5-ALA介导的光动力作用诱导声带白斑异型细胞凋亡及改善声带创伤愈合的实验研究

Vocal leukoplakia treated with surgery is easy to relapse and often results in the formation of vocal scar and reduction of voice quality. Photodynamic Therapy (PDT) is a minimally-invasive therapy which can be used in the treatment of precancerous lesions, tumors, etc. Clinical studies suggested that PDT has high selectivity and produces better healing results when treating vocal fold lesions. However, the effects of PDT on dysplastic cells and normal cells of vocal folds and the influence on vocal wound healing are still unclear. The purposes of this study are to investigate the mechanism and selectivity of PDT-induced apoptosis of dysplastic cells of vocal folds, and evaluate the effect of topical PDT on vocal wound healing. First, we plan to use primary human vocal fold dysplastic cells and epithelial cells to investigate the mechanism of PDT-induced apoptosis and compare their sensitivity to PDT. Second, we plan to use New Zealand rabbits to establish the optimal parameters when practicing topical PDT, including evaluating the treatment depth of 415nm, 510nm and 635nm lasers and the permeation rate of different drug formulations. Third, we plan to compare the wound healing results of vocal folds after two treatment methods, topical PDT and traditional microsurgery, using beagle dogs as the model to evaluate the voice preservation effect. The final purpose of this project is to provide theoretical basis for the clinical use of topical PDT in the treatment of vocal leukoplakia.

声带白斑行手术治疗后容易复发，且声带瘢痕的形成往往难以避免，导致嗓音质量下降。光动力疗法（PDT）是一种微创治疗手段，近年来广泛应用于癌前病变和肿瘤等的治疗。临床研究提示PDT在治疗声带病变时具有选择性高和改善声带愈合的特点。但是PDT对声带白斑异型细胞和正常细胞的作用及对声带创伤愈合的影响尚不清楚。本研究目的是探究PDT导致声带白斑细胞凋亡的机制及选择性，并评估PDT对声带创伤愈合的影响。第一，通过原代培养人声带白斑异型细胞和正常上皮细胞，分析导致细胞凋亡的机制，并探究PDT对正常上皮细胞的功能调节作用；第二，利用新西兰兔评估415nm，510nm，635nm激光的治疗深度和不同药物剂型的渗透速率，制定声带表面PDT的实施条件；第三，利用比格犬比较表面PDT和传统显微手术行声带粘膜切除后的声带愈合情况和发声功能，评估其嗓音保护作用。本项目旨在为PDT在临床中用于声带白斑治疗提供理论依据。

背景：声带白斑是声带的癌前病变，传统手术容易造成嗓音质量下降，目前缺少有选择性的治疗手段。.目的：评估光动力疗法（PDT）在声带上的疗效和安全性，并应用于临床治疗：.1、探究PDT对原代人声带异型细胞和正常上皮细胞的选择性和功能影响；2、利用新西兰兔评估PDT的不同治疗参数，制定PDT的最佳实施条件；3、利用SD大鼠探究PDT对声带创伤愈合和声带瘢痕重塑的影响；4、开展局部应用光敏剂氨基酮戊酸（ALA）进行PDT的临床实验。.方法：1、用条件性重编程技术对人喉鳞状细胞癌及正常声带上皮细胞进行原代培养，PDT后行CCK-8实验、real-time PCR；2、对新西兰兔声带进行PDT，探究不同参数（100,150,200mW/cm2和410nm, 635nm）的影响，于处理后行HE和masson染色；3、建立SD大鼠声带创伤及瘢痕模型，行PDT处理（20,40,60J/cm2）1周后行real-time PCR，12周后行HE、masson、alcian blue组织染色及collagenI,collagen III免疫组化；4、电子喉镜下于声带病变周围注射并喷洒ALA，3小时后用635nm或410nm激光照射8-10分钟。术后随访行电子喉镜检查及嗓音评估。.结果：1选择性：PDT对声带异型细胞的杀伤作用显著高于正常声带上皮细胞，低剂量PDT促进声带细胞增殖；2、治疗参数：能量密度150mW/cm2可以缩短治疗时间且不会造成声带瘢痕，410nm PDT比635nm PDT的治疗深度更浅；3、安全性：PDT可以改变瘢痕相关基因的表达，减少胶原、弹性纤维沉积，增加透明质酸含量，减少声带瘢痕并诱导瘢痕重塑，与传统手术相比不易形成瘢痕；4、临床实验：表面麻醉下行635nm PDT治疗32例声带白斑，行410nm PDT治疗10例声带白斑，无声带瘢痕形成。手术联合PDT治疗4例早期喉癌可以有效预防声带黏连的发生。.意义：本研究在声带上建立了PDT的最佳治疗参数并进行了安全性评估，在国际上首次将局部应用ALA行PDT应用于声带白斑的治疗。PDT选择性杀伤声带异型细胞，保护正常组织，相比传统手术可以减少声带瘢痕形成并诱导瘢痕重塑，保护患者嗓音质量。本研究临床实验中PDT治疗声带白斑疗效确切，是一种有效、方便、可重复的微创治疗手段，尤其适用于病变反复复发、全身麻醉风险高的患者。