光動力療法，起源於 100 多年前
1903 年，諾貝爾獎得主 Niels Ryberg Finsen 發現照射紅外線可以預防天花的生成，而照射太陽中的紫外線可以治療皮膚結核病，此項發現也為光治療領域開啟了新的一個章節。
接著在 1950 年，科學家發現可以利用特定波長的光源來激發感光劑（Photosensitizer），且對細胞具有一定能力的破壞。
1966 年，科學家首次嘗試將光動力治療（photodynamic therapy, 以下簡稱 PDT）運用於腫瘤，一開始只是對感光劑可做為腫瘤細胞的螢光定位感興趣；一直到了 1975 年，科學家們發現利用感光劑定位的小鼠腫瘤，在特定波長的光源照射下可以被消除，且不會傷害到周圍正常的細胞組織。
此後 PDT 成了在臨床上研究腫瘤治療的新方法。
PDT 的治療三要素
PDT 的三個要素為：感光劑 、光源（可以是雷射光或其他光源，例如 LED）、組織及細胞內的氧分子。PDT 必須在這三個元素共同的作用下才能達到治療的效果，缺一不可。
首先，將感光劑加入組織細胞中，一開始所有的組織細胞都會吸收等量的感光劑，但在經過一段時間後，感光劑會從正常的細胞中被代謝，且累積在不正常增生的腫瘤組織（或惡化組織）中，之後再利用適合感光劑的特定波長光源激發感光劑，產生電子的能階變化，也就是電子從基態轉變成激發態，當能階恢復時，感光劑便能釋放出能量。
受釋放出的能量及光化學反應的影響，組織內的物質會產生氧化反應，進而生成對細胞具有毒性的自由基（free radicals），引起細胞毒殺作用，達到消除癌細胞的效果。就像把定時炸彈送到每個細胞上，但正常的細胞就會把它丟掉，不正常的細胞就會把它留在身上，直到引爆訊號發出，把所有帶著炸彈的不正常細胞都炸掉。
由於 PDT 為非侵入性治療，臨床上將其與傳統的放療、化療結合使用，如此可以達到消除腫瘤組織，又不影響到周邊正常組織的效果，且因為是非侵入性的治療，也可以大幅降低術後產生的傷口感染與癒後不佳的情況。
日光性角化症——皮膚癌前病變
有 60% 的皮膚鱗狀細胞癌（squamous cell carcinoma, SCC），是由日光性角化症（actinic keratosis, AK）轉變而來。目前認為發病原因與長期陽光曝曬有關，且好發在中老年人。
日光性角化症為肉眼觀察到的最早期之皮膚鱗狀細胞原位癌（squamous cell carcinoma in situ），因此在臨床治療上極具重要性。
日光性角化症如果放著不進行治療，將有相當高的機率會繼續惡化。
傳統上常見治療是利用冷凍、電燒、雷射或是手術切除等，然而若病人身體尚有多處皮膚癌病灶、大範圍病灶火這病灶邊界不清楚等情況，目前已有更新穎的治療方式——光動力療法。
治療皮膚的新利器
由於皮膚為人體的最外層，光線容易照射，所以多數皮膚相關疾病很適合接受 PDT。
目前普遍應用於日光性角化症的治療，並被美國食品與藥物管理局（FDA）核可為 PDT 的適應症，由近期的研究報告顯示，PDT 與傳統的冷凍療法的效果不相上下，但經由 PDT 治療後，對於皮膚外觀的破壞較小。
PDT 在其他癌症的臨床應用
目前癌症治療方法，主要還是以手術切除、化學治療、放射線治療，或是合併療法，來破壞或抑制癌細胞，但治療成效有限，且時常伴隨著癌症的再次復發。所以近年來，科學家們積極尋找新的癌症輔佐性療法。
近十年來，PDT 已廣泛地應用來治療癌症腫瘤。因為光的穿透性，所以用來治療表淺性的腫瘤組織，如口咽部、食道、氣管和支氣管、胃、結直腸、泌尿道和腹腔等部位可以達到顯著療效，甚至根治；而位於較深層的腫瘤組織，也可以配合其他類型的治療來提高療效。
綜合來說，PDT 治療上的優點包含了：
- 感光劑低毒性且安全，不會影響身體其他的正常部位。
- 感光劑及特定波長的光源，使 PDT 的治療上更具選擇性及專一性。
- 傳統的癌症療程，可能在反覆治療下，使病人產生抗藥性。
- 治療的傷口較傳統相治療小，可減少破壞組織完整性，且降低傷口癒合的感染機率。
但受到目前技術上的限制，PDT 目前最大的缺點除了治療價格昂貴外，光源的穿透性也使得 PDT 對於體積較大的腫瘤治療效果差，且第一代感光劑會滯留於皮膚，造成光過敏反應。
未來的發展希望：適用於多種疾病
PDT 的研究結合了光化學、光生物學、生物醫學工程學、藥學、基礎生物醫學和臨床醫學等多種領域。
近年來，配合新一代感光劑的開發，及光電生物科技的快速發展，加快了 PDT 臨床應用的研究速度，不僅癌症治療上有了新進展。應用在其他的醫療領域，如類風濕性關節炎（Rheumatoid arthritis）、心臟冠狀動脈阻塞（Coronary artery occlusion）、子宮內膜異位（Endomeriosis）、老人黃斑退化症（Macula degeneration）、乾癬症（Psoriasis）等相關的治療，也是值得讓人期待。
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鄭國威 Portnoy
