光动力学疗法消除粘膜肠膀胱扩大术研究进展

　　光动力学疗法(photodynamic therapy, PDT)是一种很有发展前途的局部疗法，以往的研究重点是阐明PDT杀伤肿瘤细胞的作用机制和开发更新型的光敏剂。近年来PDT对正常组织器官的效应已引起部分学者的重视。PDT消除粘膜肠膀胱扩大术的实验研究结果令人鼓舞。现对这方面的进展作一综述。

　　一、肠膀胱扩大术简介

　　肠膀胱扩大术是指用带肠系膜血管蒂的肠管与切开的膀胱相吻合扩大膀胱容量的手术，该手术能有效改善膀胱容量和顺应性。最初肠膀胱扩大术用于治疗结核性、血吸虫病性膀胱挛缩，目前扩大到治疗包括医源性、放射性、外伤性、先天性(尿道上裂，后尿道瓣膜病)和神经原性(脊髓发育不良)在内的所有低顺应性、难以治疗的小膀胱［1-3］。

　　随着肠膀胱扩大术在临床推广应用，相关的并发症随之产生。肠膀胱扩大术的许多并发症与肠粘膜进入泌尿道有关，如粘液产生所致的尿潴留、尿路感染、尿路结石，以及电解质紊乱、吻合口癌等［4-6］。因此有人提出去除肠粘膜，使膀胱的移行上皮移行至肠粘膜下层或肌层之上，作为膀胱的生理学衬里。理论上移行细胞作为扩大后膀胱的生理学衬里，在扩大膀胱的同时，可以消除粘液，减少电解质紊乱，降低尿路感染的发生率。然而在动物实验中，手术剥离肠粘膜后，因手术剥离对肠壁的损伤，或尿液直接对裸露肠壁的化学刺激，致使肠管挛缩和纤维化，膀胱容量几乎不增加［7,8］。如剥离粘膜不完全，其粘膜又很快修复。de Badiola等［9］采用手术剥离粘膜肠浆膜肌层膀胱扩大术，使肠管浆膜面朝向新膀胱腔，发现不仅移行上皮不在浆膜面生长，而且约半数实验鼠发生腹腔内脏紧密粘连，或因粘膜切除不完全引起粘液囊肿和明显的炎性反应。

　　二、PDT对肠粘膜损伤效应的研究

　　应用PDT治疗恶性肿瘤是从70年代末兴起并不断发展的新技术。其原理是光敏剂能够选择性聚积、潴留于肿瘤组织，并能在特定波长的光照下对瘤组织产生光动力杀伤效应，从而达到局部治癌目的。随着PDT技术的进展与提高，PDT治疗消化道肿瘤得到了较快的发展。在PDT治疗消化道肿瘤研究中，许多学者观察到PDT对正常肠粘膜的损伤，并对此进行了深入研究。

　　Douglass等［10］研究了PDT对鼠小肠的效应，发现注射常量(5 mg/kg)血卟啉衍生物(HpD)后48～96 h，使用高剂量激光(＞144 J/cm2)照射，小肠组织产生明显损害。主要为肠粘膜凝固性坏死、出血、粘膜脱落和平滑肌损伤。Sabben等［11］研究了HpD在鼠体内的分布，发现在消化道中小肠HpD含量最高(8.1 μg/g)，以下依次为胃(2.5～5.2 μg/g)、食管(2.9 μg/g)和结肠(2.4 μg/g)。因肝脏是清除卟啉的重要器官，HpD在小肠较高浓度的聚积也反映出卟啉的肠肝循环。注射HpD后48 h，小肠HpD含量明显降低，因此建议治疗消化道肿瘤时应于注射光敏剂48 h后照光，可减少对正常肠粘膜的损害。Selman等［12］观察了鼠空肠对PDT的反应，注射HpD 20 mg/kg后24 h给予33 J/cm2的激光照射，发现鼠空肠血流中断。Chaudhuri等［13］观察了PDT对鼠空肠形态学的影响。静脉注射HpD 5或10 mg/kg后24或72 h，用波长590 nm以上的红光照射一段空肠，照光剂量360 J/cm2。照光后4 h切除照光肠段作病理检查，发现注射HpD后24 h照光组肠管整个肠壁粘膜层和粘膜下层脱落、坏死，而肌层浆肌层未受损害，肠腔内充满细胞碎片和红细胞；72 h照光组肠管肠粘膜绒毛坏死、脱落，但在肠管某些区域，多在肠系膜对侧可见到存活肠腺。对照组肠管显示无损伤或呈不同程度早期炎症改变。作者对所有切除肠段肠粘膜的存活肠腺数量进行了计数分析，并将各照光组与对照组分别比较，结果显示照光组存活肠腺数量显著减少(P＜0.01)。正常鼠空肠在注射光敏剂后24 h照光，肠粘膜层完全坏死；72 h照光，肠粘膜部分坏死。

　　Chazen等［14］给鼠注射10 mg/kg二血卟啉醚(DHE)后24 h，应用高剂量激光(360 J/cm2)透照鼠腹壁，其照光能量足够穿过鼠薄层腹壁使肠管内壁发生出血性坏死。而Tochner等［15］采用低剂量DHE(1.25 mg/kg)和激光(0.74 J/cm2)透照犬腹膜，未发现小肠粘膜的损害。

　　DeLaney等［16］观察了兔小肠吻合口对PDT的耐受性，当DHE剂量≤2.5 mg/kg、24 h后照光剂量≤20 J/cm2时，对小肠吻合口无明显不良损害；当DHE≥10 mg/kg、24 h后照光剂量为20 J/cm2时，可导致小肠吻合口破裂。

　　上述实验结果表明，PDT对肠粘膜损伤效应主要受光敏剂剂量、照光剂量和注射光敏剂到照光间隔时间等因素的影响，随着光敏剂、照光剂量的增加，注射光敏剂到照光时间间隔的缩短，光动力损伤效应逐渐增强。

　　三、PDT消除粘膜肠膀胱扩大术实验研究

　　在PDT对肠粘膜损伤效应研究基础上，为了有效消除肠粘膜，减少传统肠膀胱扩大术并发症，Haselhuhn等［17］对鼠施行了PDT消除粘膜肠膀胱扩大术。经鼠尾静脉注射HpD 5或10 mg/kg，24 h后用波长590～750 nm红光照射1.5 cm长的末端回肠，照光剂量240 J/cm2，照光后行肠膀胱扩大术。手术前后测定膀胱容量，术后行尿粘液含量、血清电解质测定及尿培养，术后6周切开膀胱，检查有无结石，并切取扩大的膀胱壁作组织学检查。在预实验中观察到术后48 h内粘膜层全部坏死，但坏死组织仅覆盖粘膜下层，形成假绒毛层，而粘膜下层、肌层和浆膜层则完好无损。术后PDT组和对照组鼠膀胱容量均明显增大，血清电解质两组间无明显差异，但PDT组尿粘液含量、膀胱感染发生率明显低于对照组。术后6周组织学检查，PDT组原肠粘膜层全部被移行上皮替代，组织切片见假绒毛覆盖的粘膜下层上有移行细胞生长，粘膜下未见过度胶原蛋白沉积和纤维化，但结石形成略增加。

　　PDT消除肠粘膜方法避免了手术剥离肠粘膜对肠壁的损伤。去粘膜后的肠壁受假绒毛保护未直接暴露于尿液中，避免了尿液对肠壁的化学刺激，预防了术后早期肠补片的挛缩。术后6周组织学检查表明尿路移行上皮完全覆盖肠补片，从理论上可能预防术后远期肠补片的挛缩。因此PDT消除粘膜肠膀胱扩大术能有效改善膀胱容量。

　　PDT消除粘膜肠膀胱扩大术可消除或减少传统肠膀胱扩大术的下述并发症。

　　1.消除粘液　对于接受肠膀胱扩大术的患者，粘液的产生仍然是一个需要解决的问题。粘液可阻碍尿液的排泄，导致尿潴留；也可以堵塞导尿管诱发感染和结石。尽管有证据表明肠粘膜在扩大的膀胱中发生进行性萎缩，但粘液的产生却未见同步减少［4］。

　　在Haselhuhn等的实验中，对照组24 h尿粘液含量为16 μg±1.5 μg，而PDT组仅为5.2 μg±0.9 μg，经Tukey检验P＜0.01，差异有非常显著意义。PDT消除肠粘膜后，由于粘膜层被尿路移行上皮替代，彻底消除了粘液。但在该实验中，PDT组3只动物肠膀胱吻合口处发现少数残留回肠粘膜的微小病灶。可能是由于局部光照不足，或光敏剂聚积过少所致，故PDT组动物尿中仍能检测出少量粘液。

　　2.减少尿路感染　接受肠膀胱扩大术患者大多数存在慢性菌尿，但通常是无症状的，只有少数患者有症状发作。慢性菌尿可诱发结石形成。细菌繁殖原因不明，但多数学者认为肠粘膜不象尿路上皮那样能抑制细菌生长［4］。Haselhuhn等的实验中，对照组2只动物发生尿路感染，而PDT组无尿路感染发生。PDT消除肠粘膜后，尿路上皮完全替代了肠粘膜，尿中粘液减少，尿液排泄通畅，细菌不容易在尿路粘附、繁殖，减少了尿路感染。

　　3.减少电解质紊乱　由于肠粘液具有吸收功能，在肠膀胱扩大术后可能发生电解质紊乱。在回、结肠代膀胱的患者中可能发生高氯性代谢性酸中毒，虽然多数病人并无症状，但几乎所有病人血气分析均不正常［18］。严重的电解质紊乱发生率高达20%［4］。慢性失代偿性酸中毒可以导致骨质疏松，这对于妇女和儿童尤其有害。PDT消除了具有吸收功能的肠粘膜，理论上消除了电解质紊乱。Haselhuhn等的实验中对照组与PDT组间电解质差异无显著意义。其他学者也得到相类似的结果［7］。

　　四、展望

　　PDT消除粘膜肠膀胱扩大术实验结果表明，肠管上已消除的肠粘膜可被尿路移行上皮替代，从而使膀胱功能得以重建。这种消除粘膜的方法操作简便且损伤小，可减少并发症，在膀胱扩大及肾盂、输尿管、膀胱功能重建上均有实际应用价值，值得进一步深入研究。

　　由于不同组织对PDT光辐照的耐受量不同，在对不同组织进行治疗时光剂量亦应不同［16,19,20］。对于消除粘膜的光剂量学仍需要深入研究。该技术还需要经过大型动物实验才能过渡到临床应用。

　　作者单位：　解放军第九七医院徐州市，221004

参考文献

　　［1］　Hendren WH, Hendren RB. Bladder augmentation: experience with 129 children and young adults. J Urol, 1990, 144:445-453.

　　［2］　Kajbafzadeh AM, Quinn FM, Duffy PG, et al. Augmentation cystoplasty in boys with posterior urethral valves. J Urol, 1995，154:874-877.

　　［3］　Keating MA, Ludlow JK, Rich MA. Enterocystoplasty: the star modification. J Urol, 1996, 155:1723-1725.

　　［4］　McDougal WS. Metablic complications of urinary intestinal diversion. J Urol, 1992, 147:1199-1208.

　　［5］　Filmer RB, Spencer JR. Malignancies in bladder augmentations and intestinal conduits. J Urol, 1990, 143:671-678.

　　［6］　Kronner KM, Casale AJ, Cain MP, et al. Bladder calculi in the pediatric augmented bladder. J Urol, 1998, 160:1096-1098.

　　［7］　Motley RC, Montgomery BT, Zollman PE, et al. Augmentation cystoplasty utilizing de-epithelialized sigmoid colon:a preliminary study. J Urol, 1990, 143:1257-1260.

　　［8］　Pippi Salle JL, Fraga JC, Lucib A, et al. Seromuscular enterocystoplasty in dogs. J Urol, 1990, 144:454-456.

　　［9］　de Badiola F, Manivel JC, Gonzalez R. Seromuscular enterocystoplasty in rats. J Urol, 1991, 146:559-562.

　　［10］　Douglass HO Jr, Nana HR, Weishaupt KR, et al. Intra-abdominal application of hematoporphyrin photoradiation therapy. In: Kessel D, Dougherty T, eds. Porphyrin photosensitization. New York: Plenum Press, 1983. 15-21.

　　［11］　Sabben G, Bosshard A, Lambert R. Time dependence of 3H hematoporphyrin derivative distribution in the digestive tract in the rat. In: Andreoni A, Cubeddu R, eds. Porphyrins in tumor phototherapy. New York: Plenum Press, 1984. 243-245.

　　［12］　Selman SH, Kreimer-Birnbaum M, Goldblatt PJ, et al. Jejunal blood flow after exposure to light in rats injected with hematoporphyrin derivative. Cancer Res, 1985, 45:6425-6427.

　　［13］　Chaudhuri K, Goldblatt PJ, Kreimer-Birnbaum M, et al. Histological study of the effect of hematoporphyrin derivative photodynamic therapy on the rat jejunum. Carcer Res, 1986, 46:2950-2953.

　　［14］　Chazen MD, Baggs RB, Gibson SL, et al. Gross and microscopic changes in the viscera induced by photodynamic therapy applied to the lower abdomen of intact rats. Lasers Surg Med, 1991, 11:43-50.

　　［15］　Tochner Z, Mitchell JB, Hoekstra HJ, et al. Photodynamic therapy of the canine peritoneum: normal tissue response to intraperitoneal and intravenous photofrin followed by 630 nm light. Lasers Surg Med, 1991, 11:158-164.

　　［16］　DeLaney TF, Sindelar WF, Thomas GF, et al. Tolerance of small bowel anastomoses in rabbits to photodynamic therapy with dihematoporphyrin ethers and 630 nm red light. Lasers Surg Med, 1993, 13:664-671.

　　［17］　Haselhuhn GD, Kropp KA, Keck RW, et al. Photochemical ablation of intestial mucosa for bladder augmentation. J Urol, 1994, 152:2267-2271.

　　［18］　Nurse DE, Mundy AR. Metabolic complications of cystoplasty. Br J Urol, 1989, 63:165-170.

　　［19］　Grossweiner LI. Light dosimetry model for photodynamic therapy treatment planning. Lasers Surg Med, 1991, 11:165-173.

　　［20］　Panjehpour M, Overholt BF, DeNovo RC, et al. Comparative study between pulsed and continuous wave lasers for photofrin photodynamic therapy. Lasers Surg Med, 1993, 13:296-304.