Метод фотодинамической терапии
Метод фотодинамической терапии (ФДТ) основан на принципиально новых подходах к выявлению и лечению больных со злокачественными опухолями различных локализаций, включая новообразования дыхательных путей. В основе метода лежит использование различных красителей-фотосенсибилизаторов, обладающих свойствами избирательно накапливаться в злокачественных опухолях и под воздействием лазерного излучения (в полосе активного поглощения) в присутствии кислорода вызывать фотохимические реакции с развитием двух феноменов — флюоресценции и избирательного разрушения.
Первое описание эффекта химической фотосенсибилизации и фотодеструкции биологической ткани относится к началу XX века, когда O.Raab (1900) установил, что низкие концентрации акридинового и других красителей, инертных в темноте, вызывают быструю гибель парамеции при облучении солнечным светом. В 1960 г. R.L. Upson предложил первый фотосенсибилизатор — «производное гематопорфирина» (ПГП), который после внутривенного введения накапливался в опухоли и давал характерную красную флюоресценцию при возбуждении в фиолетовом диапазоне спектра.
После экспериментов на животных широкие клинические испытания ФДТ, начиная с 1976 г., были проведены группой T.J.Dougherty в США. Установлена высокая эффективность метода. В ранних исследованиях ФДТ проводили с использованием ПГП, и лишь позднее был получен более очищенный препарат фотофрин II, обладающий большей активностью.
Изучение фотодинамического эффекта показало, что молекулы порфиринов при поглощении света способны индуцировать фотохимические реакции двух типов. Фотоокисление I типа включает прямую реакцию возбужденного сенсибилизатора с субстратом, что приводит к образованию переходных радикалов, которые вступают в реакцию с кислородом. При поглощении кванта света молекула фотосенсибилизатора переходит из основного состояния в возбужденное (синглетное). Затем происходит либо обратный переход в основное состояние, сопровождающийся излучением кванта света — флюоресценцией, либо синглетная форма переходит в триплетную. Триплетная форма фотосенсибилизатора взаимодействует непосредственно с молекулами субстрата, отрывая у них электроны или атомы водорода, в результате чего образуются свободные радикалы, которые затем могут вступать во взаимодействие либо с другими субстратами, вызывая их окисление, либо с молекулярным кислородом, образуя перекисные радикалы. В реакции II типа энергоперенос происходит из возбужденного триплетного состояния сенсибилизатора на молекулы кислорода с образованием синглетного кислорода. При взаимодействии ¹O2 с органическими субстратами образуются нестабильные циклические перекиси, которые затем распадаются в термических или ферментативных процессах. При этом образуются продукты деструкции и свободные радикалы. Не исключена возможность, что в некоторых случаях ¹O2 отрывает электрон от окисляемых субстратов, в результате чего возникают супероксидные радикалы. В итоге фотохимические реакции обоих типов приводят к деструктивным эффектам, которые заключаются в разрушении жизненно важных структур опухолевых клеток и их гибели.