Фотосенсибилизаторы, применяемые для ФДТ
1. Химическая чистота и однородность состава.
2. Отсутствие темновой токсичности.
3. Высокая способность к аккумуляции в
ткани-мишени.
4. Быстрая элиминация из организма больного.
5. Высокая фотохимическая активность,
характеризующаяся высоким квантовым выходом синглетного кислорода.
6. Поглощение света в длинноволновой части
спектра (600 - 800 нм), в которой биологические ткани наиболее прозрачны,
с высоким коэффициентом экстинкции.
В последние десятилетия были синтезированы
десятки веществ, обладающих фотосенсибилизирующими свойствами. Хотя «идеальный»
фотосенсибилизатор пока не получен, разработаны препараты, приближающиеся
по ряду свойств к требуемым характеристикам.
К настоящему времени большое количество
фотосенсибилизаторов было испытано в экспериментах in vitro и in vivo.
Многие фотосенсибилизаторы испытываются в клинике. Основные классы фотосенсибилизаторов
это производные порфирина, бензопорфирина, хлорина, фталоцианина, текзафирины
и порфицены. Основные характеристики фотосенсибилизаторов, применяемых
в настоящее время в клинике представлены в таблице 1.
В приведенной таблице имеются данные по
фотосенсибилизаторам первого и второго поколения. Как видно из таблицы,
большинство представленных препаратов обладают способностью активно абсорбировать
свет в диапазоне 650 нм и выше, обладая коэффициентом экстинкции на один
- два порядка большим, чем у фотосенсибилизаторов порфиринового ряда.
Эфир дигематопорфирина (ЭДГП,
Porfimer sodium) - первый препарат-фотосенсибилизатор, разработанный в
конце 1970 гг. группой ученых Канады и США под руководством T.J.Dougherty
. Этот препарат обладает сравнительно невысоким пиком поглощения света
на длине волны 630 нм. Он вводится в организм больных внутривенно и вызывает
довольно длительный - до 8 недель - период повышенной светочувствительности.
В настоящее время он выпускается серийно в ряде стран под разными торговыми
названиями: Фотофрин-2, Фотогем, Фотосан и др. Фотофрин-2 разрешен в США
к широкому применению для лечения рака мочевого пузыря, легкого и других
локализаций; применение его для лечения рака кожи находится в 3 фазе клинических
испытаний . Фотогем в России разрешен Фармкомитетом для лечения целого
ряда злокачественных новообразований, в том числе рака кожи.
Фотосенсибилизатор | Длина волны (нм) | Коэффициент экстинкции (м-1см-1) | Диапазон используемых доз (мг/кг) | Средняя доза света (Дж/см2) | Длительность периода фотосенсибилизации |
Фотогем, фотофрин | 630 | 3х103 | 2,0 - 5,0 | 100 - 200 | До 2 месяцев |
5-аминолевулиновая кислота | 630 | 5х103 | До 60 орально, до 30 в/венно | 100 - 200 | 1 - 2 дня |
Вертепорфин | 690 | 3,5х104 | 0,1 - 2,0 | 100 - 200 | 3 - 5 дней |
Этиопурпурин олова | 660 | 2,8х104 | 1,0 - 2,0 | 100 - 200 | 1 месяц |
Темопорфин, Фоскан (mTHPC) | 652 | 3х104 | 0,1 - 0,3 | 10 - 20 | До 6 недель |
Текзафирины | 732 | 4,2х104 | 0,6 - 7,2 | 150 | 3 - 5 дней |
Фталоцианины | 670 - 680 | 2,5х105 | 0,5 - 2,0 | 100 - 300 | До 2 месяцев |
N-аспартил хлорин е6 | 664 | 4,0х104 | 0,5 - 3,5 | 25 - 100 | 3 - 7 дней |
Поскольку фотофрин и его аналоги явились
первыми разработанными фотосенсибилизаторами для ФДТ, большинство литературных
данных по ФДТ связаны с применением препаратов этой группы. За двадцать
лет клинических испытаний в мире накоплен богатый опыт применения этого
препарата для флюоресцентной диагностики и ФДТ рака кожи , орофарингеальной
области, легкого, пищевода, желудка и кишечника, гинекологических раков
и ряда неопухолевых заболеваний. Препараты из других групп, как правило,
по своим характеристикам, фотодинамической активности, сравниваются с производными
гематопорфирина.
Другим распространенным в настоящее
время фотосенсибилизатором, с применением которого связаны определенные
надежды в первую очередь онкологов-дерматологов, является 5-аминолевулиновая
кислота (АЛА). Это вещество под разными торговыми марками производит
ряд фирм (Левулан в США, Аласенс в России, и др.). Аминолевулиновая кислота
является биологическим предшественником протопорфирина IX и при введении
в организм извне ведет к повышенной выработке естественных фотосенсибилизаторов
в тканях организма. Согласно данным ряда исследователей введение в организм
экзогенной 5-аминолевулиновой кислоты ведет к повышенному синтезу в первую
очередь протопорфирина IX, а также других метаболитов порфирина, таких
как копропорфирин. Для возбуждения фотодинамической реакции на ткани, обработанные
5-аминолевулиновой кислотой воздействуют в той же полосе спектра, что и
при использовании производного гематопорфирина - 628 - 632 нм. В эксперименте
на мышах высокие уровни флюоресценции порфиринов были отмечены как при
использовании свободной аминолевулиновой кислоты, так и ее эфиров. Основным
преимуществом этого фотосенсибилизатора является быстрый метаболизм и как
следствие - короткий период повышенной светочувствительности. Однако к
настоящему времени в клинике применяются только наружные формы препарата
- мазь и липосомный гель. Описано успешное применение ФДТ с 5-аминолевулиновой
кислотой в дерматологии: при раке кожи, неопухолевых заболеваниях кожи.
Аппликационное применение фотосенсибилизаторов в целом и аминолевулиновой
кислоты в частности не позволяет достаточно глубоко воздействовать на опухолевую
ткань. Более того, при попытках системного введения аминолевулиновой кислоты
отмечено развитие побочных эффектов - тошнота, рвота, головная боль, нарушения
кровообращения, транзиторное повышение уровня аминотрансфераз крови, а
также удлинение периода повышенной светочувствительности.
Применение производного бензопорфирина
(производится в Канаде, торговое название - Вертепорфин) в качестве фотосенсибилизатора
для ФДТ некоторыми авторами признано весьма эффективным. Этот препарат
имеет высокий длинноволновый пик поглощения (690 нм) и короткий период
выведения из организма - до 7 дней. По некоторым данным вертепорфин активно
накапливается в опухолевой ткани, градиент его накопления между опухолевой
и здоровой тканью достигает 30:1. Этот фотосенсибилизатор успешно применяется
при опухолях кожи, псориазе. Имеются сообщения о применении этого препарата
в эксперименте при системной красной волчанке, пигментной и беспигментной
меланоме.
В последние годы ведутся активные
исследования по применению производных фталоцианина в качестве фотосенсибилизаторов
для ФДТ. Главными преимуществами этих соединений является химическая однородность,
растворимость, поглощение света в более длинноволновой части спектра (675
- 680 нм), высокий коэффициент экстинкции и квантовый выход синглетного
кислорода. В России с 1994 года проводятся клинические испытания препарата
Фотосенс на основе фталоцианина алюминия. Применение этого препарата при
различных локализациях рака, в том числе и при раке кожи, орофарингеальной
локализации, бронхов, пищевода показало высокую терапевтическую эффективность.
Зарубежный опыт применения фотосенсибилизаторов из группы производных фталоцианина
также свидетельствует об их высокой терапевтической активности. К недостаткам
фотосенсибилизаторов этой группы следует отнести замедленное выведение
из организма больных. Так, при использовании фотосенса период повышенной
светочувствительности составляет 8 недель. Проводятся исследования по применению
производного фталоцианина для фотодинамической стерилизации компонентов
крови. Аналогичные работы проводятся также с применением в качестве фотосенсибилизатора
метиленового синего.
Большой интерес представляет группа
производных фталоцианина - нафталоцианины, эти фотосенсибилизаторы
обладают способностью к активному поглощению света в длинноволновой полосе
спектра - 770 нм. Свет с этой длиной волны способен глубоко проникать в
биологические ткани. Это обстоятельство делает нафталоцианины перспективными
фотосенсибилизаторами для ФДТ массивных опухолей, а также меланомы кожи.
Сообщений о клиническом применении препаратов данной группы в литературе
нет.
Фотосенсибилизаторы из группы хлоринов
получают из хлорофилла. Наиболее распространенными являются N-аспартил-хлорин
е6 (производится в Японии, торговое название NPе6) и мезо-тетра-гидроксифенил-хлорин
(темопорфин, производится в Великобритании, торговое название – Фоскан).
Эти фотосенсибилизаторы активно поглощают свет в полосе 652 – 664 нм, имеют
высокий коэффициент экстинкции и выход синглетного кислорода. Производные
хлорина е6 к настоящему времени весьма тщательно изучены в экспериментах.
Ведутся исследования как по применению их в чистом виде, так и в виде конъюгатов
с биологическими молекулами. Предварительные данные о клиническом применении
производных хлорина е6 демонстрируют его высокую фотодинамическую активность
при раке кожи и ротоглотки. При этом продолжительность периода повышенной
светочувствительности при системном введении не превышает 7 дней.
Темопорфин является наиболее цитотоксически
активным фотосенсибилизатором из ныне существующих: для получения
цитотоксического эффекта, сравнимого и даже превосходящего фотофрин-2,
достаточно применение низкой дозы фотосенсибилизатора (0,1 мг/кг) и света
(10 – 20 Дж/см2). Причины такой высокой фотодинамической активности этого
вещества в настоящее время недостаточно изучены, предполагается, что в
организме оно образует высокоактивные соединения с белками плазмы крови.
С клинической точки зрения этот фотосенсибилизатор обладает распространенным
недостатком – длительным периодом повышенной светочувствительности, который
длится до 7 недель.
Новыми перспективными фотосенсибилизаторами
для фотодинамической терапии являются текзафирины, синтетические
вещества, названные так из-за химической формы молекулы, напоминающей флаг
штата Техас. Торговые названия этих препаратов – Лутрин, Антрин и Оптрин.
Эти вещества активно абсорбируют свет с длиной волны 732 нм, что также
позволяет использовать их при массивных опухолях. Период повышенной светочувствительности
при системном введении текзафиринов составляет 3 – 7 суток. В настоящее
время проводятся клинические испытания ФДТ с этими препаратами при злокачественных
новообразованиях, в частности раке молочной железы, а также неопухолевой
патологии – атеросклерозе коронарных сосудов и возрастной макулодистрофии.
Порфицены - синтетические
порфирины - по данным ряда исследователей превосходят фотофрин и его аналоги
по терапевтическому действию, так как обладают значительно более высоким
коэффициентом экстинкции при той же длине волны возбуждения - 630 нм. При
аппликационном применении порфицены активно резорбируются кожей, проникая
на значительную глубину. В настоящее время фотосенсибилизатор из этой группы
проходит предклинические испытания при раке кожи, меланоме и псориазе.
Сообщений о системном применении этого препарата нет. При аппликационном
его использовании повышенная светочувствительность не развивается.
Этиопупрурин олова (производится
в США, торговое название – Пурлитин) активно поглощает свет с длиной волны
660 нм. В настоящее время он применяется в порядке клинических испытаний
в основном при неопухолевых заболеваниях – возрастной макулодистрофии,
псориазе. Проводятся предклинические исследования этого фотосенсибилизатора
для ФДТ рака кожи, легкого и предстательной железы. Фотодинамическая активность
этого препарата ниже, чем у производных гематопорфирина, а период повышенной
светочувствительности при системном введении длится до 1 месяца.
Отдельные сообщения посвящены использованию
сульфата мезо-тетрафенилпорфирина (Tetrasodium-meso-tetraphenylporphyrinsulfonate).
Это полусинтетрический фотосенсибилизатор порфиринового ряда; ФДТ с его
применением при поверхностно стелящемся раке кожи сопровождалось выраженным
терапевтическим эффектом. Период повышенной светочувствительности составляет
около 6 недель.
Перспективные фотосенсибилизаторы
второго поколения из групп производных хлорина, текзафиринов, нафталоцианинов
и других, приближающихся по своим свойствам к «идеальным фотосенсибилизаторам»,
в настоящее время недоступны большинству клиницистов. Протоколы ФДТ с этими
препаратами находятся по большей части в начальных стадиях разработки.