近年来, 半导体激光器以其体积小、可靠性高、多种波长等优点, 被广泛应用于临床, 治疗各种疾病。然而大多数学者报道的是临床疗效的显著与否, 针对激光治疗仪使用的安全性问题, 对机体存在潜在危害性的研究报道较少^[1], 笔者通过观察不同时间激光照射后小鼠的免疫系统、神经递质、及骨髓细胞微核率等值的变化情况, 寻找较为理想的、安全的照射剂量。

健康昆明种小鼠40只, (购自天津中医药研究院实验动物中心), 体重18 ~ 22 g, 雌雄各半。按照射时间将小鼠随机分为四组, 每组10只, 雌雄各半, A组为照射5 min组、B组为照射10 min组、C组为照射20 min组、N组为对照组。激光照射采用天津医科大学激光医学实验室研究并已应用于临床的波长为830 nm的半导体激光器辐射小鼠。照射部位为胸腺区和脾区, 照射功率为临床常用的30 mW, 辐照功率密度均为6 mW/mm²。A、B、C三组每天接受1次激光照射, 连续照射10 d后采集所需实验标本。

① 取眼眶血, 离心后分离血清, 用于检测免疫球蛋白IgG、神经递质5-羟色胺(5-HT)、多巴胺(DA)。②将小鼠脱臼处死侵于75 %酒精消毒2 min, 立即解剖取出脾脏用于淋巴细胞转化。③剥离胸骨, 截断胸骨, 挤出骨髓液与血清混匀后推片用于微核的观察。

① 小鼠免疫球蛋白IgG、神经递质5-羟色胺、多巴胺的检测均采用酶免ELISA的方法, 试剂盒购于美国联合基因公司, 按试剂盒提供的方法操作, 用全自动酶标仪读OD值, 绘制标准曲线, 求出待测样品浓度。测得值以均值x±s表示, 组间比较采用t检验。②淋巴细胞转化实验将小鼠处死后, 75 %的酒精消毒, 迅速解剖取出脾脏, 剪碎并用研棒捻细, 使单个细胞通过100目不锈钢筛网, 悬于RPMI1640培养基中, 稀释计数后使用。在96孔板中加单体不同浓度稀释液100μl +淋巴细胞液75μl +1640培养基25μl。阴性对照组:淋巴细胞75μl +1640培养基125μl。阳性对照组:淋巴细胞75μl +1640培养基100μl +ConA 25μl。同时加入H3标记的TdR, 二氧化碳孵箱孵育48 h, 置液体闪烁仪记数cpm, 计算转化指数。数值以均值x±s表示, 组间比较采用t检验。③骨髓细胞微核率检测:从胸骨柄挤出骨髓与小牛血清混匀后推片, 干燥, 固定, 染色后显微镜观察骨髓中多染红细胞中微核出现率, 以千分率表示, 统计学处理采用卡方检验。

(1) 激光照射小鼠后, 所检测的免疫球蛋白IgG、淋巴细胞转化、五羟色胺(5-HT)、多巴胺(DA)的结果显示:照射5 min、10 min、20 min均可引起实验鼠IgG含量升高, A组出现少量升高P >0.05, B、C组与N组比较出现显著升高P < 0.05, B、C组之间差异无显著性P >0.05。淋巴细胞转化的结果为B组出现了明显的升高, 与N组比较出现显著性差异P < 0.05, 与C组比较也出现显著性差异P < 0.05。5-HT的结果为A、B、C三组值都出现升高, 其中B组与N组比较出现显著性差异P < 0.05。DA检测值出现了升高后又向下降的趋势, 但无统计学意义, 各组比较均为P >0. 05, 各项检测结果见表 1。

表 1 Table 1

表 1 不同剂量激光照射小鼠后外周血IgG、淋巴细胞转化、5-HT、DA的含量

表 1 不同剂量激光照射小鼠后外周血IgG、淋巴细胞转化、5-HT、DA的含量

(2) 半导体激光对小鼠胸骨多染红细胞微核率的影响见表 2。

表 2 Table 2

表 2 半导体激光对小鼠胸骨多染红细胞微核率的影响

表 2 半导体激光对小鼠胸骨多染红细胞微核率的影响

近年来由于半导体激光在临床上的广泛应用, 许多作者发表了大量临床治疗各种疾病及其疗效的文章, 但对接受半导体激光治疗产生的潜在的危害则报道的较少。事实上, 早在激光诞生后不久, 人们就考虑到激光辐射各种生物系统可能像X射线一样会引起有害的遗传效应。Rounds等人最初报道了红宝石激光辅照离体的培养组织可增加染色体的畸变率; 后来也有学者报道了关于He-Ne激光作用下小白鼠巨噬细胞微核率升高^[2]。因此我们设计此实验, 目的是探讨半导体激光对机体作用的分子机制, 探讨半导体激光在临床应用中的安全性, 为半导体激光医学防护和临床应用提供参考。

本实验通过对小鼠不同剂量的激光照射后, 观察其体液免疫、细胞免疫及神经递质的变化情况, 评价半导体激光照射小鼠后的免疫调节效应, 并寻找能够使机体发生最佳生物学效应的照射剂量^[3]。同时研究小鼠骨髓多染核细胞微核的发生率, 探讨半导体激光可能导致的DNA的损伤, 试图寻找到使其发挥最大功效, 同时对机体损伤降低到最小时的应用剂量。通过实验结果我们看到一定剂量的激光照射可调解机体的免疫系统的功能。实验中反映体液免疫的IgG、反映细胞免疫的淋巴细胞转化呈现出了相应的变化, 即随剂量的增加, 免疫效应增强。增加到一定剂量时, 免疫效应呈下降趋势。实验中淋巴细胞转化率从5 min组到10 min是递增的, 而20 min组却明显低于10 min组, 统计学处理差异有显著性。20 min组与10min组IgG含量进行比较, 虽数值略有所提高, 但统计学上无差异。神经递质通过淋巴组织的作用调节免疫功能^[4]。多巴胺对免疫系统的作用是双向调节作用。它可抑制吞噬细胞的趋化游走及吞噬活性, 还降低移植排斥反应, 新近发现, 它还可作用于脑血管内皮细胞, 促进MHC Ⅰ及Ⅱ类分子表达, 5-羟色胺能解除T细胞增殖的抑制因素, 影响NK细胞活性, 抑制表达Ia分子。激光照射后5-羟色胺、多巴胺数值表现为抛物线特性, 即开始随着照射剂量增大, 数值增高, 再增大剂量, 数值有下降的趋势。

半导体激光对小鼠胸骨多染红细胞微核率的影响, 通过表 2结果我们看出, 照射5 min组的微核率低于对照组, 照射10 min组与对照组比较P >0.05, 差异无显著性, 照射20 min组与对照组比较微核率明显升高, 统计学处理有显著性差异P < 0.05, 与5 min比较P < 0.01, 差异有非常显著性。因此我们认为由于辐照剂量的累计效应, 较大辐照剂量对动物细胞DNA有破坏作用。李光在研究半导体激光对骨髓细胞的影响时发现染色体多倍体的出现与激光辐照剂量有关, 还认为较大剂量的激光照射也可使小鼠腹腔巨噬细胞微核率增加^[5], 本实验结果与之相吻合。

通过以上的实验, 我们认为激光在对人体进行治疗时, 要注意防范其潜在性的遗传学危害, 要科学的选择既能较好的发挥疗效又能尽量避免其对DNA损伤的剂量。正如在我们本次所设计的条件下, 830 nm半导体激光治疗仪10 min组的照射剂量较为理想, 它既能通过免疫系统发挥生物学效应又可减少其对机体的损害。