不同波长激光治疗白色念珠菌病过程中的作用机制及治疗进展*

王赛男 李 新 卢恕来

念珠菌病是真菌—念珠菌属感染所引起的皮肤黏膜疾病。近年来，由于抗生素和免疫抑制剂在临床上的广泛应用，放射医学不断发展，导致发生菌群失调或免疫力降低的人数明显增多，正常菌丛生长受到抑制，而使内脏、皮肤、黏膜被真菌感染者日益增多。浅部真菌感染作为最常见疾病之一，虽然很少危及生命，但却严重影响着患者的生活质量，甚至可能造成侵入性、系统性感染，其中最常见的真菌病原体是白色念珠菌[1]。由白色念珠菌引起的浅部真菌感染，如皮肤念珠菌病、口腔念珠菌病、外阴阴道念珠菌病等，在临床上虽然有较为可靠的治疗药物(如广谱抗生素、甾体激素、免疫抑制剂)和用药方案，但口服药物具有一定的肝毒性且耐药率越来越高、难以彻底根治[2]，同时患有肝肾疾病的患者、儿童以及老年患者也不宜应用。因此，寻找一种更安全、有效、操作方便的白色念珠菌病治疗方法势在必行。近年来，激光治疗白色念珠菌病受到国内外学者的关注，其疗效较好，无明显副作用，尤其适用于年老、免疫力低下和肝肾功能不全的患者，在临床上已逐渐推广使用[3]。目前临床上常用于治疗白色念珠菌病的激光器类型主要包括：光动力疗法、短脉冲Nd：YAG l064nm 激光、CO2激光器、450-470nm 蓝光、半导体激光等，现就其不同类型的激光治疗白色念珠菌病的作用机制加以概述。

1.光动力疗法(Photodynamictherapy，PDT)的作用机制和治疗效果

PDT 是近年来兴起的一种治疗皮肤黏膜病的全新技术，而光动力抗菌疗法(antimicrobial photodynamictherapy，APDT)是一种新型抗微生物疗法，它的基本原理是利用光敏剂或光化学染料在特定波长的光源照射下破坏白色念珠菌的生物膜产生具有细胞毒性作用的活性氧物质(reactive oxygen species，ROS)如过氧化物和单线态氧等。Kamp[4]的体外实验亦提供了治疗白色念珠菌病病的理论依据，在培养白色念珠菌的液体培养基中加入光敏剂，然后经一定波长的激光照射，在有氧环境中，氧从其正常状态下的基态氧一三重态转变为受激发状态的单态氧，激发态的单态氧再与特定的生物分子发生反应，攻击真菌的胞浆和细胞内膜，改变细胞膜的通透性，抑制生物膜形成，影响细胞代谢从而选择性的破坏病变组织进而损伤或杀灭微生物，使真菌菌落数目减少，直径变小[5]。其治疗效果总体较好，现将有文献支持的PDT 治疗白色念珠菌病的作用机制及治疗效果做一阐述。

1.1 5-ALA-PDT 作用机制及治疗效果 5-ALA-PDT 是光敏剂5 一氨基氨基酮戊酸(5-aminolevulinic acid，5-ALA)和一定的激光光源下发生光动力学反应从而具有杀伤细胞能力，其作用机制是5-ALA-PDT 通过破坏白念珠菌的细胞壁和细胞膜而影响菌株的生物活性[6]。5-ALA-PDT 被证明可以有效杀死细菌、真菌等微生物[7]，钟熙等报告5-ALA-PDT 对白色念珠菌有杀伤作用，且在菌液与ALA 孵育30min 后，该作用最明显。张云杰[8]对66 例尖锐湿疣合并真菌感染患者进行光动力治疗配合氟康唑和克霉唑栓剂外用，也证实了5-ALA-PDT 联合抗真菌治疗尖锐湿疣合并外阴念珠菌病安全、有效、复发率低。

1.2 吩噻嗪类光敏剂的作用机制及治疗效果吩噻嗪类光敏剂是目前临床上广泛应用的光敏剂之一，其作用机制APDT 的光敏剂能选择性的聚集于真菌等微生物聚集的感染部位，在特定的波长及能量的光源的照射下，产生具有细胞毒性作用的自由基以及单线态的氧，改变白色念珠菌细胞膜的通透性从而起到杀灭微生物的作用。国外的一些研究表明APDT 通过改变白色念珠菌细胞膜的通透性促使白色念珠菌死亡[9]。Kato 等[10]和Dai[1]等的研究也证实了APDT 可降低白色念珠菌的生存率，并且在一定浓度范围内不会损伤正常细胞和组织。并且前期体外研究发现亲脂性光敏剂比亲水性光敏剂更容易结合到白色念珠菌细胞壁和细胞膜上，进而破坏细胞壁和细胞膜孔道，导致白色念珠菌裂解死亡[11]。徐辉等[12]人发现所用光敏剂浓度与抑制结果呈正比关系，光敏剂浓度越高，抑制效果越明显。PavlicˇA 等[13]等发现酚噻嗪类光敏剂介导的APDT 可以有效杀灭患有范科尼贫血(FA)的牙周病患者口中的白色念珠菌及相关牙周病致病菌，促进牙周病的恢复。

1.3 金丝桃素及二氢卟酚e6 光敏剂作用机制及治疗效果 白色念珠菌耐药的的重要机制是白色念珠菌生物膜的形成，APDT 可以有效破坏白色念珠菌生物膜,影响白色念珠菌代谢。金丝桃素、二甲基亚甲蓝介导的PDT 能有效杀灭对唑类抗真菌药耐药的白色念珠菌，Moisés Lopes Carvalho 等[14]的研究表明二氢卟酚e6 作为光敏剂介导的PDT 可有效杀灭白色念珠菌。Sherwani 等[2]通过体外实验发现纳米金与光敏剂共轭介导的APDT 能显著降低白色念珠菌生物膜的生长，既往研究也通过体外实验证实APDT 能够有效抑制白色念珠菌及其生物膜形成和代谢[15-17]。所以，临床上可以尝试APDT来杀灭耐药菌株。金丝桃素和二甲基亚甲蓝介导的抗菌光动力疗法(APDT)能有效杀灭白念珠菌菌株，不依赖于唑类耐药的模式。金丝桃素在低真菌浓度时有效，而二甲基亚甲蓝在高真菌浓度时更有效[18]。

1.4 姜黄素(CUR)光敏剂作用机制及治疗效果姜黄素杀灭白色念珠菌主要由两种机制包括I 型的CUR 的光毒性形成(H2O2和O2)和II 型(形成单线态氧)[19]。由ROS 引起的氧化应激反应通过破坏DNA，脂质，蛋白质和其他细胞大分子来破坏细胞的完整性并最终导致真菌细胞坏死或凋亡[20-22]。白色念珠菌细胞是需氧的，通过自然代谢合成ROS 再通过线粒体呼吸链和过氧化物酶体代谢，在氧化酶催化的反应过程中产生H2O2。内源性ROS 从线粒体运输链传播电子，从细胞膜中自由扩散，并攻击其他细胞成分。Franak Daliri 等[23]的在体外的研究结果表明，460nm/25-mW 激光与姜黄素(CuR)联合照射30s 时对白色念珠菌杀灭效果最为明显，并且优于亚甲基蓝做光敏剂。

1.5 600-700nm 波长红光和光敏剂对白色念珠菌的作用机制及治疗效果 Donnelly 等[17]用光敏剂结合红光照射的作用机制为细胞膜渗透性增加导致真菌孢子完全失活、真菌菌丝结构受破坏。Paula Ventura da Silveira 等研究表明红光可以明显杀灭白色念珠菌[24]。A.M.Clemente[25]等发现双波长(808nm+904nm)近红外激光对治疗化疗后的口腔白色念珠菌感染效果良好。

2.10600nm 波长CO2激光治疗白色念珠菌病作用机制及治疗效果

CO2治疗白色念珠菌的作用机制为：1.光热作用：CO2激光可使真菌组织受热，导致病灶部位的真菌组织内的液态水转变为水蒸汽，体积变大，使真菌体内压力增加，导致细胞内产生局限性的微爆炸，最终被分解代谢；同时较高的局部温度，也可以直接杀灭真菌。2.真菌细胞热损伤：温度增加能使氢键和范德华键断裂，引起酶的功能的变化。通常在特定温度下(如超过40℃)真菌便可发生热损伤从而导致真菌的某些蛋白变性或失活，反复的热效应持续刺激真菌最终达到抑菌或杀菌的作用[26]。王雁萍等发现CO2激光在功率为2W 时连续照射30s以上对念珠菌有杀伤作用,且随照射时间延长而致死率显著上升；当功率为3W 时CO2激光照射20s对念珠菌的致死率可达到100%,且未有焦化现象[27]。

3.短脉冲Nd：YAG l064nm 激光作用机制及治疗效果

Nd：YAG 激光的穿透深度可达8mm 左右，因而能对口腔黏膜深处的菌丝发挥治疗作用。其作用机制为激光短脉冲时间远短于热弛豫时间也会引起热冲击，通过快速加热和冷却靶组织的发色基团，连续的使用短脉冲可产生极端的经热循环和冲击波从而对真菌产生机械损伤。邱宏亮[28]研究表明脉冲Nd：YAG 激光照射后，患者口腔内白色念珠菌检出率、菌落数有较大幅度减少，并可降低白色念珠菌毒性，治疗效果优于使用碳酸氢钠组。

4.波长450-470nm 蓝光对白色念珠菌的作用机制及治疗效果

蓝光治疗白色念珠菌的机制为：蓝光能够激发具有细胞毒作用的活性氧类物质的产生，活性氧类物质非常不稳定，它们能够在短时间内分解同时破坏细胞从而导致细菌死亡。王川[29]实验也证实了蓝光并非依赖光热力作用高效的杀灭体外游离的白色念珠菌，波长为450-470nm 的蓝光对体外游离状态的白色念珠菌并且可以穿透生物膜，从而杀灭生物膜内的白色念珠菌，且蓝光能量越高，杀菌效果越好。同时与相同能量密度的红光相比.60、120、240J／t·nl 能量密度的蓝光可以有效杀灭体外游离白色念珠菌[30]。

5.810nm 波长半导体激光的作用机制和治疗效果

半导体激光的作用机制主要为产生热效应，破坏细胞结构[31]。Bruna Paloma de Oliveira[32]等研究表明5.25%NaClO 与半导体激光联合应用是单根管内感染微生物白色念珠菌，粪球菌等的最有效治疗方法，对提高根管消毒效果有一定作用。

6.展望及小结

虽然不同激光治疗白色念珠菌病的效果类似，都能在一定程度上杀灭白色念珠菌，但不同的激光器在作用机制及使用方法上存在一定差异。且某些激光类型并未涉及这一领域，因此他们的作用原理及最佳的治疗参数、疗程尚未可知。同时白色念珠菌感染的患者并非只有单一疾病，因此在不同疾病之间寻找最佳治疗参数我们仍需进一步实验验证，以便更好地治疗白色念珠菌病，为患者更好解决痛苦。