远紫外线C（Far-UVC）辐射直接导致人肺细胞及组织DNA损伤的机制研究

为解决Far-UVC（200-235 nm）在肺部感染治疗中的安全性问题，爱丁堡大学等机构研究人员通过体外实验和人体气管组织模型，探究了206 nm和222 nm波长Far-UVC对DNA的损伤效应。研究发现，低剂量（5-50 mJ/cm2）照射可诱导γH2AX（Ser139）磷酸化和（6-4）光产物（PPs）形成，导致细胞凋亡和膜完整性破坏。该成果为Far-UVC的临床应用安全性提供了重要依据，发表于《Scientific Reports》。

　　

紫外线C（UVC）辐射因其强大的杀菌能力被广泛应用于医疗消毒领域，而波长更短的远紫外线C（Far-UVC，200-235 nm）近年来因其对微生物的高效灭活作用和对哺乳动物组织的潜在安全性备受关注。然而，关于Far-UVC是否适用于肺部等深部组织感染的治疗，以及其对人体细胞的DNA损伤风险，仍缺乏系统研究。这一问题对于开发新型抗感染疗法至关重要，尤其是在抗生素耐药性日益严峻的背景下。

爱丁堡大学再生与修复研究所等机构的研究团队在《Scientific Reports》发表论文，首次全面评估了Far-UVC（206 nm和222 nm）对人肺细胞和气管组织的生物学效应。研究采用连续波（CW）和脉冲两种光源，通过免疫荧光染色、晶体紫染色和乳酸脱氢酶（LDH）检测等技术，揭示了低剂量Far-UVC照射可直接引发DNA损伤并导致细胞死亡。

关键技术方法
研究使用氪氯（KrCl）准分子灯（222 nm CW）和脉冲激光系统（206-254 nm）照射人肺上皮细胞系（Beas-2B、H1299）和原代气管组织。通过γH2AX（Ser139）免疫荧光标记DNA双链断裂（DSBs），（6-4）PPs抗体检测光产物，流式细胞术分析细胞凋亡（Annexin V/PI），并结合LDH释放实验评估细胞膜完整性。人体气管组织来源于英国国家医疗服务体系血液与移植（NHSBT）的捐赠器官。

222 nm诱导单层细胞DNA双链断裂
实验显示，5-25 mJ/cm²的CW 222 nm照射可剂量依赖性增加Beas-2B和HaCaT细胞中γH2AX（Ser139）荧光强度（p<0.0001），表明DNA损伤。脉冲222 nm和206 nm照射同样显著诱导DSBs，且254 nm脉冲光作为阳性对照验证了方法的可靠性。

人气管组织中的DNA损伤
在气管假复层纤毛柱状上皮中，CW和脉冲222 nm（5-50 mJ/cm²）照射10分钟后即检测到γH2AX（Ser139）阳性细胞增多。同时，（6-4）PPs在照射后显著上调，证实Far-UVC可直接引发典型的紫外线相关DNA损伤。

细胞活力与凋亡
照射48小时后，晶体紫染色显示所有细胞系在照射区域增殖停滞。流式分析进一步表明，25 mJ/cm² CW 222 nm照射使Beas-2B活细胞比例从82%降至36%，晚期凋亡细胞增加。LDH释放实验证实细胞膜损伤是死亡的重要原因。

结论与意义
该研究首次证明，Far-UVC（206 nm/222 nm）即使低剂量也能穿透肺上皮细胞，通过（6-4）PPs和DSBs直接损伤DNA，最终导致细胞死亡。这一发现挑战了Far-UVC对哺乳组织安全的传统认知，为其在肺部应用的可行性提供了关键限制依据。研究团队强调，需重新评估Far-UVC的临床适用性，尤其在涉及深部组织照射的治疗场景中。