光動力療法

無意間的重大科學發現

弗萊明忘了清洗培養皿，導致青黴菌滋生，殺死了皿上培養的細菌，但弗萊明並沒有把這個現象視為理所當然，反而發現青黴菌中的青黴素可以殺菌。這項發現在第二次世界大戰時，挽救了千千萬萬因傷口感染幾乎身亡的士兵的寶貴生命。

光動力療法的發現也是同樣地充滿傳奇。1897 年德國慕尼黑 Ludwig-Maximilians 大學的一位醫學生奧斯卡．瑞伯（Oscar Rabb）與他的指導老師赫曼．凡．泰品勒（Hermann von Tappeiner, 1847-1927）教授，在進行抗瘧疾藥物相關實驗時，利用吖啶（acridine）染劑對草履蟲進行毒性作用研究。他們發現其中一組實驗，雖然染劑濃度相同，但草履蟲存活的時間卻從原來的 15 小時降到一個半小時。這位觀察入微的學生從研究紀錄中發現該組實驗進行時天候不佳，有強烈的閃電，因而懷疑光線可能扮演了重要的角色。泰品勒教授就命名這種作用為「光動力作用」（photodynamic action）。

「動力」這個詞主要在強調這個過程中需要氧分子的參與，並與傳統的光化學治療（photochemotherapy）做一區別。1900 年，泰品勒教授發表了第一篇光動力作用論文，隨後數年，這些科學家又嘗試運用其他染料的光動力作用來治療人類腫瘤。雖然有些正面的療效，但大多沒有長期的追蹤報告，而隨著放射線治療法的興起，人們很快便忘記了這種療法。

吸血鬼是紫質症病患嗎？

有一種罕見的先天性血液病稱為紫質症（porphyria），porphyria 源自於希臘字 porphyra，意味著紫色，患者由於在血紅素代謝過程中，紫質相關物質堆積在身體各組織，導致患者的尿液呈微紅色。由於紫質是一種光感物質，感光範圍在可見光波長，因此患者皮膚對光線非常敏感，暴露在光線下，皮膚便會壞死。在反覆的破壞癒合過程中，顏面、四肢會醜陋變形，因此患者必須躲在陰暗處。又因為這種病與血液有關，所以有人懷疑，傳說中的吸血鬼可能是嚴重的紫質症患者。

皮膚科醫師比較可能接觸到各種嚴重的紫質症患者，利用紫質做為感光劑來治病，靈感可能來自這種疾病。皮膚科醫師從事光動力作用的研究始於 1905 年，當時傑生尼（Jesionek）醫師與泰品勒教授合作，以 5％ 的嗜伊紅染料塗在皮膚腫瘤上，再給予燈光或陽光的照射，以達到一定的療效。

三大元素

光動力作用包含三大元素：感光劑、光與氧。在皮膚科應用上的理想感光劑，必須具備的條件包括純度高、能釋出大量的單價氧、在長波長範圍能吸收足夠的光能、組織的專一性高，以及能夠塗抹使用。早期的紫質類感光劑，在人體內需 6 ~ 8 周才能排出體外，在這期間病人必須避免陽光照射，十分不便，因而應用並不廣泛。

直到 1984 年，美國羅斯維帕克（Roswell Park）癌症研究中心的道哈迪（Thomas J. Dougherty）教授純化了血紫質的成分，製造成新藥，命名為 Photofrin（國內譯為福得靈），才克服這個難題。光動力治療因而得以蓬勃發展。

1993 年 4 月 19 日加拿大健康保護局通過用福得靈治療復發表淺性膀胱癌，成為世界上第一個由政府批准的光動力治療，揭開了光動力治療的新里程碑。但是這種藥物進入人體後，仍需 4 ~ 6 周才能完全代謝排出體外，在這期間都有皮膚光毒性的副作用，因此遂有第二代感光劑的研發。目前應用最廣的是胺基果糖酸（5-aminolevulinic acid），簡稱 ALA。

ALA 本身並不是感光劑，而是一種前驅藥物（prodrug），它在人體細胞的粒腺體內會轉換成原紫環 IX（protoporphyrin IX），簡稱為 PPIX，才成為真正的感光劑。在正常細胞內，PPIX 會與亞鐵離子再進一步合成血質（heme）。但腫瘤細胞對 PPIX 的代謝較差，或對鐵元素的輸送、調節異常，因此腫瘤細胞內的 PPIX 會堆積，可達 10 倍之高。在給予適當的光刺激後，便可選擇性地破壞腫瘤細胞。另一方面，由於人體細胞本身就具有 ALA、PPIX 的代謝途徑，一般給藥後 24 小時內就已排除，並無長期皮膚光毒性的疑慮。

美國食品藥物管理局在 2000 年通過應用 ALA 於皮膚癌的治療。ALA 衍生類感光劑，同年也在歐盟國家通過應用於皮膚癌的治療。而針對其他癌症、青春痘等的應用，也已進入臨床試驗。在國內，衛生署於 2004 年 6 月通過福得靈的使用許可，正式使用於癌症病患。成功大學醫學院附設醫院皮膚部更早在 1999 年，申請通過全國第一個以 ALA 光動治療的人體試驗。

英國 Nycomed Amersham 公司則發展了另一種感光劑「間－四氫氧苯基二氫葉酚」（temoporfin），商品名是 Foscan，並進行全球性人體試驗。原預計治療 60 位亞洲頭頸部癌症病人，並邀請成大醫院耳鼻喉部加入，可惜最後因一些細節沒有達成共識而宣告放棄。

另一方面，有些感光劑對新生血管的專一性較高，因此可用以治療血管病變，例如老年人眼睛黃斑部血管增生。2002 年諾華藥廠（Novartis）生產的維視達（verteporfin，商品名是 Visudyne），就已在臺灣多個醫學中心進行臨床試驗。而彼岸大陸，光動力治療的研究也如火如荼地展開，預期會有更多不同的感光劑被研發及進入醫療應用。