照照红光，真有用吗？有什么用？

本文来自微信公众号： 自然系列 ，作者：Nature Portfolio

在皮肤科医生David Ozog于2021年与家人在巴哈马度假期间，他18岁的儿子突发严重卒中。这名少年被航班转运至佛罗里达，随后又被转往芝加哥接受手术。当Ozog的儿子躺在医院病床上、陷入局部瘫痪时，Ozog接到了同事打来的电话，对方提出了一个不那么常规的建议。

这名同事是美国哈佛大学医学院（Harvard Medical School）的一名皮肤科医生，他向Ozog介绍了自己与美国国防部合作进行的一项研究。该研究的初步结果表明，红光和近红外光在照射头部后，可能对脑损伤后的神经组织起到保护作用。他敦促Ozog考虑在儿子身上尝试这个。

Ozog那天晚上彻夜研读相关论文直至凌晨4点，最终订购了数块由红光和近红外光发光二极管（LED）所组成的面板。“我开始悄悄把它们带进医院”，目前在美国亨利·福特健康中心（Henry Ford Health）工作的Ozog说。

如今他的儿子已经能够下地行走，并已重返大学。Ozog无法证实光疗在其中有什么用，但他相信它起了作用。此后，他开始接受这一当时被主流学界视为边缘的观点。“我以前也一度觉得，”他说，“就把这东西往你身上照一照，怎么可能产生任何生物学效应呢？”

光疗就在几年前还处于医学界的边缘地带，如今却正逐渐进入主流。红光设备越来越多地出现在皮肤科诊所、健康中心、健身场所和家庭环境中。根据一些预测，到2030年，全球市场在众多公司的推广下将超过10亿美元。这些公司承诺该疗法对解决从皮肤老化到注意缺陷多动障碍（ADHD）等各种问题均有好处，此类说法在社交媒体上流传甚广。

专家们警告，红光疗法的相关炒作甚嚣尘上。但越来越多的正规科学研究正在探索其在多种疾病上所带来的益处。临床研究已报道该疗法在周围神经病变[1]、视网膜退行性变[2]和某些神经系统疾病[3]方面的改善作用。针对部分适应证，专家小组现已推荐使用红光方案[1]。

对于红光和近红外光所发挥的可能治疗作用，研究人员还发现了其中的可能机制。细胞的能量工厂——线粒体，正成为解开这一谜题的核心。

目前人类接触的红光比以往任何时候都要少，而在这样的时代背景下越来越多的科学研究致力于解析红光相关益处。人们待在室内、远离阳光的时间更多了，而各项节能举措又缩小了室内照明的光谱范围，减少了照明中的许多红光和近红外光成分（见“不同来源的光”）。一些科学家现在想知道，这些因素是否可能造成了一些生物学后果。“可能有某些从生物学上演化成原本能摄取的东西，而它们现在事实上被剥夺了。”Ozog说。

来源:K.M.Zielinska-Dabkowska/Asensetek Lighting Passport Pro Standard Spectrometer

从学界边缘到临床应用

光对人类健康能发挥作用，这不算是个新的观点。一个多世纪以来，科学家们就已经知道紫外线能促进人体产生维生素D。1903年的诺贝尔生理学或医学奖就认可了聚光在皮肤结核病中的治疗作用。强光疗法是季节性情感障碍的标准疗法，而窄谱紫外光一直以来都是银屑病的一个主要治疗手段。

“光谱上各个波长对人有各种益处。”伦敦大学学院的神经科学家Glen Jeffery说。现代的光生物调节指的是使用波长约为600至1100纳米的红光和近红外光来影响细胞过程，这一做法起源于20世纪60年代，当时匈牙利科学家偶然发现低水平的红光能刺激啮齿动物的毛发生长。20世纪90年代，当美国宇航局（NASA）的科学家尝试使用红光LED在太空中种植植物时，他们注意到他们手上的小伤口在灯光下愈合得异常迅速，由此加速了学界的兴趣。

在过去的十年里，相关证据在多个具体临床领域中得以巩固。2025年，Ozog与20多位专家共同参与了对一项重要共识的综述工作[1]，结论是：该疗法对于多类消化道溃疡、周围神经病变、急性放射性皮炎和雄激素性脱发（一种典型性脱发）等疾病是安全有效的。去年，美国食品药品监督管理局（FDA）批准了一种用于治疗干性年龄相关性黄斑变性的红光设备。口腔黏膜炎是一种可能影响疾病治疗并影响营养摄入的痛性口腔溃疡，而口腔内的红光疗法自2020年起已被纳入癌症治疗相关口腔黏膜炎的临床防治指南。

Ozog感慨于该疗法未能在癌症治疗中得到更广泛的应用：“这种疗法简单、安全而又廉价，但目前可能仅约10%的治疗中心在使用它。”

除了已确立该疗法重要地位的上述领域以外，研究者们正在探索该疗法在其他更多领域中的治疗效果。有临床试验报告称，该疗法能促进运动员的肌肉恢复[6]，减轻抑郁症状[7]，缓解骨关节炎和纤维肌痛患者的疼痛[8]。小规模人体试验和动物研究也提示其对代谢性疾病[9]和心血管疾病[10]具有潜在益处。2022年巴西地区的一项小型随机研究发现，每日接受光疗的重症COVID-19患者比对照组患者平均提前近四天出院[11]。

除此之外，在一些科学家看来，令人称奇的早期结果还是来自大脑的研究。在帕金森病（PD）的小鼠模型中，置于头顶的光生物调节装置起到了保护大脑深部多巴胺能神经元的作用[12]，缺失这些细胞往往会引发疾病进展。

研究人员在PD动物模型中观察到，这一治疗所带来的益处可在治疗后持续数周；与此同时，有人尝试利用光纤将光近距离传送到人体内的病变细胞，目前这类早期人体试验正在进行中。“神经科学研究的一大理想目标，便是找到某种能够有效保护细胞免于死亡的神经保护治疗。”法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学（University of Grenoble Alpes）的神经科学家John Mitrofanis说。

数种经颅装置正在开发中以治疗多种精神和神经疾病，这些装置所提供的光子递送方式更具可操作性。Mitrofanis团队目前未发表的研究结果显示，经颅光“使老年大脑看起来更像年轻大脑”。然而让穿过人体颅骨的光子数量多到足以产生实际效果，仍然颇具挑战性。Brian Pryor是美国特拉华州的医疗设备公司BWtek Medical的首席执行官，他表示他的团队发现更高剂量的光子对大脑所产生的影响更大。光子输出能力如此之强的设备“可能太过强大而无法开架销售。”多项其他临床试验正处于计划阶段或正在进行中。

目前仍有许多问题尚未得到解决，比如不同适应证对应的优化光照波长、强度、时间、递送方法，甚至脉冲频率。同样还不清楚的是，是否应根据不同人的年龄或肤色来决定其所接受的光照剂量。这些背后还隐藏着一个更深层次的问题：光如何能产生如此广泛的生物学效应？

将光转化为细胞“燃料”

越来越多的生物物理和生物化学证据汇聚成一个方向，使研究者们的注意力集中到了线粒体上，这种细胞器负责为细胞供能，并广泛存在于人体内大多数细胞中。

相较于波长较短的蓝光和紫外光，红光到近红外光所发生的散射要少得多。因此，部分光子（主要是近红外波段的光子）可以穿透衣物，而其中一部分光子能够进一步穿透数厘米深的组织，这意味着它们可能影响皮肤深层的细胞。现有研究中被报道能产生生物学反应的光，其波长范围往往大约在600至700纳米以及760至940纳米之间。细胞色素c氧化酶是线粒体电子传递链中的一种关键酶，有助于形成名为三磷酸腺苷（ATP）的细胞燃料，而上述的两个范围恰好与该酶较易吸收光的波长非常接近。

有证据表明细胞可以吸收这些波长的光，而被吸收的这些光则可以将电子传递链推升至更活跃的状态，从而促进ATP的产生[13]。由此产生的下游效应包括改善组织的血流，以及改变炎症和氧化应激水平。一些研究者还提出了一种额外机制：红光和近红外光降低了水的黏度，从而使细胞内的产能机器更易于运行[14]。伦敦大学学院的Robert Fosbury是一名从天文学家转行的光生物调节研究者，他说“为了让线粒体这个引擎正常工作，需要给它上一上润滑”。

目前很多研究都集中在线粒体密集的细胞上，包括人类胚胎和眼部细胞。美国哥伦比亚大学资助的一项新临床试验将测试短时间红光暴露能否提高体外受精产生胚胎的质量。Jeffery的实验室研究的是衰老视网膜，其功能的衰退与线粒体退化相关。他的团队以及其他团队的研究都表明，光生物调节可能有助于保护视网膜[15]。Jeffery团队的研究甚至发现，光可能不需要直接照射到眼睛就能产生效果。

在更早的研究中，他的研究团队曾发现背部照射15分钟红光可以抑制餐后血糖升高[14]。Jeffery推测，不同细胞的线粒体之间可能存在相互交流，“它们在行为方式上就像遍布于全身的共同体。”

上述发现激动人心，但同时也引发了争议。Juanita Anders是美国军医大学（Uniformed Services University）的一名光生物调节研究人员，她以独立于其政府雇员身份的个人身份质疑了上述假设的前提，并表示需要进行规模更大、对照设置更为严格的研究，以确定来自远隔部位或全身的潜在影响。一个假设中的可能途径涉及生物光子，即细胞自身产生的微弱光。Mitrofanis表示线粒体是这些光子的主要来源，并可能利用这些光子来传递与细胞健康有关的信号。他是一项2025年发表的研究的共同作者，该研究发现光生物调节改变了细胞输出的生物光子，尤其是在处于应激状态的细胞中[16]。

这里可能出现了一种模式：当细胞处于健康状态时，外部光照对其造成的影响通常是微乎其微的。但在疾病状态或代谢应激时（线粒体功能障碍常见于此类情况），外部光照的影响可能会增加。这一区别可能有助于解释为什么不同研究的结果存在差异。

尽管如此，可能并不能用线粒体去解释所有事情。“即使用上了线粒体抑制剂，我们仍然能看到光疗所带来的治疗反应。”在纽约州立大学布法罗分校（University of Buffalo）研究红光疗效的牙医和口腔生物学家Praveen Arany说。

光照的剂量似乎起到了至关重要的作用。许多研究者指出，在过少和过多光照之间存在一个生物学上的“适宜剂量”。另有学者指出，不应仅孤立地关注某些波长的光，而应强调广谱光的重要性，就像从自然界接受的光那样。“我倾向于考虑不同光的比例。”美国辛辛那提大学（University of Cincinnati）的演化生物学家Elke Buschbeck说。

见不到的光

太阳光的光谱范围约为300纳米到2500纳米，人类正是沐浴在这样的光照下演化的。在人类历史中的大部分时间里，室内光照也有着类似的光谱特征。如今人们每天有将近90%时间都呆在建筑物中，而就在科学家们不断揭示红光和近红外光所产生的生物学效应之际，这些建筑物却从空间上剥夺了人们对这些波长的光的接触。

现代窗户的涂层过滤掉了阳光中许多波长较长的光线，以减少进入建筑物的热量。荧光灯具和节能LED灯将其输出光的光谱集中在可见光谱中相对较窄的部分。白炽灯泡灯丝产生的光波长范围更宽，但它们正在迅速被荧光灯具和节能LED灯所取代。事实上，白炽灯约90%的能量以红外辐射的形式发射出去。预计于2028年生效的新版美国建筑和照明标准，将进一步缩窄室内可及光的光谱范围。

一些科学家提出了这样一种可能性：久居室内环境而长期缺乏接触上述波长以及其它波长的光，可能会以微妙的方式影响健康。人体组织对光的反应方式不仅只有视觉，还包括借助眼内光感受器信号传导来调节昼夜节律、情绪、警觉性和其他功能，以及借助细胞中对光敏感的一些代谢过程。这促使人们呼吁恢复光谱范围更广的电力照明，改善建筑物中的自然采光，以及以新理念鼓励人们增加呆在户外的时长。

Buschbeck说，只需在户外阳光下呆一分钟，她所能获得的可见光子数量就同她在办公室里待大约三个小时相当。“如果把红外光也算进去，差异会更加显著。”她说。

在过去的二十年里，多项研究已将更多的自然光接触与改善在学校的表现[17]以及住院时间缩短[18]联系了起来。一项在类似办公室的受控环境中开展的研究于今年发表，该研究表明天然日光和富含近红外光的人工光都能改善受试者生理和心理健康（包括情绪、心率变异性和血糖调节等方面）的有关指标[19]。今年一月份发表的一篇预印本研究基于超过40万名成年人数据，该研究发现在考虑了皮肤癌这一因素的前提下，较高的平均日晒量仍与较长的预期寿命相关[20]。

这引出了更大范围内的问题：光不仅能用于治疗疾病，还能用于预防疾病吗？

更光明的未来

150多年前，现代护理学的创始人之一Florence Nightingale就坚持认为全光谱光照对病患康复至关重要。“人们认为其效果局限于精神层面。”她在1859年写道，“但情况绝非如此。”

研究人员正回归上述理念，但同时也试图将光生物调节这一科学领域与围绕它形成的商业狂潮区别开来。健康相关产业在几无监管的情况下飞速发展，而科学家们担心这一浪潮已经盖过了正规科学的声音。消费者们现在可以购买红光棒、面罩、头盔、面板、全身垫，甚至类似于日光浴床的设备。这些设备通常被商家许以基于微薄数据的夸张承诺。“他们把我们工作的名声搞坏了。”Jeffery说，“这些公司都说‘你会长生不老’，而我们这帮人只会说‘这是一个非常重要而有趣的科学领域。’”

已着手测试商业产品的科学家们发现，尽管有些产品的确有益，但往往达不到其所声称的效果。许多产品所提供的光照剂量未能达到治疗剂量。Anders认为需要更多的独立检测和更清晰的标准。“有些人在做正确的事情。”她说，“如果我们能采用正确剂量，那么真的很有可能改变局面。”

展望未来，研究人员正在探索可穿戴或可植入的LED设备，并搭配人工智能算法以实时优化治疗。NASA正在研究近红外光疗法，为宇航员在太空飞行期间体内线粒体的功能提供支持。与此同时，另一些人认为，影响深远的改变可能不用那么高科技：重新设计大多数人居住空间中的照明。

Jeffery和Fosbury在自己的家庭照明中补充了几个白炽灯泡，而且不是只有他们拿自己在做实验。Ozog在儿子康复期间开始使用红光面板，说他很快发现了好处，包括嘴唇疱疹减少、腹部术后伤口愈合更快、视力变得更敏锐、ADHD症状减轻等。Mitrofanis每天戴着一个布满LED的头盔，作为一种有希望的疾病预防措施。而Anders则正在尝试一款经过独立测试的红光面罩。然而Buschbeck仍然持谨慎态度。

“这让我觉得紧张。我们仍然并不完全清楚自己在做什么。”她说。对于那些希望改善日光“摄入”的人，她给出的建议很简单：到户外去。

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