综述:心血管疾病治疗新曙光:红光与近红外光疗法能否促进康复过程?

【字体: 时间:2025年10月19日 来源:Annals of Biomedical Engineering 5.4

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  本综述系统探讨了光生物调节(PBM)疗法在急性心肌梗死和卒中康复中的潜力。作者指出,红光与近红外光(λ=600-1300 nm)通过靶向线粒体细胞色素c氧化酶,提升ATP生成、减少ROS,并能缩小梗死面积、抑制炎症反应。虽然临床研究尚处早期阶段,但现有证据表明这种无创疗法具有广阔应用前景。文中还特别介绍了新型胸骨照射装置和可编程经颅头盔的研发进展,为未来精准治疗提供新思路。

  
引言
心血管疾病是全球主要致死因素,每年导致约1800-2000万人死亡。急性心肌梗死和卒中作为最常见类型,具有相似的病理特征:血管阻塞导致靶器官缺血,引发线粒体功能障碍、ATP耗竭、活性氧(ROS)堆积,最终引起细胞死亡。尽管再灌注治疗取得进展,但康复阶段仍缺乏有效干预手段。
光的治疗机制
红光与近红外光(600-1300 nm)的核心作用靶点是线粒体。光能被细胞色素c氧化酶吸收后,通过激活电子传递链促进ATP合成,同时降低ROS水平。这种非热效应还能诱导血管内皮生长因子(VEGF)表达促进血管新生,并释放一氧化氮改善微循环。值得注意的是,光疗存在典型的双相剂量效应,中等剂量(如9 J/cm2)效果最优。
光在心肌梗死中的应用
临床前研究显示,经胸骨照射810 nm近红外光可显著改善心脏功能:
  • 梗死面积缩小超60%,边界区心肌细胞存活率提升
  • ATP水平升高,丙二醛(MDA)等氧化应激标志物下降
  • 促炎因子IL-6、肿瘤坏死因子α(TNF-α)降低,抗炎因子IL-10上升
  • 肌钙蛋白和肌酸磷酸激酶(CPK)等心肌损伤标志物改善
两项短期临床研究证实,经胸骨(5天)或血管内(术中)照射能调节白细胞计数和炎症因子。但目前仍需大规模随机对照试验验证长期疗效。
光在卒中治疗中的进展
动物模型表明,经颅照射808 nm光线可:
  • 改善神经功能评分,缩小梗死核心区
  • 增强脑血流灌注,促进神经发生和突触形成
  • 降低诱导型一氧化氮合酶(iNOS)活性
然而NEST系列临床试验结果不一。NEST-3因未能达到主要终点而中止,分析认为与照射剂量不足、治疗时间窗较晚有关。新研发的可编程头盔有望通过聚焦损伤区域突破此局限。
设备创新与展望
新型胸骨照射设备如手机大小,采用810 nm波长LED,可通过背带固定。经颅头盔则借鉴商业设备设计,增加病灶靶向照射功能。对于深部脑区(如海马)或特殊心肌梗死部位,可考虑采用光纤导管进行精准介入治疗。
结论
光生物调节疗法通过多靶点作用机制,在心血管和神经系统疾病康复领域展现独特优势。未来需开展更严谨的长期临床研究,优化照射参数(如40 Hz脉冲波、15 mW/cm2功率密度),推动这一安全、无创的疗法成为标准治疗的补充手段。
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