低能量激光治療雄激素性禿發的作用機制及研究進展

葉亞琦 楊凱 林盡染

[摘要]雄激素性禿發（Androgenetic alopecia，AGA）是一種雄激素依賴的遺傳性疾病，對患者身心健康均造成嚴重影響。傳統的治療方法包括口服非那雄胺、外用米諾地爾及毛發移植等，但均存在一定的副作用或治療成本過高。低能量激光技術（Low-level laser therapy，LLLT）是用于治療AGA的新型技術，本文總結低能量激光治療的臨床研究背景、作用機制，以及近年來相關的動物實驗、臨床研究文獻及其結果，旨在為LLLT治療雄激素性禿發尋找最佳的治療方案，為未來研究更加標準化的主客觀評價指標和測量方法提供參考。

[關鍵詞]雄激素性禿發;激光治療;低能量激光;動物實驗;臨床研究

[中圖分類號]R758.71? ? [文獻標志碼]A? ? [文章編號]1008-6455（2019）08-0151-04

雄激素性禿發（Androgenetic alopecia，AGA）是一種雄激素依賴的遺傳性疾病，發病率較高，在50歲以前有50%成年男性發病，80歲以前有50%的成年女性發病[1]，嚴重影響禿發患者的心理生理健康，并進一步影響了患者的生活質量。雄激素性禿發傳統的治療方法包括口服激素調節劑，外用藥物和手術治療。男性AGA患者最常用的口服藥物為非那雄胺。臨床研究表明連續12月每日口服1mg非那雄胺，65%男性AGA患者頭發再生，但是非那雄胺有一定副作用，包括勃起功能障礙，性欲下降和體毛增長[2]。米諾地爾外用治療男性型和女性型AGA可以減緩或阻止脫發，使用12個月56%的患者脫發得到改善[3]。米諾地爾最常見的不良反應是僅限于頭皮上的刺激性和過敏性接觸性皮炎。可供選擇的治療方法還包括進行毛發移植手術，植發手術需要經過嚴格的術前篩查，同時需要對手術患者進行包括供區切取毛囊單位量在內等多個方面進行詳細評估[4]。傳統的治療方法有一定副作用，患者依從性較差，而手術治療受供區局限，可能遺留瘢痕，且價格昂貴[4]。低能量激光治療技術（Low Level Laser Therapy，LLLT）是用于治療AGA的新型技術。2007年和2011年，低能量激光儀器HairMax 激光梳?分別被FDA批準作為男性型禿發和女性型禿發的安全治療。歐洲和日本2017版雄激素性禿發診療指南將低能量激光治療納入AGA推薦治療方法[5-6]。

1? LLLT的臨床研究背景

低能量激光（Low level laser，LLL）是指一種低功率密度或低能量輻射的激光，又被稱為“冷激光”、“軟激光”，對生物的作用被稱為“光生物調節”[7]。與其他類型激光不同，LLL通過誘導光在細胞內發生化學反應而不產生熱效應或造成不可逆轉的損傷。低能量激光的促毛發生長作用被發現于20世紀60年代。匈牙利醫生Endre Mester在進行激光照射誘導小鼠癌變的實驗中研究激光免疫時，偶然發現接受低功率694nm紅寶石激光照射后的剃毛小鼠的毛發比未處理組的毛發生長更快[8]。

低能量激光大多數治療波長范圍為500～1 100nm，功率密度范圍為3～90mW/cm2，能量范圍為1～10J/cm2。通常認為LLLT采用波長范圍650～900nm，功率密度為5mW的光源能夠有效治療雄激素性禿發[9]，但缺乏確切的數據證實。Kim Tae-Hoon在Sprague-Dawley大鼠背部使用波長分別為632、670、785和830nm的激光二極管研究了毛發生長的波長依賴性效應。研究結果表明，830nm波長比其他波長更能明顯地刺激毛發生長[10]。Yanliang Xu等肯定了這一結論[11]，他們根據含氧血紅素和脫氧血紅素電荷分布的計算結果，并基于光受體分子中的電子激發理論和血紅蛋白的吸收光譜，發現波長范圍內的低能級激光約為800～1 060nm可以促進氧合血紅蛋白中氧的釋放，并改善毛細血管向周圍組織的氧供應。當波長較短時，血紅素分子可從一個光子吸收更多能量，水的吸收曲線在約830nm處具有最小值，光的能量損失較小。因此，在刺激毛發生長的治療中，與低于800nm的其他波長相比，830nm的波長具有深遠的影響[11]。但這些基于理論和既往實驗論文的結論仍需進一步詳細的實驗證實。

2? LLLT的作用機制及動物實驗

低能量激光能產生多種生物學效應，包括抑制炎癥、緩解疼痛、愈合傷口、消除腫脹、抵抗細菌、調節免疫以及改善局部微循環[12]。目前低能量激光治療的具體作用機制尚不明確，存在以下幾種假說。

2.1 調節毛發生長周期：有學者認為LLLT可以促使休止期毛囊重新進入生長期，延長生長期持續時間，增加活躍的生長期毛囊增殖速度，防止毛囊過早進入休止期[13]。Shukla等研究了氦氖（He-Ne）激光（632nm，劑量為1J/cm2和5J/cm2，24h間隔，5d）對睪酮處理和未處理的瑞士白化病小鼠皮膚的毛囊生長周期的影響[14]。結果顯示1J/cm2組睪酮處理小鼠生長期毛囊數量顯著增加，而5J/cm2組生長期毛囊數量減少，休止期毛囊數量顯著增加。這與LLLT的雙相效應是一致的，其中低劑量會產生生物刺激，而高照射劑量可能會抑制[14-15]。Yi-Shuan Sheen等[16]研究了不同波長LLL（3mW紅光，630nm， 1J/cm2;2mW綠光，522nm， 1J/cm2;2mW藍光，463nm， 1J/cm2）照射3周對C57BL/6小鼠休止期毛囊的影響。結果顯示紅光可以促使休止期毛囊更快地進入生長期，并進一步研究了紅光對外毛根鞘角質形成細胞和真皮乳頭細胞增殖的光生物學效應，發現紅光通過這兩種細胞的細胞外信號調節激酶磷酸化以劑量依賴的方式刺激細胞增殖，并間接增強上皮-間充質相互作用促使休止期毛囊轉變為生長期[16]。進一步證實了LLLT對毛發生長周期的調節作用。

2.2 影響細胞色素C氧化酶：通過對近紅外光波長范圍有光生物學效應的作用光譜與線粒體內膜上的四個呼吸鏈膜蛋白復合物相匹配發現，復合物IV（線粒體呼吸鏈的第Ⅳ單元），也被稱為細胞色素C氧化酶（cytochrome c oxidase，CCO），是細胞對LLL作用反應的關鍵發色團[17]。CCO是大型跨膜蛋白復合物，有助于形成跨膜的質子電化學勢能差，從而產生ATP。線粒體NO合成酶可以產生一氧化氮（NO），NO取代CCO中的氧氣，抑制細胞呼吸，從而減少ATP的產生。通過LLLT作用期間對細胞一氧化氮的釋放觀察發現，LLLT通過兩種途徑影響一氧化氮釋放：①CCO成為亞硝酸鹽還原酶;②光解離CCO中的一氧化氮[15]。同時LLLT增加NO的生物利用度，舒張血管，增加組織細胞對氧氣的利用。LLLT對線粒體的影響可以調節活性氧以及誘導轉錄因子如核因子κB和低氧誘導因子-1，這些轉錄因子會引起蛋白質合成，從而引發下游的進一步效應，如細胞增殖和遷移增加，細胞因子水平改變，生長因子和炎癥介質水平改變以及組織氧合增加[15]，從而增加新陳代謝和毛發生長。

2.3 調節炎癥產生及免疫反應：LLLT可以調節炎癥過程和免疫反應，這也可能對毛發再生有影響[15]。 Wikramanayake等[13]對C3H/HeJ小鼠模型進行的研究支持這一假設，其中用激光梳處理的小鼠炎性浸潤減少。炎性浸潤影響多種細胞因子，如IFN-g，IL-1a和IL-1b，TNF-α，MHC和Fas-抗原以及巨噬細胞遷移抑制因子，這些細胞因子均高度干擾毛發生長并且已被證實在AGA的發病機制中發揮作用。此外，有實驗表明LLLT可以降低炎癥因子前列腺素E2（PGE2）水平，升高抗炎細胞因子IL-10和TGF-β1的水平，調控VEGF基因的表達，從而促進毛發生長[18-19]。Le Han等在相關研究中用不同強度的655nm紅光+ 發光二極管（LED）和21h7（一種β-連環蛋白抑制劑）以及兩者結合處理毛囊的體外培養物，進行免疫熒光染色以評估Wnt/β-連環蛋白信號傳導中的β-連環蛋白，GSK3β，p-GSK3β和Lef1的表達，結果顯示655nm紅光+LED可以通過激活Wnt/β-連環蛋白信號來促進毛發生長[20]。

3? LLLT的臨床應用進展

3.1 單獨治療：Satino等[21]早在2003年就研究了LLLT治療AGA的效果。研究納入7名女性和28名男性，使用HairMax 激光梳?655nm隔日治療5～10min，持續6個月。這項研究比較了頭發強度和數量與每個患者的基線水平[21]。結果顯示頭發總數有所改善，與基線相比增加了93.5%。頭發拉伸強度總體上比基線增加了78.9%，但該試驗沒有進行隨機化和控制，且樣本量較小，缺乏對照[21]。2013年，Lanzafame等[22]報道的RCT研究納入44名年齡18～48歲的Norwood HamiltonⅡa～Ⅴ級男性。試驗組每隔一天使用655nm Tophat頭盔16周，對照組使用含有白熾燈的假裝置。主要終點是使用全局照相測量與基線相比的毛發數量改變。結果顯示試驗組毛囊數量增加17.3 FUs/cm2，對照組減少0.06FUs/cm2，試驗組比對照組增加35%。本研究患者數量適中，并得到很好的控制。它具有明顯的數值，顯示頭發數量的增加，并顯示了毛發生長的總體改善[22]。2014年，Lanzafame等[23]又納入了47名年齡18～60歲的LudwigⅠ～Ⅱ級女性型AGA進行RCT研究，試驗組毛囊數量增加35.2FUs/cm2，比對照組增加37%，并且沒有發現不良事件，證實了LLLT對于女性型AGA的療效[23]。2014年，Jimenez等[24]報道了納入128例MPHL和141例FPHL患者的多中心RCT研究。患者隨機分配到假裝置或帶有7、9或12個激光束的HairMax激光梳?。研究終點是毛發密度（FUs/cm2）的變化，結果所有LLLT處理組的毛發密度均有統計學顯著改善，且患者主體評價改善。研究中的不良事件包括皮膚干燥、瘙癢及頭皮壓痛，并在局部溫熱感。本研究的優勢在于其樣本量大，同時納入男性和女性受試者入選，采用了隨機雙盲，假裝置設計，結合了客觀和主觀觀測指標。

國內應用LLLT技術治療雄激素性禿發經驗較少，2016年，林盡染等[25]報道了使用650nm激光生發帽治療AGA的38例患者（男15例，女23例），結果顯示LLLT對于男性型和女性型AGA都有一定療效，且隨著療程的延長有效率逐漸升高，6個月時有效率達79.3%，毛囊鏡顯示密度增加了（17.1±11.2）FUs/cm2。該研究雖然隨訪時間較長，但是缺乏隨機化和控制。2018年，Mai-Yi Fan等[26]收錄了100例AGA患者進行了為期24周的隨機、雙盲、自身對照、假裝置對照試驗，探討LLLT治療AGA的有效性和安全性，結果顯示LLLT組頭皮的毛發覆蓋率明顯高于假裝置組，毛發厚度、毛發數量、毛發覆蓋率和研究者對毛發再生的整體評估（IGA）也有顯著改善，未觀察到嚴重不良反應。該研究是采用自身對照的RCT研究，采用了較多評價指標，證據等級較高。

3.2 聯合藥物治療：2014年，Munck等[27]報道了使用655nm HairMax Laser Comb?治療32例AGA患者（男11例，女21例）的回顧性觀察研究，發現LLLT單獨治療或者聯合非那雄胺、米諾地爾治療均可促進毛發生長。該研究缺乏對照組，樣本量很小，有選擇偏倚，但本研究顯示了LLLT可以聯合傳統藥物治療。2017年，Esmat等[28]報道的RCT研究采用iGrow?頭盔比較了LLLT和米諾地爾單獨和聯合使用治療45例女性型AGA的效果。評估指標包括超聲生物顯微鏡（UBM）評估患者的毛發計數，臨床評估，皮膚鏡、毛囊鏡檢查和患者滿意度[28]。治療4個月后，UBM顯示LLLT組和聯合治療組的毛發計數顯著增加，聯合治療組毛囊在皮膚中位置更深;皮膚鏡檢查顯示各組患者頭發直徑差異均較小;毛囊鏡顯示三組所有的毛發密度均有統計學顯著增加;根據研究者評估聯合治療組Ludwig分級顯著改善，患者滿意度顯著高于其他治療組。米諾地爾組的副作用包括頭皮刺激和頭發脫落增加。LLLT組報道罕見的頭皮壓痛和溫熱感，聯合治療組報道頭皮刺激，壓痛，溫熱感和頭發脫落的初始增加。這項研究值得注意的對比了單獨使用米諾地爾、LLLT或聯合治療的療效，并采用了多種評估毛發生長的方法，這些方法均顯示LLLT和聯合組的頭發生長得到改善。

4? 低能量激光治療的安全性與不良反應

低能量激光治療自20世紀60年代發現具有促進毛發生長作用以來，在臨床上應用已超過50年，不良事件報道非常低，無嚴重不良事件發生，可能出現的不良反應為：頭皮壓痛、瘙癢、紅斑、燒灼、刺痛、干燥、溫熱感等[9，23]。使用LLLT聯合米諾地爾治療雄激素性禿發時，有報道顯示初始治療時的毛發脫落增加，但較單獨使用米諾地爾組發生率低[28]。

5? 小結與展望

綜上，近年來相關的動物實驗、臨床研究文獻及其結果評估了LLLT治療AGA的安全性及有效性，大部分的動物實驗及臨床研究支持LLLT的促毛發生長作用，但其在毛發再生中的生理學和作用機制需要更充分地研究。越來越多的臨床試驗表明，低能量激光確實可以有效促進毛發生長，增加毛發計數、毛囊密度，提高患者滿意度，改善AGA患者的外觀。在樣本量最大的RCT研究中，Jimenez等[24]測試了HairMax 激光梳?不同激光束數量的設備，與假裝置相比，所有LLLT處理組包括男性和女性的毛發密度均有統計學顯著改善。另外，Munck等[27]和Esmat等[28]肯定了LLLT在輔助或聯合非那雄胺或米諾地爾時的治療效果。此外，LLLT家用設備安全易用，不會在頭皮上留下任何殘留物，提高患者依從性，為那些口服及外用藥物無效或者擔憂藥物使用副作用的并且不想接受毛發移植的AGA患者提供了一個很好的選擇。然而，當前的臨床研究中使用了各種不同的激光儀器，功率密度、能量參數、使用時間和治療頻率也不盡相同，大部分采用波長范圍為630～670nm，而Kim Tae-Hoon等[10]和Yanliang Xu等[11]認為830nm波長的低能量激光對毛發生長的刺激作用最好，Barikbin等[29]2017年探討了一種含808nm紅外激光的新型激光儀器，認為聯合808nm紅外激光AGA的療效更佳，這使得評價不同儀器難以標準化，所以仍需要對LLLT進行更多的研究，確定作為治療雄激素性禿發的最佳波長和功率。此外，毛發數量和密度測量沒有黃金標準，因此，在研究中采用了各式各樣的方法和儀器。未來的研究需要采用更加標準化的主觀和客觀評價指標和測量方法，這有益于評估LLLT儀器和不同治療方案的有效性。

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[收稿日期]2019-03-07

本文引用格式：葉亞琦，楊凱，林盡染，等.低能量激光治療雄激素性禿發的作用機制及研究進展[J].中國美容醫學，2019，28（8）：151-154.