低能量激光治疗雄激素性秃发的作用机制及研究进展
2019-08-31 来源:中国皮肤性病学杂志

作者:叶亚琦,杨 凯,林尽染,综述,吴文育审校,复旦大学附属华山医院皮肤科 ,上海市静安区中心医院

 

雄激素性秃发(Androgenetic alopecia,AGA)是一 种雄激素依赖的遗传性疾病,发病率较高,在50岁以前有 50%成年男性发病,80岁以前有50%的成年女性发病[1],严 重影响秃发患者的心理生理健康,并进一步影响了患者的 生活质量。雄激素性秃发传统的治疗方法包括口服激素调 节剂,外用药物和手术治疗。男性AGA患者最常用的口服药 物为非那雄胺。临床研究表明连续12月每日口服1mg非那 雄胺,65%男性AGA患者头发再生,但是非那雄胺有一定副作 用,包括勃起功能障碍,性欲下降和体毛增长[2]。米诺地 尔外用治疗男性型和女性型AGA可以减缓或阻止脱发,使用 12个月56%的患者脱发得到改善[3]。米诺地尔最常见的不良 反应是仅限于头皮上的刺激性和过敏性接触性皮炎。可供 选择的治疗方法还包括进行毛发移植手术,植发手术需要经过严格的术前筛查,同时需要对手术患者进行包括供区切 取毛囊单位量在内等多个方面进行详细评估[4]。传统的治 疗方法有一定副作用,患者依从性较差,而手术治疗受供 区局限,可能遗留瘢痕,且价格昂贵[4]。低能量激光治疗 技术(Low Level Laser Therapy,LLLT)是用于治疗AGA 的新型技术。2007年和2011年,低能量激光仪器HairMax 激光梳®分别被FDA批准作为男性型秃发和女性型秃发的安全 治疗。欧洲和日本2017版雄激素性秃发诊疗指南将低能量 激光治疗纳入AGA推荐治疗方法[5-6]。


1  LLLT的临床研究背景


低能量激光(Low level laser,LLL)是指一种低功 率密度或低能量辐射的激光,又被称为“冷激光”、“软激光”,对生物的作用被称为“光生物调节”[7]。与其他 类型激光不同,LLL通过诱导光在细胞内发生化学反应而 不产生热效应或造成不可逆转的损伤。低能量激光的促 毛发生长作用被发现于20世纪60年代。匈牙利医生Endre Mester在进行激光照射诱导小鼠癌变的实验中研究激光免 疫时,偶然发现接受低功率694nm红宝石激光照射后的剃毛 小鼠的毛发比未处理组的毛发生长更快[8]。 低能量激光大多数治疗波长范围为500~1 100nm,功率 密度范围为3~90mW/cm2,能量范围为1~10J/cm2。通常认 为LLLT采用波长范围650~900nm,功率密度为5mW的光源能 够有效治疗雄激素性秃发[9],但缺乏确切的数据证实。Kim Tae-Hoon在Sprague-Dawley大鼠背部使用波长分别为632、 670、785和830nm的激光二极管研究了毛发生长的波长依赖 性效应。研究结果表明,830nm波长比其他波长更能明显地 刺激毛发生长[10]。Yanliang Xu等肯定了这一结论[11],他们 根据含氧血红素和脱氧血红素电荷分布的计算结果,并基 于光受体分子中的电子激发理论和血红蛋白的吸收光谱, 发现波长范围内的低能级激光约为800~1 060nm可以促进 氧合血红蛋白中氧的释放,并改善毛细血管向周围组织的 氧供应。当波长较短时,血红素分子可从一个光子吸收更 多能量,水的吸收曲线在约830nm处具有最小值,光的能量 损失较小。因此,在刺激毛发生长的治疗中,与低于800nm 的其他波长相比,830nm的波长具有深远的影响[11]。但这 些基于理论和既往实验论文的结论仍需进一步详细的实验 证实。


2  LLLT的作用机制及动物实验


低能量激光能产生多种生物学效应,包括抑制炎症、 缓解疼痛、愈合伤口、消除肿胀、抵抗细菌、调节免疫以 及改善局部微循环[12]。目前低能量激光治疗的具体作用机 制尚不明确,存在以下几种假说。


2.1 调节毛发生长周期:有学者认为LLLT可以促使休止期 毛囊重新进入生长期,延长生长期持续时间,增加活跃 的生长期毛囊增殖速度,防止毛囊过早进入休止期[13]。 Shukla等研究了氦氖(He-Ne)激光(632nm,剂量为1J/cm2 和5J/cm2,24h间隔,5d)对睾酮处理和未处理的瑞士白化 病小鼠皮肤的毛囊生长周期的影响[14]。结果显示1J/cm2组 睾酮处理小鼠生长期毛囊数量显著增加,而5J/cm2组生长期 毛囊数量减少,休止期毛囊数量显着增加。这与LLLT的双 相效应是一致的,其中低剂量会产生生物刺激,而高照射剂 量可能会抑制[14-15]。Yi-Shuan Sheen等[16]研究了不同波长 LLL(3mW红光,630nm, 1J/cm2;2mW绿光,522nm, 1J/cm2; 2mW蓝光,463nm, 1J/cm2)照射3周对C57BL/6小鼠休止期毛 囊的影响。结果显示红光可以促使休止期毛囊更快地进入 生长期,并进一步研究了红光对外毛根鞘角质形成细胞和 真皮乳头细胞增殖的光生物学效应,发现红光通过这两种 细胞的细胞外信号调节激酶磷酸化以剂量依赖的方式刺激细胞增殖,并间接增强上皮-间充质相互作用促使休止期毛 囊转变为生长期[16]。进一步证实了LLLT对毛发生长周期的 调节作用。


2.2 影响细胞色素C氧化酶:通过对近红外光波长范围有 光生物学效应的作用光谱与线粒体内膜上的四个呼吸链 膜蛋白复合物相匹配发现,复合物IV(线粒体呼吸链的 第Ⅳ单元),也被称为细胞色素C氧化酶(cytochrome c oxidase,CCO),是细胞对LLL作用反应的关键发色团[17]。 CCO是大型跨膜蛋白复合物,有助于形成跨膜的质子电化学 势能差,从而产生ATP。线粒体NO合成酶可以产生一氧化氮 (NO),NO取代CCO中的氧气,抑制细胞呼吸,从而减少 ATP的产生。通过LLLT作用期间对细胞一氧化氮的释放观察 发现,LLLT通过两种途径影响一氧化氮释放:①CCO成为亚 硝酸盐还原酶;②光解离CCO中的一氧化氮[15]。同时LLLT增 加NO的生物利用度,舒张血管,增加组织细胞对氧气的利 用。LLLT对线粒体的影响可以调节活性氧以及诱导转录因 子如核因子κB和低氧诱导因子-1,这些转录因子会引起蛋 白质合成,从而引发下游的进一步效应,如细胞增殖和迁 移增加,细胞因子水平改变,生长因子和炎症介质水平改 变以及组织氧合增加[15],从而增加新陈代谢和毛发生长。


2.3 调节炎症产生及免疫反应:LLLT可以调节炎症 过程和免疫反应,这也可能对毛发再生有影响[15]。 Wikramanayake等[13]对C3H/HeJ小鼠模型进行的研究支持这 一假设,其中用激光梳处理的小鼠炎性浸润减少。炎性浸 润影响多种细胞因子,如IFN-g,IL-1a和IL-1b,TNF-α, MHC和Fas-抗原以及巨噬细胞迁移抑制因子,这些细胞因子 均高度干扰毛发生长并且已被证实在AGA的发病机制中发 挥作用。此外,有实验表明LLLT可以降低炎症因子前列腺 素E2(PGE2)水平,升高抗炎细胞因子IL-10和TGF-β1的 水平,调控VEGF基因的表达,从而促进毛发生长[18-19]。Le Han等在相关研究中用不同强度的655nm红光+ 发光二极管 (LED)和21h7(一种β-连环蛋白抑制剂)以及两者结合 处理毛囊的体外培养物,进行免疫荧光染色以评估Wnt/β连环蛋白信号传导中的β-连环蛋白,GSK3β,p-GSK3β和 Lef1的表达,结果显示655nm红光+LED可以通过激活Wnt/ β-连环蛋白信号来促进毛发生长[20]。


3  LLLT的临床应用进展


3.1 单独治疗:Satino等[21]早在2003年就研究了LLLT治疗 AGA的效果。研究纳入7名女性和28名男性,使用HairMax 激光梳®655nm隔日治疗5~10min,持续6个月。这项研究 比较了头发强度和数量与每个患者的基线水平[21]。结果 显示头发总数有所改善,与基线相比增加了93.5%。头发 拉伸强度总体上比基线增加了78.9%,但该试验没有进行 随机化和控制,且样本量较小,缺乏对照[21]。2013年, Lanzafame等[22]报道的RCT研究纳入44名年龄18~48岁的 Norwood HamiltonⅡa~Ⅴ级男性。试验组每隔一天使用655nm Tophat头盔16周,对照组使用含有白炽灯的假装 置。主要终点是使用全局照相测量与基线相比的毛发数量 改变。结果显示试验组毛囊数量增加17.3 FUs/cm2,对照 组减少0.06FUs/cm2,试验组比对照组增加35%。本研究患 者数量适中,并得到很好的控制。它具有明显的数值,显 示头发数量的增加,并显示了毛发生长的总体改善[22]。 2014年,Lanzafame等[23]又纳入了47名年龄18~60岁的 LudwigⅠ~Ⅱ级女性型AGA进行RCT研究,试验组毛囊数 量增加35.2FUs/cm2,比对照组增加37%,并且没有发现不 良事件,证实了LLLT对于女性型AGA的疗效[23]。2014年, Jimenez等[24]报道了纳入128例MPHL和141例FPHL患者的多中 心RCT研究。患者随机分配到假装置或带有7、9或12个激光 束的HairMax激光梳®。研究终点是毛发密度(FUs/cm2)的 变化,结果所有LLLT处理组的毛发密度均有统计学显着改 善,且患者主体评价改善。研究中的不良事件包括皮肤干 燥、瘙痒及头皮压痛,并在局部温热感。本研究的优势在 于其样本量大,同时纳入男性和女性受试者入选,采用了 随机双盲,假装置设计,结合了客观和主观观测指标。 国内应用LLLT技术治疗雄激素性秃发经验较少,2016 年,林尽染等[25]报道了使用650nm激光生发帽治疗AGA的 38例患者(男15例,女23例),结果显示LLLT对于男性型 和女性型AGA都有一定疗效,且随着疗程的延长有效率逐 渐升高,6个月时有效率达79.3%,毛囊镜显示密度增加了 (17.1±11.2)FUs/cm2。该研究虽然随访时间较长,但是缺 乏随机化和控制。2018年,Mai-Yi Fan等[26]收录了100例AGA 患者进行了为期24周的随机、双盲、自身对照、假装置对照 试验,探讨LLLT治疗AGA的有效性和安全性,结果显示LLLT 组头皮的毛发覆盖率明显高于假装置组,毛发厚度、毛发数 量、毛发覆盖率和研究者对毛发再生的整体评估(IGA)也 有显著改善,未观察到严重不良反应。该研究是采用自身对 照的RCT研究,采用了较多评价指标,证据等级较高。


3.2 联合药物治疗:2014年,Munck等[27]报道了使用655nm HairMax Laser Comb®治疗32例AGA患者(男11例,女21 例)的回顾性观察研究,发现LLLT单独治疗或者联合非那 雄胺、米诺地尔治疗均可促进毛发生长。该研究缺乏对照 组,样本量很小,有选择偏倚,但本研究显示了LLLT可以 联合传统药物治疗。2017年,Esmat等[28]报道的RCT研究 采用iGrow®头盔比较了LLLT和米诺地尔单独和联合使用治 疗45例女性型AGA的效果。评估指标包括超声生物显微镜 (UBM)评估患者的毛发计数,临床评估,皮肤镜、毛囊 镜检查和患者满意度[28]。治疗4个月后,UBM显示LLLT组 和联合治疗组的毛发计数显着增加,联合治疗组毛囊在皮 肤中位置更深;皮肤镜检查显示各组患者头发直径差异均 较小;毛囊镜显示三组所有的毛发密度均有统计学显著增 加;根据研究者评估联合治疗组Ludwig分级显着改善,患 者满意度显著高于其他治疗组。米诺地尔组的副作用包括 头皮刺激和头发脱落增加。LLLT组报道罕见的头皮压痛和温热感,联合治疗组报道头皮刺激,压痛,温热感和头发 脱落的初始增加。这项研究值得注意的对比了单独使用米 诺地尔、LLLT或联合治疗的疗效,并采用了多种评估毛发 生长的方法,这些方法均显示LLLT和联合组的头发生长得 到改善。


4  低能量激光治疗的安全性与不良反应


低能量激光治疗自20世纪60年代发现具有促进毛发 生长作用以来,在临床上应用已超过50年,不良事件报 道非常低,无严重不良事件发生,可能出现的不良反应 为:头皮压痛、瘙痒、红斑、烧灼、刺痛、干燥、温热 感等[9,23]。使用LLLT联合米诺地尔治疗雄激素性秃发 时,有报道显示初始治疗时的毛发脱落增加,但较单独 使用米诺地尔组发生率低[28]。


5  小结与展望


综上,近年来相关的动物实验、临床研究文献及其结 果评估了LLLT治疗AGA的安全性及有效性,大部分的动物实 验及临床研究支持LLLT的促毛发生长作用,但其在毛发再 生中的生理学和作用机制需要更充分地研究。越来越多的 临床试验表明,低能量激光确实可以有效促进毛发生长, 增加毛发计数、毛囊密度,提高患者满意度,改善AGA患者 的外观。在样本量最大的RCT研究中,Jimenez等[24]测试了 HairMax 激光梳®不同激光束数量的设备,与假装置相比, 所有LLLT处理组包括男性和女性的毛发密度均有统计学显 着改善。另外,Munck等[27]和Esmat等[28]肯定了LLLT在辅助 或联合非那雄胺或米诺地尔时的治疗效果。此外,LLLT家 用设备安全易用,不会在头皮上留下任何残留物,提高患 者依从性,为那些口服及外用药物无效或者担忧药物使用 副作用的并且不想接受毛发移植的AGA患者提供了一个很 好的选择。然而,当前的临床研究中使用了各种不同的激 光仪器,功率密度、能量参数、使用时间和治疗频率也不 尽相同,大部分采用波长范围为630~670nm,而Kim TaeHoon等[10]和Yanliang Xu等[11]认为830nm波长的低能量激光 对毛发生长的刺激作用最好,Barikbin等[29]2017年探讨了 一种含808nm红外激光的新型激光仪器,认为联合808nm红 外激光AGA的疗效更佳,这使得评价不同仪器难以标准化, 所以仍需要对LLLT进行更多的研究,确定作为治疗雄激素 性秃发的最佳波长和功率。此外,毛发数量和密度测量没 有黄金标准,因此,在研究中采用了各式各样的方法和仪 器。未来的研究需要采用更加标准化的主观和客观评价指 标和测量方法,这有益于评估LLLT仪器和不同治疗方案的 有效性。


参考文献略。


来源:叶亚琦,杨 凯,林尽染,综述,吴文育审校,低能量激光治疗雄激素性秃发的作用机制及研究进展[J],中国美容医学,2019,28(8):151-153.

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