教育演講12:光電醫療的應用
Applications of Photonics in Medicine

E12-1
光動力治療在抗腫瘤及殺菌的研究發展
Photodynamic Therapy in Anti-tumor and Antimicrobial Studies
陳進庭
台灣大學醫學院光電生物醫學研究中心暨生命科學院生化科技系

  光動力治療具高度選擇性,能破壞病變組織,而且對組織正常的功能和結構傷害性小,再加上其癒後效果佳,無現有手術、化學或放射療法的缺點,因此逐漸獲得醫學研究上的重視。光動力治療的發展是一跨領域的研究工作,必須整合醫學工程、藥劑學和臨床醫學這幾方面的研究,進行激發光源、光感物質及藥物傳輸系統的研發,才能達到最終的臨床應用。近代光動力治療的具體發展,在1978年啟始於Dougherty研究團隊所發展出的血紫質 (Hematoporphyrin,Hp),而後伴隨著其他新光感物質及光電技術的發展,光動力治療也逐步被應用在臨床治療上。

  在光動力醫學的發展上,過去幾年來我們藉由自行研發的5-氨基酮戊酸(ALA)藥物傳輸系統及LED光源,已經成功地證明這些自行研發的光動力藥物傳遞及光源系統,能夠有效地應用在口腔癌病變以及皮膚疣的治療。為發展出更有效的腫瘤治療方式,我們將光感物質和化療藥物一起包埋在微脂體內。經由細胞及動物實驗結果顯示,這一雙效性微脂體在光照誘發下,比單純光動力治療或化學治療有更好的療效。

  隨著多重抗藥性菌株的出現,抗生素於治療感染上已達最後一道防線,因此開發新型治療方法為當務之急。光動力治療應用於殺菌,乃依據不具藥效的光感物質相較於宿主組織細胞,會高度優先作用於菌體上,而後在光照後達到殺菌作用。為了解決疏水性光感物質於水溶液環境的溶解度及提升光動力效應,我們透過載體(微脂體或微胞) 來包覆血紫質。在體外懸浮培養的殺菌結果顯示,包覆於奈米載體中的血紫質,能有效提高光感物質對金黃色葡萄球菌(含抗藥性菌株)、白色表皮葡萄球菌及化膿性鏈球菌的殺菌效益,使光感物質全殺細菌所需的作用劑量需求降至二分之ㄧ。在生醫材料的應用上,研究亦發現在光動力殺菌後,如加入微量的接續性殺菌輔助劑CX,更能大幅提高光感物質的殺菌效益。而原先對抗抗藥性金黃色葡萄球菌效果不佳或所需濃度較高的光感物質,在藉由微胞包覆及CX的協同作用下,即能完全將抗藥性金黃色葡萄球菌殲滅。