第一種類型:當(dāng)光敏劑吸收光照后會(huì)轉(zhuǎn)變成三重激發(fā)態(tài) 3PS*,之后與相鄰的光敏分子1PS 之間發(fā)生氫原子轉(zhuǎn)移或電子轉(zhuǎn)移形成離子自由基 (PS−•, PS+•);離子自由基 (PS−•, PS+•) 通過一系列反應(yīng)最后形成羥基自由基 (OH•),羥基自由基能夠干擾核酸、脂肪酸和氨基酸的生物學(xué)功能從而誘導(dǎo)病變細(xì)胞死亡。
第二種類型:能量直接從三重激發(fā)態(tài) 3PS* 轉(zhuǎn)移到基態(tài)分子氧 (3O2),3O2 吸收能量轉(zhuǎn)變?yōu)閱尉態(tài)氧 (1O2)。單線態(tài)氧能夠氧化具有生物活性的大分子,誘導(dǎo)靶組織產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng),從而誘導(dǎo)病變細(xì)胞死亡。
在 PDT 的治療過程中,Type I 型和 Type II 型過程是同時(shí)發(fā)生的,具體是哪一類型反應(yīng)起主導(dǎo)作用,取決于光敏劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)、光敏劑的用量、光敏劑對細(xì)胞的定位、光的波長、腫瘤細(xì)胞差異以及組織中的含氧量等。
圖 1. 三重激發(fā)態(tài)光敏劑的反應(yīng)類型[1]
目前光敏劑主要分為卟啉類和非卟啉類。卟啉類光敏劑主要包括血卟啉衍生物 (HpD)、維替泊芬 (Verteporfin)、二氫卟吩衍生物 (Temoporfin)、5-aminophenolvalic acid (ALA) 及其衍生物和金屬酞菁衍生物;非卟啉類光敏劑是近幾年被科研人員所關(guān)注主要包括吩噻嗪衍生物、吩噁嗪衍生物和 BODIPY 衍生物。
卟吩姆鈉 (Porfimer sodium) 又稱光敏素 II (Photofrin) 其是血卟啉衍生物 (HpD) 中第一個(gè)光敏藥物,其在 1993 年在加拿大批準(zhǔn)用作治療膀胱癌;1995 年在美國批準(zhǔn)用作治療食管癌;1998 年批準(zhǔn)用作治療肺癌;2003 年用作治療食管癌。
金屬酞菁衍生物是一類具有 18 個(gè)電子的大共軛體系化合物,目前 AlPcS4, Photosens ,在俄羅斯主要治療皮膚癌和乳腺癌。但由于化學(xué)成分的限制,Photosens 并沒有在國際上獲得批準(zhǔn);美國凱斯西儲(chǔ)大學(xué)和克利夫蘭大學(xué)醫(yī)院的愛爾蘭癌癥研究中心聯(lián)合開發(fā)的硅酞菁衍生物 (Silicon Phthalocyanine, Pc4) 已經(jīng)進(jìn)行臨床 I 期試驗(yàn);我國福州大學(xué)研制出的福大賽因 (Suftalan zinc, Photocyanine),福大賽因已經(jīng)在 2016 年完成I期臨床研究,正在籌備啟動(dòng) II 期臨床研究。
吩噻嗪衍生物是一類具有獨(dú)特的非平面三環(huán)骨架結(jié)構(gòu)光敏劑,該結(jié)構(gòu)賦予了其摩爾消光系數(shù)較高,水溶性較好以及結(jié)構(gòu)易修飾等特點(diǎn)。目前有眾多研究者報(bào)道該類化合物具有較好的光動(dòng)力療效。
圖 2. a:革蘭氏染色:“雪茄體”;b:薩博羅瓊脂:“鹽和胡椒”菌落;
c:右臂皮膚孢子絲菌病結(jié)節(jié);d:在六次 MB-PDT 治療后的結(jié)果[4]。
吩噁嗪衍生物與吩噻嗪結(jié)構(gòu)相似,近年來許多研究表明,將對母體進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,能夠使其具有良好的光學(xué)性能和生物學(xué)性能。
研究者報(bào)道了 5 種新型吩噁嗪衍生物。研究發(fā)現(xiàn),該 5 個(gè)化合物最大吸收長均在 650 nm。生物測試表明,PS1 和 PS4 對 4T1 癌細(xì)胞和 NIH-3T3 具有顯著的光動(dòng)力效果,且在黑暗條件下,對細(xì)胞基本無毒性,可作為值得推廣的新型抗癌光敏劑。
BODIPY 具有良好的共軛體系且結(jié)構(gòu)易修飾,目前科研人員主要從 meso-位、meso-位氮原子、鹵素原子以及其他基團(tuán)引入合成 BODIPY 衍生物,提高其光學(xué)性能和 ROS 的生成,最終提高光動(dòng)力抗腫瘤效果。
相關(guān)產(chǎn)品 |
Hematoporphyrin 是一種光敏劑,是血紅素結(jié)合蛋白親和色譜底物。當(dāng)暴露于紅光下時(shí),Hematoporphyrin 可以誘導(dǎo) U87 膠質(zhì)瘤細(xì)胞凋亡,并降低體內(nèi)腫瘤的生長。 |
Verteporfin (CL 318952) 是一種用于光動(dòng)力療法的光敏劑,用于消除與年齡相關(guān)的黃斑變性等疾病相關(guān)的眼內(nèi)異常血管。Verteporfin 是一種 YAP 抑制劑,可破壞 YAP-TEAD 相互作用。 |
Pyropheophorbide-a (Ppa) 是用于腫瘤光動(dòng)力療法 (PDT) 的光敏劑。 |
Zinc phthalocyanine 廣泛應(yīng)用于工業(yè) (催化劑、光導(dǎo)體) 和生物醫(yī)學(xué) (光動(dòng)力療法、PDT)。Zinc phthalocyanine 可用于 cyclohexane 的光氧化。 |
JF646,Tetrazine,一種紅色熒光染料包含 tetrazine 基團(tuán)。JF646,Tetrazine 可用于細(xì)胞成像實(shí)驗(yàn)中。 |
PPA-904 是一種特異性的吩噻嗪光敏劑 (photosensitizer),用于光動(dòng)力治療 (PDT) 研究,尤其是在動(dòng)物模型皮膚利什曼病的局部應(yīng)用。 |
Methylene blue (Basic Blue 9) 是一種血管加壓劑,在醫(yī)療中通常用作染料。Methylene blue 是一種光敏劑,可用于高鐵血紅蛋白血癥,神經(jīng)退行性疾病和異環(huán)磷酰胺引起的腦病的研究。 |
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