作者单位
摘要
1 北京大学未来技术学院生物医学工程系,北京 100871
2 南开大学生命科学学院,天津 300071
以光敏剂为基础的光动力疗法已被确定为许多肿瘤、皮肤性疾病、血管性疾病等适应证的安全治疗方式。在近些年的研究中,卟啉类光敏剂、二氢卟吩类光敏剂等均投入临床使用,酞菁类光敏剂、稠环醌类光敏剂等均已开展临床研究。但是,光动力疗法在临床转化中还面临着诸多问题,如有限的穿透深度、较低的溶解度、暗毒性、对氧气浓度的高度依赖等,新型的安全高效的光敏剂亟待被进一步开发,以实现高度特异性微创治疗。目前,新型光敏剂的研发主要聚焦于靶向修饰和智能纳米药物递送体系以及可激活/响应型光敏剂、耐乏氧肿瘤微环境的Ⅰ型光敏剂、适应深层实体瘤治疗的光敏剂等。此外,超声激发的声动力治疗也为光敏剂的临床应用开辟了新思路。随着新型光敏剂的开发与转化,将会有更多的光敏剂药物被应用于临床实践,为癌症和其他疾病患者带来福音。
医用光学 光敏剂 光动力疗法 临床应用 
中国激光
2024, 51(9): 0907007
Author Affiliations
Abstract
1 School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China
2 School of Medical Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China
3 Department of Laser Medicine, First Medical Center of PLA General Hospital, Beijing 100853, P. R. China
4 Britton Chance Center for Biomedical Photonics – MoE Key Laboratory for Biomedical Photonics, Advanced Biomedical Imaging Facility, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, Hubei, P. R. China
5 Precision Laser Medical Diagnosis and Treatment Innovation Unit, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100000, P. R. China
Vascular-targeted photodynamic therapy (V-PDT) is an effective treatment for port wine stains (PWS). However, repeated treatment is usually needed to achieve optimal treatment outcomes, possibly due to the limited treatment light penetration depth in the PWS lesion. The optical clearing technique can increase light penetration in depth by reducing light scattering. This study aimed to investigate the V-PDT in combination with an optical clearing agent (OCA) for the therapeutic enhancement of V-PDT in the rodent skinfold window chamber model. Vascular responses were closely monitored with laser speckle contrast imaging (LSCI), optical coherence tomography angiography, and stereo microscope before, during, and after the treatment. We further quantitatively demonstrated the effects of V-PDT in combination with OCA on the blood flow and blood vessel size of skin microvasculature. The combination of OCA and V-PDT resulted in significant vascular damage, including vasoconstriction and the reduction of blood flow. Our results indicate the promising potential of OCA for enhancing V-PDT for treating vascular-related diseases, including PWS.
Vascular-targeted photodynamic therapy (V-PDT) optical clearing agent (OCA) treatment efficacy enhancement skin-fold window chamber port wine stains 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(2): 2350023
Shan Long 1,2Yibing Zhao 3Yuanyuan Xu 2Bo Wang 4[ ... ]Ying Gu 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 School of Medicine, Nankai University, Tianjin, 300072, P. R. China
2 Department of Laser Medicine. The First Medical Center of Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, P. R. China
3 Department of Oncology, The Seventh Medical Center of Chinese PLA General Hospital, Beijing 100039, P. R. China
4 School of Basic Medicine, Guizhou Medical University, Guiyang 550025, Guizhou, P. R. China
5 College of Medical Technology, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, P. R. China
6 Medical School of Chinese PLA, Beijing 100853, P. R. China
Photodynamic therapy (PDT) has limited effects in treating metastatic breast cancer. Immune checkpoints can deplete the function of immune cells; however, the expression of immune checkpoints after PDT is unclear. This study investigates whether the limited efficacy of PDT is due to upregulated immune checkpoints and tries to combine the PDT and immune checkpoint inhibitor to observe the efficacy. A metastatic breast cancer model was treated by PDT mediated by hematoporphyrin derivatives (HpD-PDT). The anti-tumor effect of HpD-PDT was observed, as well as CD4+T, CD8+T and calreticulin (CRT) by immunohistochemistry and immunofluorescence. Immune checkpoints on T cells were analyzed by flow cytometry after HpD-PDT. When combining PDT with immune checkpoint inhibitors, the antitumor effect and immune effect were assessed. For HpD-PDT at 100mW/cm2 and 40, 60 and 80J/cm2, primary tumors were suppressed and CD4+T, CD8+T and CRT were elevated; however, distant tumors couldn’t be inhibited and survival could not be prolonged. Immune checkpoints on T cells, especially PD1 and LAG-3 after HpD-PDT, were upregulated, which may explain the reason for the limited HpD-PDT effect. After PDT combined with anti-PD1 antibody, but not with anti-LAG-3 antibody, both the primary and distant tumors were significantly inhibited and the survival time was prolonged, additionally, CD4+T, CD8+T, IFN-γ+CD4+T and TNF-α+CD4+T cells were significantly increased compared with HpD-PDT. HpD-PDT could not combat metastatic breast cancer. PD1 and LAG-3 were upregulated after HpD-PDT. Anti-PD1 antibody, but not anti-LAG-3 antibody, could augment the antitumor effect of HpD-PDT for treating metastatic breast cancer.
Photodynamic therapy anti-PD1 antibody anti-LAG-3 antibody anti-tumor immune effects metastatic breast cancer 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(1): 2350020
作者单位
摘要
西安交通大学生命科学与技术学院,生物医学光子学与传感研究所,生物医学信息工程教育部重点实验室,陕西 西安 710049
结肠癌已成为我国主要癌症发病种类之一,传统的治疗方法难以抑制其转移和复发。免疫疗法虽然可以通过机体免疫系统清除肿瘤组织,但肿瘤组织中的免疫抑制微环境,往往会导致效果不及预期。光学疗法,包括光热疗法(PTT)和光动力疗法(PDT),不仅可以直接诱导肿瘤细胞凋亡和坏死,还能改善肿瘤组织中的免疫抑制环境,从而促进免疫细胞在肿瘤组织中的浸润和活性,提高免疫治疗效果。笔者创新性地利用吲哚氰绿(ICG)介导的光学疗法和天然免疫活性分子羽扇豆醇(Lupeol)对自然杀伤(NK)细胞免疫活性的提升作用实现光-免疫协同激活作用和抗肿瘤效果,通过纳米脂质体将ICG和羽扇豆醇整合得到Lip-Lupeol & ICG,并将其用于结肠癌细胞灭活研究。结果显示:Lip-Lupeol & ICG在通过两次间隔激光照射后可实现PTT和PDT的两次治疗作用,可将结肠癌细胞活性抑制至43.4%;与此同时,包裹的羽扇豆醇释放后可与光学疗法协同激活NK细胞活性,将结肠癌细胞活性进一步抑制至16.7%,为临床结肠癌治疗提供了一种新思路。
医用光学 吲哚氰绿 羽扇豆醇 光动力疗法 光热力疗法 NK细胞免疫疗法 
中国激光
2024, 51(3): 0307202
作者单位
摘要
华南师范大学物理与电信工程学院, 广州 510006
通过水热法和表面修饰法制备了以CoFe2O4为内核、TiO2为外壳、用透明质酸修饰的HA@CoFe2O4-TiO2。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)成像、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子谱(XPS)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)对复合纳米颗粒的理化性质进行表征。用细胞计数试剂(CCK-8)法研究HA@CoFe2O4-TiO2复合纳米颗粒在暗室条件下对白血病HL60细胞的毒性, 以及在光照条件下的光动力疗法(PDT)灭活效果。结合复合纳米颗粒的荧光光谱(FS)、细胞内活性氧(ROS)产量和摄取纳米颗粒水平分析, 初步探究CoFe2O4和透明质酸与TiO2结合影响PDT灭活HL60细胞的作用机制。试验结果表明, HA@CoFe2O4-TiO2形貌规则呈球形, 尺寸符合细胞摄取要求。CoFe2O4拓宽了TiO2的可见光响应范围。暗毒性试验表明, HA@CoFe2O4-TiO2复合纳米颗粒对HL60细胞的毒性较小。同时, 与TiO2和CoFe2O4-TiO2纳米颗粒相比, HA@CoFe2O4-TiO2对HL60细胞的光动力灭活效率高达82.6%, 表明其有望成为应用于体外PDT治疗白血病的光敏剂, 提高光动力效率及靶向性。
透明质酸 光动力疗法 可见光 HL60细胞 CoFe2O4-TiO2 CoFe2O4-TiO2 hyaluronic acid photodynamic therapy visible light HL60 cells 
激光生物学报
2023, 32(2): 0126
作者单位
摘要
1 吉林大学 口腔医学院,吉林 长春 130021
2 吉林大学 电子科学与工程学院,集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
卟啉-金属有机框架(MOFs)材料是由金属节点和卟啉有机配体构成的一类新型多孔材料,MOFs骨架上的卟啉配体在光激发下,可以发挥光动力学治疗(PDT)作用。这类多孔结构的PDT材料在疾病治疗中,可以发挥载药、多功能修饰等功能,某些金属位点独特的MOFs还具有纳米酶功能。近年来,这类卟啉-MOFs已经成为PDT领域的重要研究方向。目前,在推向临床前,这类材料还需要解决氧气浓度、能量传递效率等问题,研究者也给出了诸多解决方案,根据实际应用过程中所面对的不同环境,采取不同手段来增强PDT的效果,包括提高氧气浓度、改进能量传递过程、消耗功能分子、产生信号分子以及协同策略等。本文综述了近年来的代表性工作,包括卟啉-MOFs材料以及PDT产生的机制,卟啉-MOFs材料PDT的应用和最新进展,并针对卟啉-MOFs材料的PDT在生物医学领域未来发展趋势进行了展望。
卟啉 金属有机框架 光动力疗法 porphyrins metal-organic frameworks photodynamic therapy 
发光学报
2023, 44(8): 1505
张云秀 1,2贾庆岩 1,3,**葛介超 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所 光化学转换与功能材料重点实验室,北京 100190
2 中国科学院大学 未来技术学院,北京 100049
3 西北工业大学 柔性电子前沿科学中心,陕西 西安 710129
随着细菌耐药性的不断播散,尤其是“超级细菌”的出现,临床可用抗生素药物越来越少,迫切需要发展新的高效、低毒和无耐药性的抗菌材料和技术。本研究采用生物质绿茶作为碳源,通过溶剂热法,成功制备了具有光动力治疗(Photodynamic therapy,PDT)性能的绿茶衍生碳点(T-CDs)。在660 nm激光照射下,所制备的T-CDs 能够有效产生活性氧。细胞和活体实验表明,T-CDs具有优异的生物相容性,且产生的活性氧能杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,从而通过降低细菌引起的伤口炎症,加速伤口愈合。本研究所制备的T-CDs能够通过PDT杀灭致病菌,促进感染伤口愈合,为开发抗生素替代药物提供了新的思路,同时对探索耐药菌感染伤口临床治疗新方案具有重要参考价值。
碳点 光动力治疗 耐药菌感染 生物质 carbon dots photodynamic therapy drug-resistant bacteria biomass 
发光学报
2023, 44(6): 1112
作者单位
摘要
1 西安交通大学生命科学与技术学院生物医学信息工程教育部重点实验室,陕西 西安 710049
2 西安交通大学第二附属医院皮肤病院,陕西 西安 710004
光动力疗法(PDT)是治疗各种皮肤疾病的有效手段,然而PDT过程中伴随的疼痛限制了其广泛应用。论述了PDT过程中的人体微环境变化情况,介绍了疼痛产生的机理,重点介绍了瞬时受体电位(TRP)通道对疼痛产生的影响。总结了临床缓解光动力疗法中疼痛的干预手段,比较了各措施的效果。
医用光学 光动力疗法 疼痛 急性炎症 伤害感受器 瞬时受体电位通道 
中国激光
2023, 50(9): 0907206
赵萌 1,4王荣峰 2,4路倚文 2张晓刚 3,4[ ... ]庞利辉 1,2,4,*
作者单位
摘要
1 西安交通大学第一附属医院Med-X研究院再生与重建医学研究所,陕西 西安 710049
2 西安交通大学第一附属医院陕西省再生医学与外科工程研究中心,陕西 西安 710061
3 西安交通大学第一附属医院肝胆外科,陕西 西安 710061
4 西安交通大学第一附属医院激光光动力诊疗中心,陕西 西安 710061
光动力疗法是一种利用激光、光敏剂发生光化学反应从而特异性杀灭肿瘤细胞的药械联合疗法。治疗的柔性光纤可随人体自然腔道的弯曲而弯曲,通过内窥镜活检通道,光纤能够到达腔内近距离照射肿瘤部位。内窥镜辅助光动力疗法因具有显著的局部疗效和微创治疗优势而被广泛应用于腔道恶性肿瘤的治疗中。本文介绍了光动力治疗肿瘤疾病的内窥镜技术的发展,提出了在实现术前诊断、术中可视、视场统一及诊疗一体等目标中存在的技术问题,并汇总了解决方案。本文概述了光动力诊疗内窥技术在腔道肿瘤诊疗中的临床应用现状,以期为光动力治疗的精准化发展提供参考。
医用光学 光动力疗法 光动力诊断 腔道肿瘤 内窥镜 
中国激光
2023, 50(9): 0907202
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
光动力治疗(photodynamic therapy,PDT)一直是黑色素瘤治疗领域的主要方法,而研发更为高效的光敏剂是改进治疗的关键所在。为了提高光动力治疗的效果,设计了一种新型的光敏剂药物,其以传统的光敏剂原卟啉IX(Protoporphyrin IX,PpIX)为基底材料,通过所合成的PMHC18-mPEG将去甲基化药物SGI-1027和PpIX包裹起来形成SGI@ PpIX-mPEG复合体系。PpIX受到光照之后会导致细胞产生大量活性氧(reactive oxygen species, ROS),从而使下游的Caspase-3蛋白含量增加,同时去甲基化药物会上调GSDME蛋白的含量。研究结果表明,所合成的新型光敏剂药物不仅能够产生活性氧杀死癌细胞,而且能够通过Caspase-3蛋白和GSDME蛋白的相互作用进一步导致细胞焦亡从而提升光动力治疗的效果。
光动力治疗 光敏剂 活性氧 去甲基化 细胞焦亡 photodynamic therapy photosensitizer reactive oxygen species demethylation pyroptosis 
光学仪器
2023, 45(1): 45

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