英国伯明翰大学的科学家近日证明,近红外光疗法(Photobiomodulation)可以通过减少炎症和细胞死亡,加速轻度创伤性脑损伤(mTBI)的恢复。这一有前景的方法可能为目前缺乏有效治疗手段的脑损伤领域带来新的突破,研究人员正致力于将其开发成一种医疗设备。
创伤性脑损伤(TBI)发生时,头部受到的直接冲击会引发大脑内一系列复杂的炎症级联反应。这些继发性过程在损伤后几分钟到几小时内发生,包括星形胶质细胞和小胶质细胞的过度激活、氧化应激以及神经元凋亡,从而显著恶化患者的预后。目前,临床上对轻度TBI主要采取观察和对症支持治疗,缺乏能够直接干预病理过程的药物或疗法。
在这项发表于《生物工程与转化医学》(Bioengineering & Translational Medicine)的研究中,伯明翰团队使用临床前模型,在损伤后每天对颅骨施加两分钟的特定波长近红外光脉冲,持续三天。他们测试了两种波长(810nm和660nm)的效果。结果显示,810nm波长的近红外光效果更优,能够显著减少星形胶质细胞和小胶质细胞的激活标志物,同时降低凋亡相关蛋白(如caspase-3)的表达。在行为学测试中,接受光疗的小鼠在平衡和认知功能方面表现出显著改善,且恢复速度明显快于对照组。
该研究建立在团队前期工作的基础上——他们曾发现,将近红外光直接传递到脊髓损伤部位,既能提高神经细胞存活率,也能刺激新的神经细胞生长。领导这项研究的Ahmed教授表示:“我们希望将这种方法开发成一种医疗设备,用于增强创伤性脑或脊髓损伤患者的恢复,旨在改善患者的预后。”目前,该技术已由伯明翰大学企业有限公司申请专利,研究人员正在寻求商业合作伙伴共同开发并推向市场。
近红外光疗法的机制可能涉及线粒体功能增强:光被细胞色素c氧化酶吸收后,促进ATP生成,减少活性氧(ROS),并调节炎症信号通路。这一无创、非侵入性的物理疗法有望成为未来脑损伤康复的重要工具。
参考原文: Andrew R. Stevens, et al. “Photobiomodulation improves functional recovery after mild traumatic brain injury”. Bioengineering & Translational Medicine. 11 October 2024. DOI: 10.1002/btm2.10727.