荧光诊断技术在头颈肿瘤早期诊断中的应用

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1、荧光诊断技术在头颈肿瘤早期诊断中的应用【摘要】自身荧光诊断与光动力学诊断是新型的肿瘤早期诊断方法，在各种肿瘤尤其是头颈肿瘤的诊断和研究中，具有广阔的发展前景及临床意义。现就其技术原理、组成、在肿瘤早期诊断中的运用及发展前景作一综述。【关键词】光动力学诊断自身荧光头颈肿瘤早期诊断肿瘤严重威胁人类健康，早期诊断对提高患者的生存率和生活质量有非常重要的意义。荧光诊断技术是浅表肿瘤早期诊断的一种方法，操作简单,灵敏度高，对确定手术切缘和发现重复癌有肯定的作用［1］。目前荧光诊断方法主要有两种：自身荧光诊断法(autofluorescence，AF)，药物荧光诊断法即光动力学诊断(photod

2、ynamicdiagnosis，PDD)。1AF/PDD系统的原理AF是在一定波长的激光激发下,处于激发态的分子在下降到基态的过程中,以光量子的形式释放出它所吸收的能量即荧光。人体组织的蛋白质、核酸和类脂化合物含有荧光团，如FMN、NADH、NADPH、弹性蛋白、角蛋白等，光谱中的蓝色光可激发荧光物质发光。与相应的正常组织相比,异常组织的物理、化学特性均发生变化，因而对应的自体荧光光谱存在特异性差异，从而将肿瘤组织和正常组织区别开来［25］。PDD是先向患者静脉注射、吸入或局部灌注光敏剂，利用肿瘤组织对光敏剂的亲和性，使原卟啉(protoporphyrinIX，PpIX)在肿瘤组织

3、中选择性聚积［68］，一段时间后在病变组织和正常组织间形成显著的浓度差，在特定波长的激光照射下，病变组织发射出较强且具有特定波长的荧光，而正常组织无此吸收峰或吸收峰很弱，而将肿瘤和正常组织区分开来。1924年，Policard［9］首先认识到肿瘤组织中存在的内生性卟啉在紫外和蓝光照射下产生荧光。1954年，Ronchese［10］在人类皮肤鳞癌的溃疡面上观察到了内源性红色荧光的存在。20〖HJ1.9mm]世纪60年代早期，Ghadially等［11］发现了局限于肿瘤溃烂表面的亮红色荧光，证实是由于微生物合成卟啉的结果，并且可以从肿瘤表面擦去，认为在5ALA存在的情况下，坏死组织中

4、的许多微生物能够合成卟啉，产生红色荧光。1984年，Alfano等［12］首次用自身荧光系统将肿瘤组织与正常组织区别开来，随着研究的深入，自身荧光逐渐应用到临床。1942年，Auler等［13］观察发现选择性定位到细胞内的荧光标记物，并报道了卟啉对肿瘤组织的亲和性和PDD用于提高恶性肿瘤诊断率的可能性。Leonard等［14］验证了静脉内应用血卟啉混合物可诊断口腔、下咽和喉肿瘤，发现这种方法可以诊断黏膜癌，他们在29例黏膜癌中都观察到特征性的红色荧光；主要缺点是不能准确判定肿瘤的边界和用光敏剂后出现皮肤过敏。1972年，Dunn等［15］对54例上消化道肿瘤患者进行四环素诱导荧光的有

5、效性研究，表明四环素诱导的荧光能在肿瘤组织中有效聚集。1990年，Kennedy等［16］首次提出用5ALA诱导PpIX荧光成像来诊断口腔黏膜的癌前病变和癌，认为可能是具有肿瘤定位特性的荧光标记物5ALA增加了血红素合成酶的活性，导致PpIX在肿瘤组织的选择性聚集。1.1光敏剂光敏剂是进行PDD的基础，理想的光敏剂在肿瘤组织中特异性地聚积,而在正常组织中不蓄积或少蓄积。光敏剂可分三代:第一代为血卟啉类混合物(HpD),是由8种成分组成的混合物，主要成分为双血卟啉醚或酯，约占药物总量的20%30%，批准上市的有光福啉(photofrin)和癌光啉(PSD)等。第一代光敏剂成分复杂，

6、组织选择性差，光动力学效应不稳定，容易引起皮肤光过敏反应，避光时间长，一般需1个月。第二代光敏剂为卟啉类衍生物或合成物，如二氢卟吩e6(chlorine6)、间四羟基二氢卟酚（mTHPC）、血卟啉甲醚和5氨基乙酰乙酸(5ALA)等。与第一代相比其特点是成分均一，毒性小；在体内代谢快，一般24?h代谢完毕；避光时间短，只需1?d左右，不易引起皮肤光敏反应；组织选择性较强，容易在肿瘤组织中聚集。第三代是一些修饰产物，如生物结合物（抗体结合物、脂质体结合物等）和内含光淬灭或光漂白特性的结合物，对肿瘤组织有更高的选择性和特异性，处于实验研究阶段。理想的光敏剂应该满足以下几个条件［7］

7、：（1）成分单一；（2）在可见光的远红外区有较大吸收峰；（3）能产生高的三重态的量子场；（4）有很好的细胞毒素氧化酶生成能力；（5）对肿瘤组织有较强的选择性；（6）没有暗毒，所谓暗毒即在缺乏光线的情况下仍具有细胞毒性，对机体造成损害［17,18］。1.2光源和设备AF激发光源系统为DLIGHTAF(Storz,德国),PDD光源系统为DLIGH(Storz,德国)，二者均可用300?ayinger等［26］2001年用荧光内镜和白光内镜对比研究22例