一、技术原理与核心优势
双光子激发光动力治疗（2P-PDT）利用近红外光（NIR）激发光敏剂分子，通过非线性光学过程（双光子吸收）产生单线态氧等活性氧（ROS），选择性杀伤肿瘤细胞。其核心优势包括：
1.深层穿透能力：近红外光在生物组织中的散射更小，穿透深度可达数毫米，突破传统单光子PDT对浅表肿瘤的限制。
2.高空间分辨率：双光子激发仅在聚焦点发生，避免离焦区域的光毒性，实现三维精准治疗。
3.低背景干扰：长波长激发减少组织自发荧光，提升信噪比，适用于厚组织成像与治疗。
二、关键技术突破
1.光敏剂创新
聚集诱导发光（AIE）光敏剂：解决传统光敏剂在水中聚集导致的荧光淬灭问题。例如，TBDTT分子通过纳米封装形成稳定水溶性颗粒，显著提升ROS产率。
线粒体靶向光敏剂：如MeTTPy光敏剂在830nm飞秒激光激发下，特异性聚集于线粒体，诱导肿瘤细胞焦亡，小鼠模型中肿瘤抑制率超90%。
近红外二区（NIR-Ⅱ）光敏剂：探索更长波长激发以提升穿透性，但高效NIR-Ⅱ光敏剂开发仍是挑战。
2.激发方式优化
双光子光片激发系统：上海交通大学顾波波团队设计光片照明系统，实现2.6×2.7×0.09mm³薄片状激发域，结合一维扫描覆盖整个肿瘤，70%肿瘤生长抑制率打破传统点扫描的体积限制。
飞秒脉冲激光参数优化：通过调整脉冲宽度、重复频率等参数，提升双光子吸收概率，增强ROS生成效率。
三、临床应用进展
1.实体肿瘤治疗
皮下肿瘤模型：Karges等设计的钌基光敏剂在80mm³皮下肿瘤中实现显著生长抑制，效果优于单光子PDT。
癌细胞球模型：Dobos团队开发骨肉瘤三维细胞球模型，用于高效筛选双光子光敏剂。
深层肿瘤治疗：双光子激发结合光片技术，实现对深层肿瘤的大范围精准治疗，避免传统PDT的穿透瓶颈。
2.微创与精准治疗
血管选择性闭合：Gu等利用双光子PDT精准闭合活体脑部微血管，为中风模型研究提供工具。
术中实时导航：光敏剂荧光标记肿瘤边界，辅助手术精准切除，减少正常组织损伤。
3.联合治疗策略
与免疫治疗协同：PDT诱导肿瘤细胞免疫原性死亡，激活全身抗肿瘤免疫反应。
与化疗/放疗联用：纳米载体联合吉西他滨等化疗药物，肿瘤完全缓解率提升至传统疗法1.8倍。
四、当前挑战与未来方向
1.技术瓶颈
双光子激发效率低：需进一步优化光敏剂分子结构与激光参数。
光敏剂递送与靶向性：提高肿瘤富集度，减少全身毒性。
标准化治疗方案缺失：光学装置、操作流程及辐照参数尚未统一。
2.未来研究方向
新型光敏剂开发：聚焦NIR-Ⅱ光敏剂、AIE光敏剂及靶向修饰型光敏剂。
跨尺度治疗平台：兼容病毒至组织碎片的分选与治疗需求。
AI与光学设计融合：实时光场优化提升治疗效率。
临床转化研究：建立标准化操作流程，推动2P-PDT从实验室走向临床。
五、典型应用案例
1.膀胱癌治疗：第二代光敏剂（如卟啉-葡聚糖磁性纳米微粒）通过外磁场引导提升肿瘤局域浓度，光毒性效应增强2.3倍。
2.食管癌治疗：PDT与内镜结合，降低术后复发率，5年无复发生存率提升至78.3%。
3.脑疾病研究：双光子PDT精准闭合脑部微血管，为中风模型提供研究工具。
