5-氨基酮戊酸光动力疗法在感染相关皮肤性病中的研究进展

肖紫璇, 李志嘉, 冯颖君, 王思佳, 曾抗

1.南方医科大学南方医院，广东 广州 510515；2.南方医科大学皮肤病医院，广东 广州 510091

光动力疗法(photodynamic therapy, PDT)是一种依赖于光敏剂、特定波长光源和分子氧之间的相互作用而产生杀伤效应的新型治疗方法[1]。5-氨基酮戊酸(5-aminolevulinic acid, ALA)是PDT治疗中常用的光敏剂。自1990年Kennedy等[2]首次报道ALA-PDT成功用于治疗皮肤基底细胞癌以来，ALA-PDT逐渐成为热点，被广泛用于治疗皮肤癌、光化性角化病、鲍温病等皮肤病。近年来，ALA-PDT被越来越多地应用于痤疮、尖锐湿疣(condyloma acuminatum, CA)、皮肤肉芽肿等感染相关皮肤性病中，因具疗效好、可重复治疗、抗菌谱广、不会诱导耐药等优点而备受关注。本文从基础研究和临床应用两方面对近年来ALA-PDT在感染相关皮肤性病中的研究进展作一综述，以期为临床诊疗提供更多依据。

1 ALA-PDT的作用机制

PDT是一种结合光物理和光化学过程产生生物学效应的治疗方法。ALA是强光敏剂原卟啉Ⅸ(Pp Ⅸ)的前体，并参与血红素合成过程，但因体内细胞Pp Ⅸ合成量很少，故一般情况下不发生光敏反应。当大量外源性ALA进入体内后，ALA可被异常增生活跃的细胞选择性吸收，转化为Pp Ⅸ，后者在特定波长的光照射下产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)，引发细胞毒性，损伤细胞甚至导致细胞死亡[3]。

据报道，ALA-PDT产生的生物学效应主要包括以下几个方面：①促进细胞凋亡与自噬，抑制细胞增殖；②损伤病变部位的血管、抑制新生血管形成及内皮细胞增殖，从而造成细胞缺血缺氧；③调节机体免疫系统，促进炎症因子的分泌及免疫介质的释放从而提高对细胞的识别及杀伤效应[3]。

2 ALA-PDT抗微生物效应的基础研究

研究发现，ALA-PDT可杀灭铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa, PA)、痤疮丙酸杆菌等常见细菌及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistantStaphylococcusaureus, MRSA)等耐药菌。ALA-PDT能抑制PA生长并破坏生物膜，降低生物膜的复发率，抑制绿脓菌素和弹性蛋白酶的分泌[4]。Yang等[5]将1.408 mol/L ALA溶液涂抹于PA感染的小鼠皮肤伤口，孵育30 min后用波长630 nm、能量密度为90 mW/cm2的红光照射伤口10 min，治疗后14 d创面细菌量显著降低。Huang等[6-7]在MRSA悬浮液中加入0.05 mmol/L的ALA，避光孵育4 h后，采用波长630 nm、能量密度为406 mW/cm2的红光照射15.8 min，发现MRSA几乎被完全灭活；动物实验进一步证实ALA-PDT可使MRSA诱导的糖尿病鼠皮肤伤口中的细菌载量明显下降，且能加快伤口愈合，提示ALA-PDT可能成为耐药菌的一种非抗生素替代疗法。

ALA-PDT对人乳头瘤病毒(human papillomavirus, HPV)、单纯疱疹病毒(herpes simplex virus, HSV)、人类免疫缺陷病毒等也有良好的杀伤作用。Xie等[8]研究显示ALA-PDT对HPV18型感染的HeLa细胞的抑制效应呈现出时间和剂量依赖性，且研究表明ALA-PDT可能通过上调Ras/Raf/MEK/ERK和下调PI3K/AKT信号通路参与对HeLa细胞的自噬调控，并通过诱导自噬和凋亡来降低HPV病毒载量。用ALA-PDT处理HSV-Ⅰ和HSV-Ⅱ感染的Vero细胞，发现ALA-PDT在体外对HSV-Ⅰ和HSV-Ⅱ均有明显的抑制作用，与阳性对照药物无环鸟苷作用基本一致；外用ALA对HSV-Ⅰ型豚鼠皮肤感染仅进行1次PDT治疗，皮肤病变就产生剂量依赖性的治疗效果[9]。

ALA-PDT同样具有较好的抗真菌作用，对念珠菌属、着色真菌等均有效。Shi等[10]用15 mmol/L ALA孵育白色念珠菌生物膜5 h后用300 J/cm2红光照射50 min，结果显示细胞凋亡率达19.4%，且透射电镜下观察到细胞质内容物降解、细胞核浓缩、线粒体肿胀等现象。Huang等[11]用裴氏着色霉感染的大蜡螟作为感染模型来探究ALA-PDT的杀伤效应及对体液免疫的调节作用，结果显示ALA-PDT处理可使大蜡螟的中位生存期延长，且ALA-PDT可通过增加血细胞密度和提高机体对病原体的敏感性使大蜡螟免受裴氏着色霉的侵害，提示ALA-PDT可通过诱导大蜡螟体液免疫来积极防御真菌感染。

3 ALA-PDT在感染相关皮肤性病中的临床应用

3.1 寻常痤疮

寻常痤疮是一种好发于青春期并主要累及面部毛囊皮脂腺单位的慢性炎症性皮肤病，痤疮丙酸杆菌感染是其重要病因之一[12]。目前中度和重度痤疮的治疗以口服抗生素或异维A酸类药物为主，然而耐药性增加及药物不良反应限制其应用。近年来，ALA-PDT在痤疮治疗中表现出良好的疗效和安全性。目前，我国ALA-PDT皮肤科临床应用指南推荐5% ALA凝胶或溶液于患处避光封包1～1.5 h、采用红光(60～126 J/cm2，40～100 mW/cm2)来治疗中度或重度痤疮[13]。

研究发现红光-ALA-PDT治疗痤疮疗效好，但强脉冲光-ALA-PDT不良反应少，耐受性更好；红光-ALA-PDT与日光-ALA-PDT治疗痤疮的疗效相当，但日光-ALA-PDT可减轻患者疼痛感[14-15]。Yin等[16]进行了一项随机单盲试验，用不同浓度的ALA介导PDT治疗180例中重度痤疮患者，研究表明高浓度ALA介导PDT疗效更好，但疼痛、脱皮、急性炎症反应及色素沉着等不良反应发生率也更高。Liu等[17]将70例中重度痤疮患者随机分为PDT治疗组、PDT联合异维A酸治疗组，结果表明联合治疗组比PDT治疗组疗效更好，复发率更低。

3.2 皮肤溃疡和细菌感染

皮肤溃疡是皮肤科常见的顽固性疾病，常合并细菌感染。其治疗方法包括系统性抗生素治疗、局部清洗换药、红外线或超声波等物理治疗、手术等。随着抗生素的广泛应用，耐药菌大量出现，给创面感染的治疗带来更多挑战。生物膜的形成是临床上90%皮肤细菌感染的病原菌产生耐药性的重要机制之一，也是许多慢性感染反复发作且难以控制的主要原因[18]。ALA-PDT是一种很有前途的消除细菌感染、促进创面愈合的新方法。

Lei等[19]对26例PA引起的慢性下肢溃疡患者进行ALA-PDT与单纯红光治疗的对比研究，结果显示治疗后24 h与治疗前相比，红光组溃疡面的细菌量没有明显差别，而PDT组创面细菌量明显降低，且第二次治疗后7 d，PDT组平均溃疡面积从(12.72±8.58)cm2缩小到(3.4±3.4)cm2，表明ALA-PDT是一种能够控制PA感染并促进下肢慢性皮肤溃疡愈合的治疗方法。此外，已有研究证实局部ALA-PDT联合抗生素是治疗金黄色葡萄球菌、非典型分枝杆菌皮肤感染的一种安全有效的方法[20]。

3.3 HPV感染相关性疾病

3.3.1 CA CA是由HPV感染引起的一种常见性传播疾病。现临床上针对CA的治疗方式包括局部外用药物、激光、冷冻、手术，可能导致疼痛、瘢痕、创面感染等不良反应发生。ALA-PDT是近年来用于治疗CA的新方法，在预防CA复发、消除潜伏感染、改善预后等方面有一定优势[3]。

Tu等[21]进行了一项多中心、随机、开放试验，结果显示ALA-PDT和CO2激光组治疗CA疗效相近，但PDT组复发率更低(10.77% vs 33.33%)，且PDT组耐受性比激光组好，且不易形成瘢痕。Wang等[22]入组了138例CA患者，均采用ALA-PDT治疗，结果发现多个解剖部位及多个型别HPV合并感染的患者需要通过更多次的ALA-PDT治疗来达到病毒的完全清除，尤其是存在腔道内HPV感染及高危型HPV感染的CA患者，其疗程将明显长于其他患者。该研究首次提出ALA-PDT与HPV DNA分型定量检测相结合可能是一种临床治疗CA的有效手段。

3.3.2 皮肤疣 皮肤疣是一种由HPV引起的良性皮肤病，可出现在身体任何部位。目前多采用冷冻、激光、手术切除等方法治疗，效果均不理想。研究表明ALA-PDT是治疗皮肤疣安全有效的方法[23-24]。一项随机双盲试验表明尽管ALA-PDT治疗顽固性手足疣会引起患者疼痛，但其疗效好，经平均4.5次的ALA-PDT治疗后，90%的患者可达到100%的平均清除率[23]。Song等[24]进行的一项回顾性研究显示2 940 nm铒激光联合ALA-PDT治疗难治性面部扁平疣较PDT治疗疗效更好，且皮损复发率低，不良反应少。

3.4 真菌性皮肤病

真菌性皮肤病是皮肤科常见疾病，具有发病率高、复发率高、分布广等特点。目前抗真菌类药物种类有限、不良反应大，且耐药形势严峻，临床上亟需寻找更加安全有效的治疗方法。已有研究显示ALA-PDT对念珠菌属、着色真菌等引起的真菌性皮肤病有一定治疗作用，但大多为个案报道，尚缺乏大样本、严格的随机对照研究。

Cai等[25]报道1例由白色念珠菌引起的皮肤肉芽肿患者在接受1个月的伊曲康唑治疗和2次ALA-PDT治疗后治愈，随访2个月未见复发。Huang等[26]应用ALA-PDT成功治愈1例由裴氏着色霉引起的难治性着色真菌病患者。该患者同时患有白细胞减少症，经过2个月的伊曲康唑治疗后疗效欠佳；后经6次ALA-PDT治疗后该患者达到了临床和真菌学治愈，随访6个月未见复发。提示ALA-PDT是治疗真菌性皮肤病重要的辅助方法，尤其是对于常规治疗失败或因不良反应而无法继续治疗的真菌性皮肤病。

4 ALA-PDT的优势与局限性

与传统治疗相比，ALA-PDT在治疗感染相关皮肤性病中具有以下优势：①安全性高、不良反应少，光敏剂选择性结合各种微生物，可有效避免或者降低药物治疗引起的毒副作用；②可重复治疗、在杀伤病原微生物的过程中不会引起耐药，且能提高病原微生物对药物的敏感性；③具有广泛的抗菌谱，对各种微生物的耐药菌株也具有较强的杀伤作用[27]；④可促进创面愈合，不易形成瘢痕；⑤对正常组织影响少，耐受性好。适合于美容和功能部位及年老体弱患者。

然而，因ALA的渗透深度和光源的照射深度有限，对于侵犯深度较深的病变，ALA-PDT尚不能达到良好的治疗效果。另外，ALA-PDT治疗过程中或治疗后可能出现疼痛、急性炎症反应、色素沉着等不良反应。其中，疼痛是限制ALA-PDT在皮肤科应用最常见的不良反应[28]。据报道，ALA-PDT产生的疼痛是由ROS介导的，ROS可直接刺激神经末梢，也可以通过炎症副产物介导疼痛[28]。Zhang等[29]研究表明通过调整ALA-PDT治疗参数如缩短ALA孵育时间、增加光照时间可有效减轻治疗带来的疼痛。

5 结语

综上所述，ALA-PDT在治疗感染相关皮肤性病中表现出良好的疗效和安全性，但目前临床治疗的病种有限，且大样本、严格随机对照的临床试验较少，仍需进行更多研究来寻找不同感染相关皮肤性病相匹配的PDT参数。此外，ALA渗透深度和光线穿透深度有限、易导致疼痛等不良反应等多个问题亟待解决。相信随着新型光化学药物的研发和光动力学研究的深入，光动力学将在感染相关皮肤性病的应用中拥有更广阔的前景。