-氨基乙酰丙酸在祛痘美容方面的应用2课件

5-氨基乙酰丙酸

在祛痘美容方面的应用5-氨基乙酰丙酸(5-aminolevulinicacid,简称ALA),是具有多种生物功能的生物活性剂,在医药上它属第二代光敏剂,可治疗多种不同病因的疾病；在农牧业上它有多种不同的用处,它的应用范围越来越多,倍受人们的重视。现作如下介绍:ALA在医药上用作光敏剂,通过光动力疗法（PDT）来治疗多种不同病因的疾病。光动力疗法(PhotodynamicTherapy,PDT)是人们在医疗实践中发现的一种新的治疗方法,它是通过某些光敏物质---通称光敏剂,在进入机体后,光敏剂在生长旺盛、分裂速度快的异常组织细胞及某些病菌内的聚积浓度远大于正常组织细胞,具有明显的靶向性。当用一定波长的光进行照射时,光敏剂会在生物组织内发生光化学反应,产生具有细胞毒性的单态氧和其他自由基,从而引起细胞膜、细胞核和线粒体的损伤,使细胞坏死、凋亡,而达到治疗疾病的目的。这种治疗方法有两大特点:一是在正确的使用方法下,能把病变细胞和致病菌杀死,而正常组织细胞几乎不受损伤,对皮肤和粘膜部位的疾病在治愈后不留下疤痕；它的另一特点是同一个药物能治疗多种不同病因的疾病,如5－氨基乙酰丙酸,外用它能够治疗多种皮肤癌、痤疮、扁平疣、鲜红斑痣、银屑病、尖锐湿疣、老年性黄斑变性、痔疮、膀胱癌、子宫内膜移位、宫颈糜烂、口腔粘膜疣状增生及某些难以治疗的皮肤病毒感染等；在美容方面可用于光子嫩肤、光子美白和祛皱祛斑；口服可治疗乳腺癌、上消化道癌、直肠癌、脑胶质瘤、类风湿性关节炎以及防止血管形成术后的再度狭窄。一.ALA生物功能及特性:

ALA是一个具有多种生物活性功能的物质，它在人、植物、动物和微生物等多种生物体的生命活动中所不可缺少的物质。ALA在上述生物体内所起的作用，可以通过下图来表达:在正常情况下，ALA是由生物体自行合成的一个体内固有的物质，在人及动物体内是由甘氨酸、琥珀酸和辅酶A在ALA合成酶的促使下而合成的。在一系列酶促反应下，ALA代谢途径是:ALA→胆色素原→尿卟啉原Ⅲ（六氢尿卟啉）→粪卟啉原→原卟啉原Ⅸ→原卟啉Ⅸ→血红素。在植物体内，沿下述路线运行:谷氨酸→ALA→尿卟啉原→原卟啉Ⅸ→叶绿素。血红素和叶绿素分别是动植物生命活动的重要物质，都是由ALA来合成的，可见ALA对生命体的重大意义。在生物合成血红素和叶绿素的过程中，都必需先经过合成原卟啉IX，这是一个光敏物质。在某些微生物（细菌）内除生成原卟啉IX外，还生成尿卟啉、粪卟啉，也是属卟啉类的光敏物质。在正常情况下,生物体靠自身的反馈机制,自身合成ALA的速度(即第一限速反应)跟原卟啉Ⅸ生成血红素(或叶绿素)的速度(即第二限速反应)是一致的,不会有多余的原卟啉Ⅸ,有光照也不会产生光化学反应。当有外源性的ALA给入时，第一限速反应被冲破，外界拥进来的大量的ALA会很快变为原卟啉Ⅸ，在细菌内除原卟啉Ⅸ外还会产生尿卟啉、粪卟啉等，这时如有适当波长的光照射时，这些光敏物质就会在生物体内发生光化学反应，释放出单生态的氧和一些自由基等细胞毒性物质,而使细胞坏死，凋亡。利用ALA在生物体内的上述代谢特性，给于生物体(包括人、动物、植物和微生物)不同剂量的外源性ALA，生物体会产生不同的效果:适当的低剂量可促进细胞的代谢功能、增强生物细胞的活力；高剂量并有一定波长的光能激发时,就会杀死生物细胞。这是ALA有着广泛用途的主要因素。二．ALA-PDT治疗痤疮的作用机理:1．痤疮的病因及目前常规的治疗方法:痤疮的病因主要有以下三个方面:（1）

皮脂腺功能亢进。皮脂腺的发育和分泌受雄激素的支配，青春期时雄激素分泌旺盛使皮脂腺增大，引起皮脂分泌增多。另外，饮食不当也可促进皮脂腺异常分泌。（2）

毛囊皮脂腺导管角化过度，皮脂分泌排泄不畅。痤疮患者的毛囊上角化异常，上皮细胞不能正常脱落，使毛囊口变小，皮脂堵塞在毛囊内，淤积在毛囊口，形成粉刺。（3）微生物的异常生长。皮脂分泌旺盛，如果排泄不通畅，造就了病菌生长繁殖环境，滋生丙酸杆菌属痤疮菌（以下简称痤疮杆菌）、葡萄球菌、毛囊虫（俗称“螨虫”）等痤疮的病原微生物。毛囊内的微生物及其代谢产物都可引起炎症反应，导致红肿化脓等现象。针对痤疮的病因，常规的治疗方法是:（1）内服或外用抗生素以杀灭致病菌:如四环素、美满霉素、强力霉素、红霉素等，因痤疮杆菌对抗生素产生耐药性，其治疗效果越来越不令人满意。（2）异维A酸（isotretinoin）:异维A酸对皮脂腺的分泌和痤疮杆菌有较强的抑制作用。但服药后可出现口唇干燥、皮肤脱屑、脱发、血脂升高等副反应。本药有致畸作用，不适于育龄期（3）皮质类固醇激素:如曲安西龙混悬液、泼尼龙男女服用。混悬液，也可用长效皮质激素制剂。激素类药物虽然有很强的抑制炎症反应的作用，但副作用亦较多。（4）内分泌疗法:皮脂腺的发育受雄激素支配，因此具有拮抗雄性激素作用的药物对痤疮具有治疗作用。但该疗法可引起内分泌的紊乱，因此一般不主张使用。（5）物理治疗:液氮冷冻喷雾法或点涂，适用于结节性或囊肿性痤疮，但易留下疤痕。（6）中医治疗:中医称本病为“肺风粉刺”，治则宜宣肺清热，可内服枇杷清肺饮（党参、枇杷叶、黄连、桑白皮、黄柏、甘草），外用颠倒散（大黄、硫磺），但作用缓慢，效果不理想。2．ALA－PDT法治疗痤疮的作用机理国内外学者对ALA－PDT法治疗寻常痤疮的作用机理进行了系统深入的研究，针对寻常痤疮的发病原因，本疗法通过抑制皮脂腺过度分泌、抑制毛囊口上皮角化亢进、打通堵塞的毛囊孔和杀死毛囊内的致病菌等而取得显著的疗效。现综述如下:（1）ALA—PDT对毛囊皮脂腺分泌有明显的抑制作用另据MeeSookJun等人报道，ALA在人的离体毛囊皮脂腺单位中引起的原卟啉IX主要表达在皮脂细胞内。从头皮移植术病人取得有毛的头皮部位样本，显微解剖后将所有细胞培养，各种细胞的PpIX含量按每µg细胞蛋白质中含PpIX的量进行计算，用分光光度计测定并与PpIX的标准曲线作比较；用Bio-Rad蛋白质测定法测定细胞蛋白质含量。结果:所得细胞PpIX含量(Fig.1A)在真皮乳头细胞、表皮角化细胞、外根鞘细胞、纤维原细胞、皮脂细胞中依次递增，平均数±标准偏差分别为219±22.6＜422±88.6＜457±31.2＜570±15.8＜679±29.7(ng/µg蛋白质)。在受试细胞中,皮脂细胞中的PpIX含量最高，是真皮乳头细胞的三倍多。但表皮角化细胞和外根鞘毛囊角化细胞之间没有明显差别。Fig.2PpIX在离体人毛囊皮脂单位中的位置。（A）对照样本；（B）用1mg/mlALA培养6小时；（C）6小时ALA培养后再在没有ALA的培养基中培养24小时；（D）6小时ALA培养后再在没有ALA的培养基中培养48小时；（E）用1mg/mlALA培养24h（F）H&E染色；（G）Ki-67增殖测定。（a,a-1）表皮角化细胞；（b,b-1）皮脂腺；（c,c-1）毛外根鞘角化细胞；（d,d-1）在毛球中的真皮乳头T和基质细胞；（e）真皮纤维原细胞。在（G）上的绿点标记（白色箭头）表示增生扩散细胞。本研究证明,人的离体毛囊皮脂腺细胞用ALA处理后,产生明显的原卟啉IX,皮脂腺周围区域PpIX的表达最明显,亲脂性的PpIX容易在皮脂腺中油脂充足的环境中聚积。该实验证实局部用ALA会导致PpIX在皮脂腺中优先聚积,当光照时就会产生光动力效应损伤皮脂细胞减少皮脂分泌。(2).对毛囊皮脂腺过度角质化的作用:毛囊皮脂腺过度角质化、皮脂分泌旺盛及痤疮杆菌的侵害是寻常痤疮的主要发病机理。我们给家兔耳外涂抹煤焦油，使其毛孔扩张、毛囊口部位角化过度、皮损略突于皮面，似痤疮样。病理检查可见角质层增厚，呈明显角化过度及角化不全，皮脂腺毛囊口部位有由皮脂、角化细胞及角化不全细胞组成的栓塞物。以此为动物痤疮模型，进行ALA-PDT治疗试验。由于局部用ALA后，皮肤角化细胞及皮脂腺吸收了外源性ALA，在体内产生原卟啉IX，经波长为632nm、剂量为150J/c㎡的光照，皮肤角化细胞及皮脂细胞被灭活。病理切片可见，表皮增厚明显减轻，毛囊口堵塞程度减轻，其内角化物质减少，部分已接近正常组织。按组织学判定级别标准，属0-1级；ALA-PDT法优于阳性对照药克林霉素甲硝唑搽剂的疗效。与对照组相比，有统计学意义（P<0.01）（3）ALA－PDT对毛囊内微生物的灭活作用在405nm激发时卟啉的特征发射峰为612nm。用高效液相分析痤疮杆菌的卟啉含量,显示痤疮杆菌产生的卟啉主要是粪卟啉（见Fig3中的上图）。细菌内产生的卟啉保留时间是12分钟与标准盒中粪卟啉的保留时间一致。加入100µg/mlALA,使粪卟啉在24小时培养菌中明显增加（Fig3中的下图）。两个案例中的卟啉都是从相同数目的细菌中提取的。Fig3.从P.痤疮菌中萃取的卟啉的HPLC（上图）,和用含100μg/mlALA培养的培养物中萃取的卟啉的HPLC（下图）。

生长时间对卟啉量增加的作用如Fig4所示。加入ALA（100μg/ml）促进了卟啉的增加。有ALA存在时产生的粪卟啉的量明显提高。试验开始时从“起始平皿”中转移来的肉汤培养基的细胞悬液中测得卟啉量几乎是零。Fig4.不同生长阶段的P.痤疮菌的培养物的粪卟啉荧光强度。在液体培养基中有（▲）或没有（■）ALA（100μg/ml）时生长24,48,72,96小时。提取每一培养时间的样品进行HPLC分析。记录相同数量细胞提取物中粪卟啉的荧光强度。痤疮杆菌在厌氧性液体培养基中培养24小时(A)为没有照射的对照培养菌存活率。(B)为用75J/cm的蓝光照射一次,细菌的成活数减少一个或两个数量级。（C）为连续照射2次,每次间隔时间24小时（在生长24和48小时时照射）培养物成活量减少四个数量级。（D）为24,48,72小时照三次减少五个数量级。(E)为生长48小时并且被照射一次的培养菌,成活率几乎减少两个数量级Fig5.用强蓝光照射后,幸存的P.痤疮菌。在厌氧的液体培养基中生长的培养物。用407－420nm的蓝光在75J/cm2的光剂量下照射.用含100μg/mlALA的培养基培养24小时并且用光剂量为75Jcm-2照射的培养菌的存活数减少两个数量级；培养48小时的细菌,用剂量为75Jcm-2的光照,存活数减少7个数量级。培养72小时,用光剂量为50Jcm2光照存活数也减少7个数量级。用蓝光照射,在有ALA的情况下生长的细菌比没有ALA培养的菌存活数量显著减少。用ALA培育后仅一次照射就足以使其光灭活（Fig6）。Fig6.在有ALA的培养基中生长的并用蓝光照射的P.痤疮菌成活量。P.痤疮菌用含ALA的培养基（100μg/ml）培养24(●),48(■)和72h(▲)并且在不同的光剂量下用407－420nm的蓝色光照射。在有ALA的培养基中培养但不照射的培养菌作为对照（◆）.检测每ml活菌数。每个点是5个试验的平均值±S.D。每个试验与对照比P<0.05X射线微量分析结合扫描电子显微镜法细胞元素分析显示:在含ALA（100µg/ml）的培养基中培育24小时的痤疮菌培养物用100J/cm2光照，发现钾元素损失90％。（Fig7上图）。用同样浓度的ALA培养72小时的菌并且用75J/cm2照射，同样的，钾元素损失（96％），磷含量也减少40％（Fig7下图）。用ALA培育的痤疮杆菌敏化后，经光照产生的光动力反应引起细菌细胞钾、磷流失可能与细胞膜损伤有关。

Fig7.用ALA处理过的P.痤疮菌的X-射线的元素图。痤疮菌用ALA（100μg/ml）培养24小时（上图）或72小时（下图）。培养基用蓝光照射,照射剂量分别为100J/cm2或75J/cm2。用ALA培养但没有照射的培养物作对照。

通过传输电子显微镜方法观测,证明了内源性卟啉光敏过程的杀菌作用。用ALA（100μg/ml）培养24小时并用407-420nm100J/cm2蓝光照射,痤疮杆菌的超微结构发生了变化。细胞中部低密度区的出现能够说明细胞内成分的泄漏（Fig8B,C）。观测到已处理过的细胞的不对称的分割（Fig8D）。常发现未分开的伸长的细胞连接到另一个没有分开的子细胞上（Fig8B,C）。根据已处理过的细菌结构变更的结果,揭示,细胞溶解酶的作用导致细菌细胞死亡。Fig8蓝色光照射对P.痤疮菌的超微结构的作用。用ALA（100μg/ml）培养24小时并且用407－420nm100J/cm2照射剂量的强蓝光照射（B，C，D）。箭头指向:不对称分隔（AS），拉长细胞（EL）或者渗漏（L）。培养24小时后未经照射的完整细胞作对照（A）。结论:丙酸杆菌属痤疮菌是微需氧的革兰氏阳性菌,它能引起皮肤损伤。本研究结果表明,丙酸杆菌属痤疮菌不需要任何引发物即能产生内源性卟啉。该菌培养生长的提取物在405nm处激发时,发射峰在612nm附近,这个峰是卟啉的特征峰。用HPLC法通过荧光强度和保留时间可以测定细菌细胞提取物中内源性卟啉的量。由痤疮菌产生的卟啉大多数是粪卟啉,它在自然情况下不产生大量的卟啉,因此被自身天然产生的卟啉光灭活可能性很小。只有加入外源性ALA时才能使细菌产生大量的卟啉。卟啉的量可随生长培养基PH和培养时间的长短而变化。细胞内卟啉量越多,光灭活作用越强,杀菌效果越好。X射线微量分析以及电子显微镜方法显示了光照后的痤疮菌膜结构受损。蓝光照射时,内源性粪卟啉在痤疮菌的光灭活中起主要作用。本研究证实了光灭活的过程,痤疮菌超微结构的变化情况,细胞膜损伤是细菌死亡的主要原因。2011年10北京军区总医院发表了“三种光疗法治疗寻常性痤疮疗效观察”，光动力疗法(PDT)，强脉冲光(IPL)和红蓝光(LED)治疗中、重度寻常性痤疮的疗效对比:将90例中、重度痤疮患者随机分为三组:PDT治疗组，IPL治疗组和LED红蓝光治疗组分别于治疗前、治疗中期(治疗1个月)和末次治疗结束后评价疗效结果:治疗中期评价时，PDT、IPL、LED治疗组总有效率分别为93.3％、60.0％和36.7％，平均皮损减少率分别为90.4％、69.0％和39.8％。要达到炎症性皮损痊愈，PDT组平均需要(3±1.52)个治疗周期，IPL组(6±2.15)个治疗周期，LED组(9±3.34)个治疗周期。结论:光疗法治疗中、重度痤疮疗效显著，PDT组疗法效果优于IPL和LED组，副作用少，有很好应用前景，而长期疗效有待进一步观察。ALA-PDT能针对毛囊皮脂腺的过度分泌、毛囊口角质形成细胞的过度角化、皮脂腺开口的阻塞、痤疮杆菌等致病菌的感染等，痤疮的这三大病因，能够同时给予有效的治疗,是能取得显著疗效的主要原因。也是与其他治疗方法所不同之处。三．ALA-PDT治疗痤疮的操作要点:用ALA-PDT治治疗痤疮，给药浓度、封包时间、光照剂量是三个关键问题，控制得恰当效果就好。1.涂药后的起时光照时间（即封包时间）因ALA本身不具有光敏活性,外用除了要有一个吸收过程外,还要在生物体内转变为具有光敏活性的卟啉类化合物,所以需要一定的时间。我们Ⅰ期临床进行了不同药物浓度涂药后荧光强度的达峰时间的实验，如下图:

不同给药浓度病灶部位荧光Meandensity-Time曲线图

从上图可以看出三个不同浓度的药物涂药后达峰时间都在4小时左右，与文献相符。但在3小时左右已有一定的荧光强度，为便于操作，II期临床我们选在2h开始光照。封包多长时间好?早期的临床报导为3.5h,后又有3h、2.5h、2h、1.5.1h、0.5h等不同的报导，实验测检PpIX达峰到时间为4～6h，却有短期封包(<1h)即能达到满意疗效的报导。对这一事实的推测是：异常细胞内PpIX的达峰时间快于正常细胞，测试的荧光达峰时间是异常细胞和正常组织细胞之和，而不能代表病变细胞的荧光量。封包时间跟药物的剂型关系很大，ALA是个水溶性化合物，但在水溶液中又极不稳定，都是用粉剂临用时现配制，我们开发成功乳剂，可直接使用，不用临时配制，而且很稳定。2.光照剂量的选择当给药量足够时，照射的总剂量少，不能使已生成的原卟啉Ⅸ完全发生光化学反应，产生的细胞毒性物少，疗效差，当剂量过大时产生的副作用大，一般认为30—60J/cm2为宜。因照射时患者会有灼热、剌痛感，光剂量可由小渐大，使其渐渐适应。但设定好的总照射剂量不应变。光照剂量的测定有一定的难处，因为光功率计测定的数值跟光的波长、光的照射距离有很大关联，治疗仪上标示的输出功率跟病灶实际得到的照射功率误差较大，各临床文献报导的光剂量从30-127J/cm2差矩很大，很值得探索。四．ALA-PDT治疗中重度痤疮的操作方法:1.治疗前的注意事项:要详细了解病情:治疗前给患者建立护理病历，了解患者的年龄、职业、与发病有关的因素，包括饮食习惯、睡眠质量、既往史、使用过何种药物及化妆品、月经史、妊娠史，口服避孕药患者及系统应用糖皮质激素患者等。应特别注意是否有光动力疗法的禁忌者:光敏性湿疹、卟啉症、自身免疫性疾病、白化病等。前4周内服或外用抗生素、维A酸制剂等增加光敏感性药物者。2.操作方法:患者用清水清洁面部(痂皮较多者可先用植物油清洗面部,用温水洗净后),ALA乳液涂于皮损部位,不要超出病灶外10mm,用保鲜膜包裹封包，防止药物挥发。封包后,于无强光的室内或戴避光面膜(或面罩)避光0.5-2.0h左右后，用棉棒擦掉未吸收的药物,给患者戴上护目镜后(操作者戴上深色墨镜),用波长630nm左右的LED红光照射。照射的总能量密度为30至40J/C㎡左右。3．给药浓度的选择2010年4月第三军医大尹锐郝飞等发表了“不同浓度氨基酮戊酸光动力治疗中重度痤疮疗效观察”的文章，“采用随机、自身对照的方法将180例患者分为5％、10％、15％、20％ALA4个治疗组，患者一侧面部外敷ALA，另一侧面部外敷安慰剂。均采用相同剂量的红光进行照射，每周1次，共4次。在治疗结束后第2周、1个月、3个月、6个月分别进行随访，记录皮损消退情况及不良反应。结果:治疗结束后随访，各治疗组皮损改善情况与对照组相比，差异均有统计学意义(P<0.05)。至第6个月随访，试验侧有效率:5％ALA组为79.55％，10％ALA组为88.37％，15％ALA组为95.24％，20％ALA组为97.73％，疗效均明显优于对照侧，差异有统计学意义(P<0.05)。试验侧各浓度组间比较，随浓度增加。有效率明显增加，差异有统计学意义(P<0.05)。从不良反应看，ALA浓度越高，红肿及色素沉着等不良反应的发生率越高，但无瘢痕形成。结论:ALA—PDT治疗中重度痤疮疗效明显优于单用红光治疗，结合临床有效率和安全性，l0％和15％ALA—PDT治疗能达到较满意的疗效。”对于ALA-PDT治疗中重度座疮的给药浓度、封包时间和光照总剂量这三个要素,2011年2月中国医师协会皮肤激光亚专业委员会发表了题为“5一氨基酮戊酸光动力疗法治疗寻常痤疮的共识”的文章,指出“既往的研究发现,ALA光动力疗法在痤疮临床治疗中,光敏剂浓度、剂量、封包时间、光源的匹配非常关键。蓝光和红光是常用于PDT的连续光源,虽然蓝光激活卟啉的效力较红光强40倍,但是红光穿透皮肤厚度(约550µm)较蓝光深(90～150µm),能更好地作用于毛囊皮脂腺。因此,采用红光为光源能产生更有效的光动力反应。现有国内外临床研究观察到,高浓度光敏剂、长时间封包会产生较严重的不良反应,大部分患者不能耐受。因此,低浓度、短时间封包、红光光源的光动力疗法是一种较为可行的临床应用方案。(1)5一ALA治疗浓度2.5％～10％(根据患者的耐受性和反应程度进行药物浓度的调整),常用光敏剂浓度为5％；(2)光动力治疗仪红光633±10nm；(3)封包时间0.5～2h,常用为1h(可依据情况进一步调整)；(4)光照20min;剂量72-126J／cm2,照光距离10cm；(5)治疗3～4次为1个疗程,推荐治疗间隔为7～14天,最多不宜超过4周”也可随治疗次数的能量密度依次递增,可分别30J/cm2、40J/cm2、50J/cm2等不同的照射剂量。10天左右或两周治疗1次。光照结束后,患者照射部位出现不同程度的红斑、肿胀等急性炎症反应,要给予30min左右的冷喷（冷敷）护理,使症状缓解。随后要24h避强光,治疗期间尽量不要使用化妆品。当起始光照剂量患者也不能承受时,要再次降低照射剂量,用延长照射时间的办法来达到照射总能量。照射时要调整治疗仪,使治疗仪发出的光斑完全覆盖整个面部,发光板距面部10--12cm左右为好。在整个光照过程中,务必保持病灶部位在照射范围内,告知光照时会有灼热、疼痛、肿