暴露於一種有機染料(acridine)與可見光時才會死亡。他的教授發現此效應具有氧依賴性,並創造「光動力作用」(photodynamic action) 一詞來描述此現象。在人類,Meyer Betz 隨後證實 hematoporphyrin 可誘發深度且持續的全身性光敏感性,包括他自行注射此製劑時亦然。除了在 Wood 燈照射下的螢光特性之外,hematoporphyrin 已被顯示會侷限分佈於腫瘤組織,並在暴露於可見光時誘導腫瘤消退。
臨床 PDT 的現代紀元始於 1970 年代,當時 Dougherty 及其同事將全身給予的 hematoporphyrin 衍生物與可見光結合,用於治療人類的皮膚與皮下惡性腫瘤;他們也確認了單態氧的角色。隨著雷射與光纖內視鏡的問世,PDT 的應用擴展至肺、膀胱與食道的癌症。Hematoporphyrin 衍生物及其後續以卟啉 (porphyrin) 為基礎的同類物需要靜脈給予,且會誘發明顯的全身性皮膚光敏感性,可持續數日至數週,必須嚴格避免戶外與明亮的室內光線。
由於卟啉是相對大型的分子,其經皮吸收不佳。將 PDT 發展為實用皮膚科治療模式的關鍵突破,可歸功於 Kennedy 與 Pottier 的加拿大團隊。在 1980 年代,他們注意到外用一種天然存在的卟啉前驅物 5-aminolevulinic acid(ALA)作為前驅藥物,可藉由誘導皮膚內局部產生 protoporphyrin IX(PpIX;見圖 135.1)而使皮膚光敏化。他們使用外用 ALA 加上寬頻紅光成功治療角質形成細胞癌,消除了與使用全身性卟啉光敏化劑相關的兩大缺點(見上文)。
使用外用 ALA 進行 PDT 的精妙之處,在於它如何利用內源性卟啉生合成途徑(存在於所有具核細胞中)由 ALA 產生 PpIX。此方法的簡便性大幅促進了臨床 PDT 研究,最終促成 1999 年 FDA 核准外用 ALA 加上藍色螢光燈用於治療光化性角化症(actinic keratoses, AKs)。五年後,外用 methyl aminolevulinate(mALA)——ALA 的酯化衍生物——併用紅色發光二極體(light-emitting diode, LED)光,於數個國家被核准用於皮膚科 PDT。隨後證實自然日光也能安全且有效地活化 ALA 以進行皮膚 PDT。

圖 135-1:光敏化劑的遞送以及對標的細胞與組織血管系統的光動力效應。