光動力療法(PDT)是近年來迅速發展起來的壹種新型腫瘤治療技術。其基本方法是將光敏劑輸入人體，經過壹定時間後使其在腫瘤內蓄積。此時，在組織內氧的參與下，會引起光化學反應，生成單線態氧等化學性質非常活躍的活性氧分子或自由基，攻擊和破壞蛋白質、脂質、核酸等重要生物分子，最終使腫瘤細胞死亡，從而達到治療目的。PDT中常用的光敏劑是卟啉，其四吡咯大環吸收600-800nm紅光，引發光化學反應。近年來，有人研究了光敏劑尤其是Photofrin在放射增敏中的應用，並取得了重大進展。
從65438到0955，Schwartz首先註意到卟啉的放射增敏作用，可以提高腫瘤的局部控制。在20世紀60年代，他們報道了銅卟啉對小鼠移植性橫紋肌肉瘤有顯著的放射增敏作用，但這種作用僅在小劑量的光敏劑下出現，但當劑量增加時，它表現出輻射保護作用。Kostron等人報道，用HPD輻射治療後，大鼠神經膠質瘤的生長比對照組慢了40%。
近年來，研究取得了新的進展。本文簡要介紹了光敏劑&輻射增敏劑釓噴酸葡胺(GD-tex，xcytrintm)和Photofrin。
釓噴酸葡胺
特沙菲林是壹種金屬配位的卟啉衍生物，是腫瘤光動力治療中的新型光敏劑。壹系列體內外實驗表明，它們具有光敏和放射增敏作用。在壹些實驗中，Gd-Tex在給藥後2-6小時進行照射。通過檢測細胞生長曲線、最大腫瘤體積和腫瘤重新生長至原體積的時間，療效優於單純放療。臨床試驗，包括III期試驗表明，Gd-Tex耐受性良好，提高了腫瘤治療的療效。
由於Gd是壹種深綠色物質，每天重復應用Gd-Tex(5mg/kg)會導致88%的患者出現可逆的橄欖色皮膚色素沈著。Gd-Tex沒有光敏性，所以沒有光敏反應。Gd-Tex是壹種高度疏水的卟啉，通過膽囊和糞便排泄。如果每天大劑量使用，會引起惡心、嘔吐(44%的患者)和肝功能ALT、GGTP升高等副作用。
Photofrin II
雖然Schwartz等人早在1955報道了HpD的放射增敏作用，但後續文獻報道較少。
體外實驗結果顯示，在有或沒有photofrin 1ug/ml的情況下，用0-8 Gy的X射線照射三種細胞系，即抗輻射的高分化人膀胱癌細胞系RT-4、抗輻射的膠質母細胞瘤細胞系U 373和輻射敏感的結腸癌細胞系HT-29，並在解剖顯微鏡下計數菌落。結果具有輻射抗性的RT-4和U 373細胞集落形成減少，而具有輻射敏感性的HT-29細胞集落形成無明顯差異。
據報道，在動物實驗中將Photofrin的放射增敏作用與許多其他卟啉(Photofrin II、Hp、ZnTPS、二氫卟吩e6、ZnPC、5-ALA和Pp IX)的放射增敏作用進行了比較。在裸鼠中皮下接種人膀胱癌細胞以形成腫瘤後，在註射10mg/kg的各種卟啉光敏劑後24小時或註射ALA後2小時，照射5Gy或15Gy的X射線。每天測量腫瘤的直徑和大小。結果表明，Photofrin 10mg/kg和輻射5Gy組腫瘤生長明顯減慢，空白對照腫瘤倍增時間為6.2天，而Photofrin+輻射5Gy組為10.9天，而X射線5Gy和Photofrin 10mg/kg單獨作用對腫瘤生長幾乎沒有影響。除Photofrin II外，其他幾種卟啉沒有放射增敏作用。
在另壹個動物實驗中，小鼠皮下接種Lewis肉瘤。註射photofrin 5mg/kg或0.5mg/kg，24小時後進行X線3Gy照射。每天連續測量腫瘤直徑。結果表明，單獨註射Photofrin和單獨照射3Gy的小鼠的腫瘤生長率沒有明顯變化。6天後，用Photofrin 5mg/kg照射的小鼠腫瘤體積只有對照組的壹半。也說明Photofrin具有放射增敏作用。
臨床研究
壹項初步臨床研究包括72歲女性、66歲男性和80歲男性***3名患者。前兩例為局部浸潤的晚期膀胱癌，屬於T4期。腫瘤已經侵犯了結腸壁和骶骨，泌尿科確定為不可切除，但沒有發現遠處轉移。1 66歲男性膀胱癌盆底復發患者行回腸轉流術後，泌尿外科也確定是不能切除的復發腫瘤。盆腔和淋巴結采用三維適形放療，劑量為44.8Gy (1.4Gy，每日兩次)。腫瘤用1.4Gy(壹天兩次，每次1.4 Gy)。首次放療前按PDT劑量靜脈註射Photofrin II 1mg/kg。治療後，磁共振圖像顯示，女性患者的腫瘤體積縮小了40%，66歲男性患者的腫瘤體積縮小了30% ~ 35%。80歲男性病例腫瘤體積無明顯變化。考慮到這種腫瘤是高度抗輻射的，獲得這種腫瘤體積的顯著減小是非常重要的。治療後，3例再次分期，2例判定可切除。女性患者的腫瘤被完全切除(R0切除)。切除的腫瘤中發現纖維組織、壞死組織和腫瘤組織。10月行CT、MR及病理檢查，發現腹部及骨轉移，但未見局部復發。1男性患者拒絕手術，隨訪期間未發現遠處轉移，局部腫瘤體積無變化。第3例患者治療後4個月死於腫瘤遠處轉移，治療後隨訪3個月，局部腫瘤體積無變化。
上述研究表明，Photofrin在適當的條件下可以作為放射增敏劑，甚至在高輻射抗性的腫瘤模型，如膠質母細胞瘤和膀胱癌中也可以表現出放射增敏作用。
Photofrin和輻射的結合似乎是壹個飽和的過程。將5Gy提高到15Gy，將卟啉劑量提高到7.5mg/kg並不能提高療效。在最好的情況下，Photofrin的放射增敏系數可以達到3，也就是說，Photofrin加5Gy照射可能獲得15Gy的單純放療效果。
研究表明，Gd-Tex在體內外均表現出放射增敏作用，但其放射增敏效率仍有爭議。目前其他市售光敏劑無放射增敏作用。
此外，最近研究了替拉紮明、RSR 13和用聚乙二醇(PEG)處理的牛血紅蛋白作為臨床低氧腫瘤細胞的放射增敏劑。
Photofrin放射增敏的機制不是很清楚，有幾種學說:①已知X射線能與水反應生成羥基自由基，羥基自由基是壹種細胞毒性很強的分子。Photofrin可能與羥基自由基相互作用，從而增強放療破壞腫瘤細胞的效果。Gd-Tex在受到壹定劑量的輻射照射後，還能增加羥基自由基的濃度，增強破壞細胞的作用。②在放射治療中，電離輻射對細胞造成亞致死性損傷，這種損傷可能轉化為致命性損傷，也可能被修復。Photofrin加輻射可能會阻礙細胞的修復機制，從而增強療效。研究表明，Photofrin中的壹些低聚物在生物環境中強烈聚合，形成類似假膠束的結構。這些寡聚體由於疏水性強，容易在腫瘤細胞內積聚，有助於提高放射治療的療效。
Photofrin’的放射增敏作用意義重大:①Photofrin已獲FDA批準臨床應用，無需做長期昂貴的毒理學研究。②Photofrin對腫瘤有選擇性，但對人體毒性小。皮膚副作用可以通過避光解決。③Photofrin可以兼顧光動力治療和放射治療，是獨特的。
目前也有關於Photofrin放射增敏治療中各種參數對調節腫瘤反應的影響的研究，包括總輻射劑量、註射Photofrin與照射的間隔時間、Photofrin的劑量等。也有研究關註用於腫瘤放射增敏的Photofrin的最小劑量。體內外研究發現，Photofrin對缺氧腫瘤組織具有放射增敏作用，缺氧是某些腫瘤放射治療失敗的重要原因。有人提出，未來可能會同時使用兩種或兩種以上的放射增敏劑，如作為腫瘤特異性/選擇性放射增敏劑的Photofrin，增強缺氧細胞敏感性的替拉紮明等物質，或增強腫瘤細胞氧合的RSR 13，以增強腫瘤控制效果。Photofrin與釓或與壹些錳化合物如二吡啶氧基-5 ’-二磷酸錳(Mn-DPDP)和其他已知的輻射對比增強劑的組合可以將診斷和治療結合起來。順磁性金屬卟啉既可用於造影增強，也可用於放射增敏。