光療治療疾病的研究進展

1 光療的歷史

低強度光療法真正開始獨立成為一種治療方法是從1971 年Mester 觀察到低強度激光促進小鼠傷口愈合開始的

；1978年Rochkind發表的文章研究了光療對外周神經損傷的治療

；2002 年Shablinskaia NB使用包括光療在內的理療方法來治療糖尿病

。光療，在醫療中的應用正逐漸獲得人們的重視。在2016年，低強度光治療改名為光生物調節

。光療，主要是指低強度光療法，通過光線，而不是溫度產生治療效果。光療可以直接作用于治療部位，而傳統藥物治療需要經過血液等運輸到特定部位才能發揮作用，這使得光療可以對一些血液流通不暢的疾病比傳統藥物治療效果更好。目前已經知道的光療的治療機制有促進膠原產生，減少炎癥反應，促進微循環等作用。

盡管經過幾十年的發展，光療已廣泛應用于臨床，并取得了顯著的治療效果，但具體的作用機制仍有待于進一步研究。光照的強度、波長、頻率、時間都影響治療的效果，不同的光照條件可能對疾病產生治療效果，但也可能產生負面影響。不同強度的光對治療效果不同，Frigo用3 J和21 J的光照射人成纖維細胞，3 J顯示可以延長細胞壽命，而21 J強度的光抑制人成纖維細胞生存

。不同波長的光對治療效果不同，Santos用680 nm和790 nm的光照射雄性糖尿病大鼠，結果顯示790 nm效果更好

。目前的研究從單頻率光照進展到不同頻率激光同時照射治療部位，McDaniel用不同比例的590 nm和870 nm的LED(590 nm的光照從0到100%，逐級增加25%，870 nm的光從100%減至0) 光照射人成纖維細胞，會改變基因表達，對細胞有良好效果

。Ankri先用408 nm激光清除感染，再用730 nm光促進傷口愈合

。光療的光源發射裝置也從剛開始的He-Ne激光發展到后來的紫外光到最近的LED光照。LED有更多優點，因為LED成本更低，產生的波長也更多。McDaniel用不同波長LED照射人成纖維細胞，改變了基因表達，促進膠質合成，對細胞有積極的作用

。Al-Watban用LED照射糖尿病和非糖尿病小鼠的傷口，結果表明633 nm，4.71 J/cm

，3次/周效果好于532、810、980 nm波長的光照

。

2 光療治療疾病的進展

2.1 光療對糖尿病傷口愈合障礙的治療 研究表明光療能直接提供生物刺激的光能給細胞，刺激細胞的分子和原子，但是沒有導致組織溫度的顯著增加

。例如葉綠體是光接收器，受到光照后，光接收器進入電子興奮狀態，通過激活或抑制相關酶來改變像DNA、RNA這樣的生物大分子。光療的影響和細胞的光化學反應有關。光療促進糖尿病潰瘍修復進程的可能機制有以下幾種。增加代謝活動：Karu認為光療可以增加細胞色素途徑的電子轉移，從而增加線粒體產生ATP，從而促進細胞代謝

；促進細胞增長：Ayuk的660 nm波長，5 J/cm

的光照糖尿病成纖維細胞實驗顯示可見紅光可以促進細胞生存和增殖

；同時激光促進傷口愈合還可能和抑制細菌有關：Ankri先用408 nm激光清除感染，再用730 nm光促進傷口愈合，預示可見紅光和藍光有助于感染性糖尿病的治療

；改善免疫功能：Bagheri用890 nm波長，1.08 mW/cm

的光照射實驗表明光療能減少肥大細胞數量來促進糖尿病傷口愈合

。然而不是所有研究都展示積極結果，瘢痕來源的成纖維細胞和皮膚成纖維細胞在880 nm有抑制影響

，這些影響可能跟參數有關，例如波長，能量密度和流動，照射的劑量和時間，兩次照射間隔的時間也有重要作用

。

以人類命運共同體為鏡像觀照新時代統一戰線的邏輯前提是發現并歸納二者的強關聯性，探討二者的互動性、互鑒性，探尋有效的合作之道。在思想淵源、奮斗目標、價值取向、主體意識、實踐方式等方面，人類命運共同體與新時代統一戰線高度契合，具有共通之處。

2.2 光療對神經退行性疾病的治療 有研究表明，光照不通過視覺接收器，而是通過照射軀干，四肢也能產生神經保護的影響

。有實驗進行更詳細的說明，可能是光促進體內細胞或分子，有些細胞可能通過釋放神經生長因子，腦源性神經生長因子保護神經細胞

。

2.3 光療對外周神經損傷的治療 研究證明，光療可以充分改善外周神經損傷后的修復過程

。具體的原因尚不明確，但已經有了許多可能性的機制，具體內容如下：光療促進了軸突的生長。其中Shin的研究表明光療治療使大鼠損傷的坐骨神經再生早期生長相關蛋白-43(GAP-43)免疫反應增加

，GAP-43神經細胞IR(生長相關蛋白-43免疫反應神經細胞) 數量增多，分析結果可以得出GAP-43的劇烈增加和促進早期神經再生和軸突生長有關。Snyder的研究發現光療使面神經核在軸突纖維外科手術后降鈣素生成肽mRNA的表達提高，促進了軸突生長和神經元再生，提高了神經元存活率

。二人的研究結果都顯示促進軸突生長的原因中有神經元的再生。但Shin以蛋白質作為檢測指標和促神經生長分子，Snyder以mRNA為檢測分子和促神經生長分子。光療抑制神經元萎縮：Rochkind實驗表明光療減少脊神經的退行性變化，減少了神經元萎縮的范圍

；第三個可能是光療存在有助于神經纖維再生的神經保護作用：例如抑制NO等神經毒劑的活性、促進轉化生長因子-β1，神經生長因子等神經保護劑的表達

；Ehrlicher研究顯示光療指導了神經錐的生長

。光療促進受損神經元細胞趨利避害，改變神經元細胞本身的物質代謝從而促進神經元細胞的生長、修復。光療對一些非神經元細胞的作用，這些細胞(例如施萬細胞

，單核/巨噬細胞)代謝水平的改變也會在一定程度上對損傷神經元修復過程起到重要的作用。

多西他賽聯合替吉奧對晚期胃癌患者CEA、CA199、TAM水平及療效的影響 ………………………… 吳周姜麗等（18）：2524

目前認為光療的影響是化學效應，不是溫度效應。傳遞給細胞的能量產生不顯著的和微小的溫度改變，一般在0.1～0.5 ℃。細胞反應是由于受光照分子和發色團的改變。Karu認為光接收器一旦吸收光能，會進入電子活躍狀態，進而通過激活或抑制有關酶來改變生物大分子像DNA和RNA的狀態來刺激生物代謝

。光被生色基團吸收。實驗表明細胞膜通透性的增加，刺激第二信使增加，這激活細胞內瀑布樣信號轉導

。光療對線粒體的活動影響顯著

，或增加線粒體數量，其中對線粒體復合體Ⅲ，Ⅳ影響的研究較為深入。Silveira和他的同事證實低強度光治療(LILI)能增加線粒體復合體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和琥珀酸脫氫酶

。Houreld表示離體線粒體的光照導致細胞色素c氧化酶的增加

。光照細胞內也有活躍線粒體的增加，兩者都增加ATP。細胞內鈣離子也增加，促進RNA和DNA合成。有證據表明有復合體Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ基因的上調

。

3 光療的作用機制

2.4 光療對晝夜節律紊亂的治療 晝夜節律是由內源性系統調節的行為和生物周期。大約以24 h為一個循環周期，與一晝夜的時間相當，因此稱為晝夜節律。人類調節生物鐘的主要結構是位于視交叉上的視交叉上核(SCN)，其中的生物鐘基因包括Per1、Per2、CRY1、CRY2、Bmal1/Clock等在視交叉上核對晝夜節律調節發揮著重要作用。而光療可以改變這些基因的表達水平從而改善晝夜節律

。

在線粒體呼吸鏈復合體中，光療機制認識最深入的是細胞色素c氧化酶。不同的細胞器和組織吸收、反射、散射不同波長的光。在大范圍光波長刺激后發色團驅動節律。一種發光基團對確定范圍的光有反應，而細胞色素c氧化酶對紅外，近紅外光敏感。因為銅和兩個亞鐵血紅素單位使細胞色素c氧化酶可吸收可見光和近紅外光，使得細胞色素c氧化酶對紅外，近紅外光敏感

。當細胞色素c氧化酶吸收光能后，線粒體氧化還原狀態和線粒體膜上的質子泵變化，從而導致線粒體膜上ATP合成增加。Karu推測光線增強細胞色素c氧化酶的電子轉移，促進氧化還原反應，從而增加ATP產生

。研究者還發現光線可以增加細胞色素活性并推測有改變細胞自穩態的瀑布反應

。另一種可能機制是光接收器的小范圍短暫光照可能導致結構改變或觸發像酶激活或抑制的機制

。在光療治療神經退行性改變的實驗中，受光照刺激后，細胞色素c氧化酶的金屬粒子從基態變為活躍態，其中的NO被光分解，線粒體膜電位增加，NO抑制電子轉移，氧消耗水平增加，質子梯度增加最終ATP生成增加。之后活性氧，鈣離子，cAMP增加作為第二信使刺激信號轉導和轉錄因子，從而改善細胞功能。980 nm、1 064 nm、1 072 nm波長的光照實驗表明除細胞色素c氧化酶之外還有其他發色團在光療中發揮作用

。盡管沒有實驗證據，人們推測光敏/溫敏水通道發揮了影響。另一個理論是還原狀態的細胞色素c氧化酶釋放的NO逆轉了過量NO的信號影響，因為低濃度NO與氧氣競爭抑制細胞色素c氧化酶

。

激光有促進細胞遷移、增加壽命、提高生命力、促進膠質生產、增加ATP、線粒體數量增加、生長因子增多、基因調節作用增強的作用。激光也有促進前炎性細胞因子、細胞凋亡、MMPs的減少的作用。低氧的細胞光照也顯示了有利結果

，增加了ATP、cAMP、TGF-β、細胞內鈣離子數量。缺氧，缺血細胞的光照導致ROS(活性氧)的減少，ATP增加，血管生成的增加。激光導致受損細胞自穩態恢復，提高損傷修復能力。

12月13日，北汽藍谷（600733）發布公告稱，董事會同意北京高端智能生態工廠建設項目的立項申請，項目擬選址地塊位于北京經濟技術開發區，規劃總產能12萬輛。其中一期規劃5萬輛產能，預計總投資額25億元；項目二期根據一期建設和使用情況，另行適時啟動。

4 總結

光療作為一種非侵入，不經血管產生治療效果的治療手段，擁有藥物所不具備的優勢。光療可以對缺血的組織進行治療，由于光療的光照較弱，對患者身體的負面影響更小。從光療出現到現在，光療已經在一些疾病如促進傷口愈合，治療視網膜剝落等疾病展現出良好效果，并在神經退行性疾病，晝夜節律的治療實驗中展現出潛力。光療的細胞分子機制正在不斷被人們發現，光療的研究和臨床應用價值也越來越受到人們的重視。

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