【技術前沿】光療對控制雙相障礙類疾病的療效研究

發布時間：2023-12-20

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光療對控制雙相障礙類疾病的療效研究

周思聰1 , 周莉1,2 , 林燕丹1,2,3
(1. 復旦大學信息學院光源與照明工程系，上海 200433; 2. 復旦大學六次產業研究院，上海 200433;

3. 復旦大學工程與應用技術研究院，上海 200433)

摘要: 雙相障礙是因家族病史、濫用藥物等因素誘發的疾病，其具有反復發作、難以根治的特征，因此危害較大。相比于傳統藥物治療對患者身心產生的損傷與副作用，光療具有簡單易行且療效顯著等特征。目前光的非視覺效應表明光照尤其是 480 nm 附近短波藍光，通過 ipRGC 刺激 5-HT 神經元從而影響其神經遞質分泌，從而影響前額葉皮層區域中的紋狀體和杏仁核，進而影響情緒。本文以前期大量光治療雙相障礙的研究為基礎，整理多篇文獻所使用的總輻射量、藍光輻射量、 CS 值、 EML 值等光參數，對問卷結果等實驗數據綜合分析，總結出不同光照特征參量對雙相障礙的療效，并進一步挖掘了短波藍光在光療中的有效性，驗證了光的非視覺效應對雙相障礙的影響。同時本文通過研究 CS 值、 EML 值與響應比例、緩解程度間的關系，為光輔助治療雙相障礙的實驗設計和臨床研究提供了新的思路。

關鍵詞: 雙相障礙; 光療; 短波藍光; 光的非視覺效應
中圖分類號: TM923 文獻標識碼: A DOI: 10. 3969∕j. issn. 1004-440X. 2020. 06. 006

Effect of Light on Controlling Bipolar Disorder

ZHOU Sicong1 ， ZHOU Li1，2 ， LIN Yandan1，2，3
(1. Institute for Electric Light Sources， Fudan University， Shanghai 200433， China; 2. Institute for Six-sector Economy， Fudan University， Shanghai 200433， China; 3. Institute of Future Lighting， Academy for Engineering and Technology，Fudan university， Shanghai 200433， China)

Abstract: Bipolar disorder due to family history， drug abuse and other factors is recurrent and is difficult to be cured. Traditional medicine treatment has physical and mental damage to patients. The effect of psychotherapy varies from person to person. While light therapy is simple and effective. The current non- visual effects of light indicate that light， especially short-wavelength blue light stimulates 5-HT neurons through ipRGC to affect their neurotransmitter secretion， which affects the striatum and amygdala in the prefrontal cortex， which in turn affects mood. Based on a large number of researches on phototherapy for bipolar disorder in the previous period， this article sorts out the total radiation， blue light radiation， CS value， EML value and other optical parameters used in multiple articles. And it comprehensively analyzes the experimental data such as the scale results. It also summarizes the efficacy of different light parameters in lighting on bipolar disorder and verified the effectiveness of short-wavelength blue light in light therapy. Then the non-visual effect of light in bipolar disorder was also verified. At the same time， by studying the relationship between the CS value， EML value and response， degree of remission， this article provides a new idea for the selection of light parameters in the experiment design of bipolar disorder.

Key words: bipolar disorder; light therapy; short-wavelength blue light; non-visual effects of light

引言

1) 雙相障礙及其生理基礎。對于情緒及情緒類疾病的研究主要集中于負向情緒領域，在負向情緒表現為焦慮、壓抑時，伴有家族病史或因藥物、不良生活事件或外界環境刺激等因素干擾的患者可能應激表現出雙相情感障礙 (Bipolar Disorder， BD) [1，2] ，即抑郁與躁狂交替發作，兼有抑郁癥與躁狂癥的特征。 BD 存在一定的性別差異，抑郁癥和焦慮癥在女性中比男性更普遍[3] 。 Hoff 等[4] 通過實驗發現對被試年齡、性別、受教育程度、持續時間及嚴重程度而言， BD 患者與急性躁狂期的精神分裂癥患者間神經心理功能的任何衡量指標均無明顯差別，總體而言， BD 常反復發作、難以根治，危害較大。

從神經生物學角度分析，部分 BD 患者的額葉前皮層被發現存在神經化學異常[5] ，原因為長期藥物依賴導致 5-羥色胺 (5-HT) 和多巴胺 ( DA) 神經末梢出現損傷，甚至部分存在于紋狀體、海馬和前額葉皮質中的 5-HT 神經元和 DA 能神經元發生細胞凋亡，進一步導致內源性單胺類神經遞質釋放減少，而 5-HT 神經元的神經遞質分泌不足會導致不同程度的焦慮、抑郁等負性情緒及情緒紊亂癥狀[6] 。同時，在受影響的前額葉皮層區域中，紋狀體和杏仁核會出現結構性腦異常，伴有皮質前額下網絡和相關的邊緣區域內的功能障礙。此外，研究還發現這種障礙可能與右額顳葉或左枕葉病變存在一定的聯系[7，8] 。

對于 BD 患者，當前常用的藥物治療手段為情緒穩定劑、抗抑郁藥或精神病藥，包括喹硫平、丙戊酸鹽、拉莫三嗪、卡馬西平鋰鹽、勞拉西泮等。 DePaulo 經實驗證實藥物療法通常僅部分有效，長期服藥可致風險積累且使患者復發殘留抑郁癥狀[9] 。 Post 等[10] 的研究表明，在自然環境中抗抑郁藥治療 BD 的成功率較低。 Back 等[11] 的研究發現，在使用藥物治療復發性躁狂時可能導致患者肝部功能受損等嚴重副作用。

2) 光療在雙相障礙中的應用。隨著電光源技術的蓬勃發展與光療顯現出的獨特效用，光治療(Light Therapy， LT) 已被美國精神病學協會(APA) 批準為季節性情感障礙的一線治療藥物[12] 。

而有多項通過 LT 治療與非 LT 治療的對照試驗顯示了 LT 在治療季節性情感障礙疾病的安全性及有效性[13 - 15] 。在進行 BD 的的治療中，明亮光相較于昏暗光也表現出了對于患者的更佳療效，例如 Tseng等[16] 的薈萃分析驗證了強光治療 (Bright Light Therapy， BLT) 在 BD 患者治療中的功效。分析發現，無論有無睡眠剝奪療法或伴隨有藥物治療，在使用了 BLT 后疾病嚴重程度均顯著降低 (P < 0. 001) 且與沒有 BLT 的治療相比，使用 BLT 的增強治療顯著降低了疾病嚴重程度 (P = 0. 024)。實驗結果表明， BLT 作為單藥治療或與睡眠剝奪聯合治療雙相障礙疾病療效顯著。

3) 研究意義與本文創新。相較于傳統藥物療法的低副作用使得 LT 在 BD 患者的治療中進一步的研究的空間，目前研究領域集中在醫院的臨床病例或對比實驗上，缺乏對光色參數的系統性分析。

以 “光療”、 “雙相障礙” 為關鍵詞篩選近十年光治療雙相障礙的論文，并手動剔除部分非雙相障礙或光療法的文獻后，本文將 9 篇 LT 治療 BD 的論文納入分析，共計 317 名被試。其中，實驗參數的色溫使用市面常見的同色溫光譜進行替代以計算藍光部分能量所占比例、 CS 值、 EML 值等光參數，進而將色溫對于 LT 的治療效果與亮度相結合，綜合分析 LT 對于 BD 的療效。

1 原始數據采集

通過 web of science 檢索近 10 年左右的論文，篩選條件設置為光療對雙相障礙疾病的療效，在排除部分非雙相障礙的情緒類疾病文獻或非光療文獻后，排除綜述性質的文獻，只保留脈絡清晰的光療對雙相障礙的實驗記錄文獻，包含對比實驗中的光療部分。最終，我們綜述 9 篇公開的報告，其中描述了 LT 對 BD 患者的治療作用，這些文獻總計描述了 317 例接受 LT 治療的 BD 患者(如表1所示)。

由于患有雙相情感障礙的患者在非急性情緒發作的緩解階段通常沒有臨床癥狀[17] ，因此常使用抑郁量表評估雙相障礙類患者療效，常用的量表包括HAM-D量表、SIGN-ADS量表，MADRS量表及HDRS 量表等。

實驗被試均為篩選后的 BD 患者，并伴有長期藥物使用史，在光療實驗前后都保持了同劑量基礎的使用，如喹硫平、丙戊酸鹽、碳酸鋰、拉莫三嗪、卡馬西平、勞拉西泮等，雖具體服藥情況與被試個人情況相關，但無明顯研究結論及副作用表明基礎用藥情況會對實驗數據產生顯著影響。

2 光參數選擇與療效定義

2. 2 光參數選擇

為簡化計算，對于逐漸遞增的光照時間采用了取均值的方式進行計算。部分實驗中未具體給出色溫，僅給出 “昏暗光”、 “昏暗紅光” 等描述性詞匯的實驗組，因過于籠統而難以量化，此類數據將被舍去。實驗變量中光源與人眼之間的距離常被考慮為光療效果的影響因素，但在這些研究中相同或難以進行比較。另外，對于相關色溫 (CCT)，本文采用市面上常見的 21 種同色溫燈具光譜，提取共同特征后將 CCT 用 “藍光能量占比” 進行替換以聚焦光參數中的藍光部分能量， CS 值與 EML 分別在同色溫多燈具光譜下計算后取均值。

由于燈具峰值波長位于 400 ~ 480 nm 之間，在保留藍光部分能量后，定義占比具體計算公式為

P blue =∫400480hcλ??(λ)