本文來自微信公眾號： 自然系列 ，作者：Nature?Portfolio
在皮膚科醫(yī)生David Ozog于2021年與家人在巴哈馬度假期間，他18歲的兒子突發(fā)嚴(yán)重卒中。這名少年被航班轉(zhuǎn)運至佛羅里達，隨后又被轉(zhuǎn)往芝加哥接受手術(shù)。當(dāng)Ozog的兒子躺在醫(yī)院病床上、陷入局部癱瘓時，Ozog接到了同事打來的電話，對方提出了一個不那么常規(guī)的建議。
這名同事是美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院（Harvard Medical School）的一名皮膚科醫(yī)生，他向Ozog介紹了自己與美國國防部合作進行的一項研究。該研究的初步結(jié)果表明，紅光和近紅外光在照射頭部后，可能對腦損傷后的神經(jīng)組織起到保護作用。他敦促Ozog考慮在兒子身上嘗試這個。
Ozog那天晚上徹夜研讀相關(guān)論文直至凌晨4點，最終訂購了數(shù)塊由紅光和近紅外光發(fā)光二極管（LED）所組成的面板?！拔议_始悄悄把它們帶進醫(yī)院”，目前在美國亨利·福特健康中心（Henry Ford Health）工作的Ozog說。
如今他的兒子已經(jīng)能夠下地行走，并已重返大學(xué)。Ozog無法證實光療在其中有什么用，但他相信它起了作用。此后，他開始接受這一當(dāng)時被主流學(xué)界視為邊緣的觀點?！拔乙郧耙惨欢扔X得，”他說，“就把這東西往你身上照一照，怎么可能產(chǎn)生任何生物學(xué)效應(yīng)呢？”
光療就在幾年前還處于醫(yī)學(xué)界的邊緣地帶，如今卻正逐漸進入主流。紅光設(shè)備越來越多地出現(xiàn)在皮膚科診所、健康中心、健身場所和家庭環(huán)境中。根據(jù)一些預(yù)測，到2030年，全球市場在眾多公司的推廣下將超過10億美元。這些公司承諾該療法對解決從皮膚老化到注意缺陷多動障礙（ADHD）等各種問題均有好處，此類說法在社交媒體上流傳甚廣。
專家們警告，紅光療法的相關(guān)炒作甚囂塵上。但越來越多的正規(guī)科學(xué)研究正在探索其在多種疾病上所帶來的益處。臨床研究已報道該療法在周圍神經(jīng)病變[1]、視網(wǎng)膜退行性變[2]和某些神經(jīng)系統(tǒng)疾病[3]方面的改善作用。針對部分適應(yīng)證，專家小組現(xiàn)已推薦使用紅光方案[1]。
對于紅光和近紅外光所發(fā)揮的可能治療作用，研究人員還發(fā)現(xiàn)了其中的可能機制。細胞的能量工廠——線粒體，正成為解開這一謎題的核心。
目前人類接觸的紅光比以往任何時候都要少，而在這樣的時代背景下越來越多的科學(xué)研究致力于解析紅光相關(guān)益處。人們待在室內(nèi)、遠離陽光的時間更多了，而各項節(jié)能舉措又縮小了室內(nèi)照明的光譜范圍，減少了照明中的許多紅光和近紅外光成分（見“不同來源的光”）。一些科學(xué)家現(xiàn)在想知道，這些因素是否可能造成了一些生物學(xué)后果?！翱赡苡心承纳飳W(xué)上演化成原本能攝取的東西，而它們現(xiàn)在事實上被剝奪了?！監(jiān)zog說。
來源:K.M.Zielinska-Dabkowska/Asensetek Lighting Passport Pro Standard Spectrometer
從學(xué)界邊緣到臨床應(yīng)用
光對人類健康能發(fā)揮作用，這不算是個新的觀點。一個多世紀(jì)以來，科學(xué)家們就已經(jīng)知道紫外線能促進人體產(chǎn)生維生素D。1903年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎就認可了聚光在皮膚結(jié)核病中的治療作用。強光療法是季節(jié)性情感障礙的標(biāo)準(zhǔn)療法，而窄譜紫外光一直以來都是銀屑病的一個主要治療手段。
“光譜上各個波長對人有各種益處?！眰惗卮髮W(xué)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)家Glen Jeffery說?，F(xiàn)代的光生物調(diào)節(jié)指的是使用波長約為600至1100納米的紅光和近紅外光來影響細胞過程，這一做法起源于20世紀(jì)60年代，當(dāng)時匈牙利科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)低水平的紅光能刺激嚙齒動物的毛發(fā)生長。20世紀(jì)90年代，當(dāng)美國宇航局（NASA）的科學(xué)家嘗試使用紅光LED在太空中種植植物時，他們注意到他們手上的小傷口在燈光下愈合得異常迅速，由此加速了學(xué)界的興趣。
在過去的十年里，相關(guān)證據(jù)在多個具體臨床領(lǐng)域中得以鞏固。2025年，Ozog與20多位專家共同參與了對一項重要共識的綜述工作[1]，結(jié)論是：該療法對于多類消化道潰瘍、周圍神經(jīng)病變、急性放射性皮炎和雄激素性脫發(fā)（一種典型性脫發(fā)）等疾病是安全有效的。去年，美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)了一種用于治療干性年齡相關(guān)性黃斑變性的紅光設(shè)備?？谇火つぱ资且环N可能影響疾病治療并影響營養(yǎng)攝入的痛性口腔潰瘍，而口腔內(nèi)的紅光療法自2020年起已被納入癌癥治療相關(guān)口腔黏膜炎的臨床防治指南。
Ozog感慨于該療法未能在癌癥治療中得到更廣泛的應(yīng)用：“這種療法簡單、安全而又廉價，但目前可能僅約10%的治療中心在使用它?！?/p>
除了已確立該療法重要地位的上述領(lǐng)域以外，研究者們正在探索該療法在其他更多領(lǐng)域中的治療效果。有臨床試驗報告稱，該療法能促進運動員的肌肉恢復(fù)[6]，減輕抑郁癥狀[7]，緩解骨關(guān)節(jié)炎和纖維肌痛患者的疼痛[8]。小規(guī)模人體試驗和動物研究也提示其對代謝性疾病[9]和心血管疾病[10]具有潛在益處。2022年巴西地區(qū)的一項小型隨機研究發(fā)現(xiàn)，每日接受光療的重癥COVID-19患者比對照組患者平均提前近四天出院[11]。
除此之外，在一些科學(xué)家看來，令人稱奇的早期結(jié)果還是來自大腦的研究。在帕金森?。≒D）的小鼠模型中，置于頭頂?shù)墓馍镎{(diào)節(jié)裝置起到了保護大腦深部多巴胺能神經(jīng)元的作用[12]，缺失這些細胞往往會引發(fā)疾病進展。
研究人員在PD動物模型中觀察到，這一治療所帶來的益處可在治療后持續(xù)數(shù)周；與此同時，有人嘗試?yán)霉饫w將光近距離傳送到人體內(nèi)的病變細胞，目前這類早期人體試驗正在進行中?！吧窠?jīng)科學(xué)研究的一大理想目標(biāo)，便是找到某種能夠有效保護細胞免于死亡的神經(jīng)保護治療?！狈▏窭罩Z布爾阿爾卑斯大學(xué)（University of Grenoble Alpes）的神經(jīng)科學(xué)家John Mitrofanis說。
數(shù)種經(jīng)顱裝置正在開發(fā)中以治療多種精神和神經(jīng)疾病，這些裝置所提供的光子遞送方式更具可操作性。Mitrofanis團隊目前未發(fā)表的研究結(jié)果顯示，經(jīng)顱光“使老年大腦看起來更像年輕大腦”。然而讓穿過人體顱骨的光子數(shù)量多到足以產(chǎn)生實際效果，仍然頗具挑戰(zhàn)性。Brian Pryor是美國特拉華州的醫(yī)療設(shè)備公司BWtek Medical的首席執(zhí)行官，他表示他的團隊發(fā)現(xiàn)更高劑量的光子對大腦所產(chǎn)生的影響更大。光子輸出能力如此之強的設(shè)備“可能太過強大而無法開架銷售?！倍囗椘渌R床試驗正處于計劃階段或正在進行中。
目前仍有許多問題尚未得到解決，比如不同適應(yīng)證對應(yīng)的優(yōu)化光照波長、強度、時間、遞送方法，甚至脈沖頻率。同樣還不清楚的是，是否應(yīng)根據(jù)不同人的年齡或膚色來決定其所接受的光照劑量。這些背后還隱藏著一個更深層次的問題：光如何能產(chǎn)生如此廣泛的生物學(xué)效應(yīng)？
將光轉(zhuǎn)化為細胞“燃料”
越來越多的生物物理和生物化學(xué)證據(jù)匯聚成一個方向，使研究者們的注意力集中到了線粒體上，這種細胞器負責(zé)為細胞供能，并廣泛存在于人體內(nèi)大多數(shù)細胞中。
相較于波長較短的藍光和紫外光，紅光到近紅外光所發(fā)生的散射要少得多。因此，部分光子（主要是近紅外波段的光子）可以穿透衣物，而其中一部分光子能夠進一步穿透數(shù)厘米深的組織，這意味著它們可能影響皮膚深層的細胞?，F(xiàn)有研究中被報道能產(chǎn)生生物學(xué)反應(yīng)的光，其波長范圍往往大約在600至700納米以及760至940納米之間。細胞色素c氧化酶是線粒體電子傳遞鏈中的一種關(guān)鍵酶，有助于形成名為三磷酸腺苷（ATP）的細胞燃料，而上述的兩個范圍恰好與該酶較易吸收光的波長非常接近。
有證據(jù)表明細胞可以吸收這些波長的光，而被吸收的這些光則可以將電子傳遞鏈推升至更活躍的狀態(tài)，從而促進ATP的產(chǎn)生[13]。由此產(chǎn)生的下游效應(yīng)包括改善組織的血流，以及改變炎癥和氧化應(yīng)激水平。一些研究者還提出了一種額外機制：紅光和近紅外光降低了水的黏度，從而使細胞內(nèi)的產(chǎn)能機器更易于運行[14]。倫敦大學(xué)學(xué)院的Robert Fosbury是一名從天文學(xué)家轉(zhuǎn)行的光生物調(diào)節(jié)研究者，他說“為了讓線粒體這個引擎正常工作，需要給它上一上潤滑”。
目前很多研究都集中在線粒體密集的細胞上，包括人類胚胎和眼部細胞。美國哥倫比亞大學(xué)資助的一項新臨床試驗將測試短時間紅光暴露能否提高體外受精產(chǎn)生胚胎的質(zhì)量。Jeffery的實驗室研究的是衰老視網(wǎng)膜，其功能的衰退與線粒體退化相關(guān)。他的團隊以及其他團隊的研究都表明，光生物調(diào)節(jié)可能有助于保護視網(wǎng)膜[15]。Jeffery團隊的研究甚至發(fā)現(xiàn)，光可能不需要直接照射到眼睛就能產(chǎn)生效果。
在更早的研究中，他的研究團隊曾發(fā)現(xiàn)背部照射15分鐘紅光可以抑制餐后血糖升高[14]。Jeffery推測，不同細胞的線粒體之間可能存在相互交流，“它們在行為方式上就像遍布于全身的共同體?！?/p>
上述發(fā)現(xiàn)激動人心，但同時也引發(fā)了爭議。Juanita Anders是美國軍醫(yī)大學(xué)（Uniformed Services University）的一名光生物調(diào)節(jié)研究人員，她以獨立于其政府雇員身份的個人身份質(zhì)疑了上述假設(shè)的前提，并表示需要進行規(guī)模更大、對照設(shè)置更為嚴(yán)格的研究，以確定來自遠隔部位或全身的潛在影響。一個假設(shè)中的可能途徑涉及生物光子，即細胞自身產(chǎn)生的微弱光。Mitrofanis表示線粒體是這些光子的主要來源，并可能利用這些光子來傳遞與細胞健康有關(guān)的信號。他是一項2025年發(fā)表的研究的共同作者，該研究發(fā)現(xiàn)光生物調(diào)節(jié)改變了細胞輸出的生物光子，尤其是在處于應(yīng)激狀態(tài)的細胞中[16]。
這里可能出現(xiàn)了一種模式：當(dāng)細胞處于健康狀態(tài)時，外部光照對其造成的影響通常是微乎其微的。但在疾病狀態(tài)或代謝應(yīng)激時（線粒體功能障礙常見于此類情況），外部光照的影響可能會增加。這一區(qū)別可能有助于解釋為什么不同研究的結(jié)果存在差異。
盡管如此，可能并不能用線粒體去解釋所有事情?！凹词褂蒙狭司€粒體抑制劑，我們?nèi)匀荒芸吹焦獐熕鶐淼闹委煼磻?yīng)?！痹诩~約州立大學(xué)布法羅分校（University of Buffalo）研究紅光療效的牙醫(yī)和口腔生物學(xué)家Praveen Arany說。
光照的劑量似乎起到了至關(guān)重要的作用。許多研究者指出，在過少和過多光照之間存在一個生物學(xué)上的“適宜劑量”。另有學(xué)者指出，不應(yīng)僅孤立地關(guān)注某些波長的光，而應(yīng)強調(diào)廣譜光的重要性，就像從自然界接受的光那樣。“我傾向于考慮不同光的比例。”美國辛辛那提大學(xué)（University of Cincinnati）的演化生物學(xué)家Elke Buschbeck說。
見不到的光
太陽光的光譜范圍約為300納米到2500納米，人類正是沐浴在這樣的光照下演化的。在人類歷史中的大部分時間里，室內(nèi)光照也有著類似的光譜特征。如今人們每天有將近90%時間都呆在建筑物中，而就在科學(xué)家們不斷揭示紅光和近紅外光所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)之際，這些建筑物卻從空間上剝奪了人們對這些波長的光的接觸。
現(xiàn)代窗戶的涂層過濾掉了陽光中許多波長較長的光線，以減少進入建筑物的熱量。熒光燈具和節(jié)能LED燈將其輸出光的光譜集中在可見光譜中相對較窄的部分。白熾燈泡燈絲產(chǎn)生的光波長范圍更寬，但它們正在迅速被熒光燈具和節(jié)能LED燈所取代。事實上，白熾燈約90%的能量以紅外輻射的形式發(fā)射出去。預(yù)計于2028年生效的新版美國建筑和照明標(biāo)準(zhǔn)，將進一步縮窄室內(nèi)可及光的光譜范圍。
一些科學(xué)家提出了這樣一種可能性：久居室內(nèi)環(huán)境而長期缺乏接觸上述波長以及其它波長的光，可能會以微妙的方式影響健康。人體組織對光的反應(yīng)方式不僅只有視覺，還包括借助眼內(nèi)光感受器信號傳導(dǎo)來調(diào)節(jié)晝夜節(jié)律、情緒、警覺性和其他功能，以及借助細胞中對光敏感的一些代謝過程。這促使人們呼吁恢復(fù)光譜范圍更廣的電力照明，改善建筑物中的自然采光，以及以新理念鼓勵人們增加呆在戶外的時長。
Buschbeck說，只需在戶外陽光下呆一分鐘，她所能獲得的可見光子數(shù)量就同她在辦公室里待大約三個小時相當(dāng)。“如果把紅外光也算進去，差異會更加顯著?！彼f。
在過去的二十年里，多項研究已將更多的自然光接觸與改善在學(xué)校的表現(xiàn)[17]以及住院時間縮短[18]聯(lián)系了起來。一項在類似辦公室的受控環(huán)境中開展的研究于今年發(fā)表，該研究表明天然日光和富含近紅外光的人工光都能改善受試者生理和心理健康（包括情緒、心率變異性和血糖調(diào)節(jié)等方面）的有關(guān)指標(biāo)[19]。今年一月份發(fā)表的一篇預(yù)印本研究基于超過40萬名成年人數(shù)據(jù)，該研究發(fā)現(xiàn)在考慮了皮膚癌這一因素的前提下，較高的平均日曬量仍與較長的預(yù)期壽命相關(guān)[20]。
這引出了更大范圍內(nèi)的問題：光不僅能用于治療疾病，還能用于預(yù)防疾病嗎？
更光明的未來
150多年前，現(xiàn)代護理學(xué)的創(chuàng)始人之一Florence Nightingale就堅持認為全光譜光照對病患康復(fù)至關(guān)重要。“人們認為其效果局限于精神層面?！彼?859年寫道，“但情況絕非如此?！?/p>
研究人員正回歸上述理念，但同時也試圖將光生物調(diào)節(jié)這一科學(xué)領(lǐng)域與圍繞它形成的商業(yè)狂潮區(qū)別開來。健康相關(guān)產(chǎn)業(yè)在幾無監(jiān)管的情況下飛速發(fā)展，而科學(xué)家們擔(dān)心這一浪潮已經(jīng)蓋過了正規(guī)科學(xué)的聲音。消費者們現(xiàn)在可以購買紅光棒、面罩、頭盔、面板、全身墊，甚至類似于日光浴床的設(shè)備。這些設(shè)備通常被商家許以基于微薄數(shù)據(jù)的夸張承諾?！八麄儼盐覀児ぷ鞯拿暩銐牧??！盝effery說，“這些公司都說‘你會長生不老’，而我們這幫人只會說‘這是一個非常重要而有趣的科學(xué)領(lǐng)域?！?/p>
已著手測試商業(yè)產(chǎn)品的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，盡管有些產(chǎn)品的確有益，但往往達不到其所聲稱的效果。許多產(chǎn)品所提供的光照劑量未能達到治療劑量。Anders認為需要更多的獨立檢測和更清晰的標(biāo)準(zhǔn)?！坝行┤嗽谧稣_的事情?！彼f，“如果我們能采用正確劑量，那么真的很有可能改變局面?！?/p>
展望未來，研究人員正在探索可穿戴或可植入的LED設(shè)備，并搭配人工智能算法以實時優(yōu)化治療。NASA正在研究近紅外光療法，為宇航員在太空飛行期間體內(nèi)線粒體的功能提供支持。與此同時，另一些人認為，影響深遠的改變可能不用那么高科技：重新設(shè)計大多數(shù)人居住空間中的照明。
Jeffery和Fosbury在自己的家庭照明中補充了幾個白熾燈泡，而且不是只有他們拿自己在做實驗。Ozog在兒子康復(fù)期間開始使用紅光面板，說他很快發(fā)現(xiàn)了好處，包括嘴唇皰疹減少、腹部術(shù)后傷口愈合更快、視力變得更敏銳、ADHD癥狀減輕等。Mitrofanis每天戴著一個布滿LED的頭盔，作為一種有希望的疾病預(yù)防措施。而Anders則正在嘗試一款經(jīng)過獨立測試的紅光面罩。然而Buschbeck仍然持謹(jǐn)慎態(tài)度。
“這讓我覺得緊張。我們?nèi)匀徊⒉煌耆宄约涸谧鍪裁础！彼f。對于那些希望改善日光“攝入”的人，她給出的建議很簡單：到戶外去。
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