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窄頻紅光光線療法

{Biolight} 窄頻紅光光線療法對慢性過敏性鼻炎及鼻息肉症之應用 過敏症、氣喘及免疫學期刊 1997年4月,第78期 第4號 作者:Ittai Neuman醫師與Yehuda Finkelstein醫師 (刊登於過敏症、氣喘及免疫學期刊) 臨床過敏免疫科年報〈封面〉(1997年4月,第78冊第4號) ☆ 客座專家之論文: 美國氣喘致命之趨勢:好消息與壞消息 撰稿人:David M. Lang醫師 ☆臨床過敏免疫科之專章系列: 慢性腹瀉及肺炎 撰稿人:Leonard Bielory醫師、Frank Basile醫師、Maria Palmisano醫師、John Oppenheimer醫師與Michael Orenstein醫師 ☆原版論文: 1>Metamizole及Metronidazole所導致之立即性鼻結合膜炎(Immediate Rhinoconjunctivitis) 撰稿人:B. Anibarro醫師與J. L. Fontela醫師 2>氣喘致死之穩定化 撰稿人:R. Michael Sly and Regina O’Donnel 4>Comparative Efficacy and Safety of Twice Daily Fluticasone Propionate Power Versus Placebo in the Treatment of Moderate Asthma 撰稿人:David S Pearlman, MD;Michael J Noonan,MD; et cetera. 5>Development of igG1 and igG4 antibodies Against β-Lactoglobulin and Ovalbumin in Healthy and Atopic Children 撰稿人:K Duchen,MD;R Einarsson,PhD;et cetera. 6>Hymenoptera Hypersensitivity in an Imported Fire Ant Endemic Area 撰稿人:Theodore M Freeman,MD 7>Care of Asthma: Alergy Clinic Versus Emergency Room 撰稿人:Cleverland M Moor,MD;Imtiad Ahmed,MD;et cetera. 8>Predominent Tree Aeroallergens of the Washinton DC Area: A Six Year Survey(1989-1994) 撰稿人:Susan E Kosisky,MA and Gary B Carpenter,MD 9>Blood Sample Processing Effect on Eosinophil Cationic Protein Concentration 撰稿人:Nuria Rubira,MD;Ma Jose Rodrigo,MD;et cetera 10>Narrow-Band Red Light Phototherapy in Perennial Allergic Rhinitis and Nasal Polyposis. 撰稿人:Ittai Neuman,MD and Yehuda Finkeistein,MD 11>Bee and Wasp Venom Allergy in Turkey 撰稿人:Umit Ozcan,MD;Cumhur Ozkuyumcu,MD; A Ugur Demir, MD; et cetera 美國過敏、氣喘及免疫學專科學院 正式版 1997年11月6日:第九屆食物過敏座談會 『地點:加州聖地牙哥』 1997年11月7-12日:ACAAI年會 『地點:加州聖地牙哥』 窄頻紅光光療法對慢性過敏性鼻炎及鼻息肉症之應用 Ittai Neuman醫師與Yehuda Finkelstein醫師 ⊙背景:慢性過敏性鼻炎及鼻息肉症為常見之鼻部疾病,但是現有的療法能成功治癒該疾病的成功案例卻是屈指可數。 ⊙目標:達成以低能量之窄頻紅光光線療法治療過敏性鼻炎及鼻息肉症之療效。 ⊙方法:雙盲隨機研究法。以50名慢性過敏性鼻炎患者及10名鼻息肉症患者,每天三次接受強度660 nm,每次4.4分鐘的鼻內腔光照,總共為期14天(每天總計6焦耳),另29名慢性過敏性鼻炎患者及1名鼻息肉症患者則接受同等之假光照明以為對照組。以其症狀表現及治療前後之臨床鼻內視鏡錄影分析結果加以評估。 ⊙結果:依照療程發現,72﹪之慢性過敏性鼻炎患者指出症狀有所改善,內視鏡檢查結果也有70﹪患者獲得改善,而接受假光光照的患者則分別只有24﹪及3﹪的改善率,兩者差異顯著。至於鼻息肉症患者則皆無出現改善狀況。 ⊙結論:慢性過敏性鼻炎,不包括併發鼻息肉症或慢性鼻炎者,可透過強度660 nm之窄頻紅光光線療法獲致有效改善,在可行範圍內,接受光療之法患者都需經過內視鏡檢查加以篩選。 ⊙介紹 過敏性鼻炎是所有免疫球蛋白E-中介性過敏反應中最常見之疾病,有高達10﹪的兒童及20﹪-30﹪的青少年深受其害。患者一般接受包括抗組織胺、減充血劑、局部或全身類固醇、噴鼻液、鼻噴劑、異丙托溴銨或減敏治療等治療方法,類似療法用意皆為以藥物減緩因過敏性鼻炎引發的症狀。 儘管被普遍採用,使用藥物加以治療仍未臻理想。舉例來說,抗組織胺或可改善37﹪-83﹪患者之症狀,但食品藥物管制局卻仍對可能之併發症或後遺症提出警告。鼻息肉之產生有時與慢性鼻炎有關,一但病症加重則須反覆以手術方式治療,目前研究人員也正在努力研發可以有效改善過敏性鼻炎及鼻息肉症之新療法。 低能量之窄頻紅光光線療法已經成功運用於許多醫療行為,低能量之窄頻紅光在可見及紅外線範圍內具備許多生化、細胞、組織及功能性效果。經過660 nm、 820 nm、 880 nm、 950 nm 強度之真空噴管雷射光療後,人體血液中之活性氧可獲致有效壓抑,部分報告中並指經過雷射光療後Ca2+之改變,由於過敏症狀源於人體活性氧及Ca2+之變化,我們認為以660 nm之光療法治療過敏性鼻炎病患之療法值得觀察。 目前的研究重點在於強度660nm之窄頻紅光光療對過敏性鼻炎病患之影響,而病患接受治療後之分析則以鼻內視鏡錄影為依據,此分析模式可謂鼻部疾病分析之「黃金標準」。 ⊙患者與方法 本研究中包括50名慢性過敏性鼻炎患者及10名鼻息肉症患者(表1),年齡分佈從12歲到68歲(平均年齡26.5歲),男女比例為30:20,所有患者皆有每日之鼻部症狀及部分類固醇治療,20名患者有附帶氣喘症狀。對照組則由29名慢性過敏性鼻炎患者及1名鼻息肉症患者組成(表2),年齡分佈從12歲到52歲(平均年齡24歲),男女比例為18:12,12名患者有氣喘症。患有嚴重鼻中隔異位之患者則不在研究範圍之內,鼻部內視鏡檢查結果化膿或咽鼓管散佈化膿細菌之患者亦不在研究範圍之內,至於上呼吸道感染後復原或使用口鼻類固醇不滿30天者,皆不在研究範圍之內。研究執行時間為初夏,實驗組與對照組同時進行。 鼻部過敏症狀以搔癢、鼻水、打噴涕、鼻塞或以口部呼吸以及相關症狀作為判斷。皮膚戳刺檢查則以目前最濃縮之甘油酸鹽試劑加以測量,測驗包括家庭灰塵塵蹣、蟑螂、黴菌、羽毛、草坪花粉、鋤草花粉、植物花粉及樹木花粉等因素。陽性反應以半徑3mm以上、大於5mm之紅疹為標準,組織胺皮膚測驗於10分鐘後檢查結果,過敏原及陰性皮膚測試則於15分鐘後檢查結果,患者鼻部症狀為期1-16年(平均5年)。鼻炎症狀之嚴重性以標準等級作為判斷基準。每種症狀以0(無症狀)到30(嚴重症狀)加以評分:鼻塞、發炎、搔癢、打噴嚏、頭痛及咳嗽(鼻後方滴液)。治療後之症狀改善計分方式,進步一級者視為輕微進步,進步二級以上者則視為顯著進步。 在研究期間紀錄期兩週之症狀變化,有所參與研究之患者皆須接受固定式鼻內視鏡錄影檢查,鼻內視鏡錄影系統包括含惰性氣體之氙元素光源(Karl Storz PR-50),醫療用內視攝影機及錄影設備(Contec-Medical Endo-Camera and a viedeo recording apparatus)。 每名患者須接受固定鼻內視鏡錄影[4mm放大鏡(Storz Hopkins 4mm-telescope)]檢測,並盡可能置入鼻腔內部詳細檢查黏膜及鼻內腔的結構,此外,可彎曲之鼻內視鏡(Olympus ENF-P3),可用來代替固定式鼻內視鏡,能貫穿鼻內狹窄通道,進而微觀檢視鼻咽部位之鼻後滴注(postnasal drip)。 鼻內視鏡為鼻黏膜、鼻息肉或類鼻息肉症之品質評估的工具,也可顯現分泌物之水分濃稀度或黏度,化膿情況之顏色帶白、帶黃或帶綠之特質。鼻內視鏡可讓檢查者更清楚的檢查鼻內部構造及關聯性,幫助了解可能引發鼻竇炎之鼻膈膜及鼻中道等異常症狀。 當鼻內視鏡檢查不確定且無法排除鼻竇炎之可能性時,則需進行鼻竇斷層掃描,鼻竇炎症狀以內視鏡結果及放射性檢查結果加以分析。內視鏡檢查顯示為無法判定和鼻竇呈現CT反應者也將排除於研究之外。本研究採雙盲、隨機、平行小組模式,本研究計畫經Helsink委員會核准用於人體,同意書於研究進行前以書面方式交付參與研究之患者。 患者以隨機方式指派接受660nm光照療法或接受假光照射,光照工具採Bionase設備,放射出強度660nm差異上下5之紅光,為鼻腔內照射使用,每一組光照設備由一控制盒及兩個光線照射器所組成(圖1),控制盒上安裝一按鈕,每按一次發射之光線可達4.4分鐘,每次釋放1焦耳之光能量,照射器將盡量插入患者鼻腔內部後按下按鈕,每個鼻腔每次接受低能量刺激達4.4分鐘(每次療程1焦耳),為期14天、每天進行3次(圖1),接受假光照射之小組,則以內部光線照射器遭阻絕之Bionase?設備加以進行。 研究期間患者需於傍晚時間紀錄下每天的鼻炎症狀,在接受初次鼻內視鏡檢查後立即開始光療,光療法進行之兩週期間不得服用其他藥物,兩週之後患者須再接受症狀檢查及鼻內視鏡錄影結果分析,負責病患該項檢查之耳鼻喉專家(YF),對於病患接受光療(強度660nm 或安慰(假)光)的狀況並無所悉,病患於接受治療前與治療後後之錄影帶,在研究最後將經由本研究作者之比較與分析。 表1. 研究群組估計先期治療過敏性鼻炎與接受光線療法後(n=50) 症狀 光線療法之前 病患人數 改善情形 自覺的 客觀的 無改變 中度的 顯著 無改變 中度的 顯著 鼻塞 正常 1 輕微 2 2 0 0 1 0 1 中度 20 1+1* 9 9 9 9 2 嚴重 27 6 9 12 9 11 7 39/49 = 80% 30/49 = 61% 完全改善鼻炎 正常 2 輕微 6 1 2 3 1 3 2 中度 16 2 4 10 2 10 4 嚴重 26 6 11 9 4 4 6 39/48 = 81% 31/48 = 65% 完全改善中鼻甲水腫 正常 19 輕微 25 12 8 5 中度 3 2 0 1 嚴重 3 2 1 0 15/31 = 48% 完全改善鼻子發癢 正常 13 輕微 32 8 13 11 中度 5 1 3 1 嚴重 0 28/37 = 76% 完全改善頭痛 正常 26 輕微 24 7 8 9 中度 0 嚴重 0 17/24 = 70% 完全改善咳嗽(鼻後滴漏) 正常 21 輕微 20 5 5 10 中度 8 4 1 3 嚴重 1 0 0 1 完全改善 20/29 = 69% 表2.研究控制群組估計先期治療過敏性鼻炎與接受假光線療法後(n=29) 症狀 光線療法之前 病患人數 改善情形 自覺的 客觀的 無改變 中度的 顯著 無改變 中度的 顯著 鼻塞 正常 0 輕微 3 2 0 1 0 0 0 中度 12 6+1* 3 2 9 3 0 嚴重 14 11 3 0 11 3 0 9/29 = 31% 6/29 = 21% 完全改善鼻炎 正常 1 輕微 5 1 1 3 4 0 1 中度 10 10 0 0 10 0 0 嚴重 13 13 0 0 12 1 0 4/28 = 14% 2/28 = 7% 完全改善中鼻甲水腫 正常 12 輕微 14 12 2 中度 2 2 嚴重 1 1 2/17 = 12% 完全改善鼻子發癢 正常 4 輕微 18 9+1* 5 3 中度 7 0 0 0 嚴重 0 8/25 = 32% 完全改善頭痛 正常 18 輕微 10 8 1 1 中度 0 嚴重 0 2/10 = 20% 完全改善咳嗽(鼻後滴漏) 正常 16 輕微 8 5 中度 5 5 2 1 嚴重 0 完全改善 3/13 = 21% 圖1:Bionase光照設備由一控制盒、電池及治療鼻子的兩個光線照射器所組成。 注意:請按控制盒按鍵。 圖2:固定式內視鏡檢過敏性鼻炎患者鼻腔內部之鼻黏膜治療前(上圖)治療後(下圖)。 上方:鼻甲骨下方水腫(箭頭)。鼻中隔裡分泌物液滴症狀潰散與鼻甲骨充血。下方:相同的患者接受光線治療法後的內視鏡頭。鼻內下方(箭頭)、鼻內中間 (空白箭頭)與鼻黏液膜顯示正常情形。 ⊙統計分析 使用安慰光組(對照組)與使用660nm紅光組(實驗組)之差異分析採Mann-Whitney nonparametic test(非參數檢定)來評估。至於這兩組間之差異分析的統計測試,則以卡方檢定(the chi square test)理論來測試各種症狀所相對應之變數群(鼻塞、鼻炎、搔癢、咳嗽、頭痛)以及來自鼻內視鏡所發現之結果之變數群(鼻黏膜、分泌物、鼻道、篩骨外觀)。 斯皮爾曼相關分析檢定(The Spearman correlation test)則用來找出這兩組間之年齡、性別、支氣管性氣喘之差異。年齡、性別、支氣管性氣喘為自變項群,病患的各種症狀及鼻內視鏡所發現之結果的改善狀況為因變項群,機率小於0.05者視為顯著。 ⊙結果 對照組及實驗組中,病患之年齡或性別並無顯著不同,實驗組及對照組中之過敏性鼻炎患者在接受治療之前的症狀嚴重程度,依序總結於表1及表2。治療前之鼻內視鏡檢查結果,以因下方鼻甲骨充血所引起之鼻塞症狀最為常見(表1及表2,圖1及圖2);固定式內視鏡檢結果清楚呈現鼻腔內部之鼻液或分泌物液滴症狀為(圖2及圖3)則為第二,以上發現加上鼻孔內分布條狀黏稠之排泄物之症狀,皆散見於所有病患;只有一名實驗組患者呈現鼻黏膜正常(表1:鼻塞);兩名實驗組患者及一名對照組患者呈現水狀或黏稠狀鼻部分泌物(表1:鼻液);在79名過敏性鼻炎患者中有50位呈現鼻甲骨浮腫之水狀或黏稠狀分泌物。 兩組在接受為期兩週治療後的結果總結於表3及表4中。實驗組中過敏性鼻炎患有44﹪獲得輕微改善、29﹪獲得顯著改善,罹患鼻中隔異位患者的改善情況較差,在10名鼻息肉症患者中只有一名經驗到輕微的改善,並無任何鼻息肉患者指出獲得顯著改善情形(表3)。排除鼻息肉患者並將併發多種症狀的過敏性鼻炎患者個別分析後,實驗組中有80﹪患者的鼻塞狀況改善、81﹪患者的鼻液狀況改善,同樣的症狀在對照組中只有31﹪和14﹪的改善(表1及表2),若只考慮過敏性鼻炎患者,41﹪在接受光療後鼻塞狀況獲得輕微改善(9名鼻塞症狀中等、11症狀嚴重),另有20﹪患者的鼻塞狀況獲得顯著改善(1名鼻塞症狀輕微、2名症狀中等、7名症狀嚴重)(表1)。35﹪患者的鼻液狀況獲得輕微改善、29﹪獲得顯著改善;鼻中隔異位患者有48﹪獲得改善;至於搔癢、頭痛及咳嗽症狀的改善則依序分別為60﹪、70﹪及69﹪。 圖3:固定式內視鏡檢過敏性鼻炎患者鼻腔內部之鼻黏膜。 上方:治療前鼻中隔的黏膜(弧線箭頭)、內鼻甲骨(箭頭)與鼻內中間(空白箭頭)有充血與鼻塞,呈現小滴狀黏蛋白排出。 下方:相同的患者接受光線治療法後的內視鏡頭。鼻內下方(箭頭)、鼻中隔(空白箭頭)與鼻黏膜顯示正常情形。 表三:研究的患者人數(%)經鼻子光線治療後改善或惡化 疾病 改善 惡化 無改變 中度的 顯著 自覺的 客觀的 自覺的 客觀的 自覺的 客觀的 自覺的 客觀的 過敏性鼻炎(n=34) 8 (24%) 9 (26%) 15 (44%) 13 (38%) 10 (29%) 12 (35%) 1 (3%) 0 過敏性鼻炎與中隔偏移 5 (31%) 6 (38%) 10 (63%) 9 (56%) 1 (6%) 1 (6%) 0 0 鼻息肉(n=10) 9 (90%) 10 (100%) 1 (10%) 總數(n=50) 總百分比+ 13 26% 15 30% 25 50% 22 44% 11 22% 13 26% 1 2% 0 +僅過敏性鼻炎患者包含在內計算。 表四:控制組別患者人數(%)經鼻子安慰光(假光線)治療後改善或惡化 疾病 改善 惡化 無改變 中度的 顯著 自覺的 客觀的 自覺的 客觀的 自覺的 客觀的 自覺的 客觀的 過敏性鼻炎(n=23) 17 (74%) 18 (78%) 4 (17%) 5 1 (4%) 0 1 (4%) 0 過敏性鼻炎與中隔偏移 4 (67%) 5 (83%) 1 (17%) 1 (17%) 1 (17%) 0 0 0 鼻息肉(n=1) 1 (100%) 1 (100%) 總數(n=29) 總百分比+ 21 72.5% 23 79% 5 17% 6 21% 2 7% 0 1 3.5% 0 +僅過敏性鼻炎患者包含在內計算。 29名對照組中的過敏性鼻炎患者(表2及表4),7名(24﹪)呈現輕微或顯著改善,他覺分析中則有6名(21﹪)呈現輕微改善(表4),當分別分析對照組中的過敏性鼻炎患者,自覺分析中鼻塞呈現改善者有31﹪、他覺分析中呈現改善則為31﹪,至於鼻液症狀則分別為14﹪及7﹪,鼻中隔異位患者他覺分析中呈現改善及搔癢、頭痛及咳嗽症狀自覺分析有改善之數據列於表2。實驗組中過敏性鼻炎患者自覺分析有顯著改善之數量明顯多過對照組之變項包括:鼻塞(P=0.16)、頭痛(P=0.23)、搔癢(P=0.19)、鼻液(P=0.004),總體自覺分析改善為(.021)。而他覺分析中實驗組明顯數量多過對照組之變項則有:鼻黏膜外觀(P=0.017)、篩骨浮腫(P=0.0007)、鼻道(P=0.0002)、鼻部分泌物(P=0.022),總體他覺分析改善為(P=0.0006)。比起併發鼻中隔偏離的患者,一般過敏性鼻炎患者在實驗組中之鼻黏膜外觀和鼻道之改善情況(依序為P=0.04和0.02)比對照組不明顯,至於鼻部分泌物(P=0.06)之改善則介於顯著與否之間。症狀分析及內視鏡結果分析的發現與性別、年齡沒有關連,且與支氣管炎或之前對藥物反應之狀況有關。 ⊙討論 本研究結果發現,對過敏性鼻炎患者之充血鼻黏膜施以強度660nm之窄頻紅光光療,可對症狀有顯著改善,其中不包括因鼻息肉症或鼻中隔異位而病症惡化之患者。許多有顯著改善的狀況雖為部份案例,不過,在許多其他治療方法無法治癒的情況,光療法於某些情況下能發揮功效。許多參與研究的病患對之前所接受的抗組織胺或類固醇治療並無反應,更有患者因使用抗組織胺而產生嚴重副作用,因此,光療法也成為患者唯一的希望,本研究更未發現任何有害的副作用。低能量之窄頻紅光光療法可視為治療過敏性鼻炎之新療法。儘管研究結果中的改善狀況只是部份結果,此療法在下鼻甲骨或鼻中隔修正等手術後仍深具價值。再者,鼻炎可能是上呼吸道感染的併發症,鼻腔構造畸形、或是如過敏性鼻炎、鼻息肉症等慢性鼻黏膜疾病,過敏性鼻炎患者定期接受光療法可望能減少第二期鼻炎的發生。 光療法對鼻息肉症患者無效,息肉產生源自於細胞浮腫,非光線噴管所能觸及,因此,選擇參與研究之對象時,應依據其病狀準確排除息肉症患者或其他對光療無反應之症狀患者。本研究之病患選擇與症狀分析以內視境錄影為依據,內視鏡與電腦斷層掃描之運用已經完全改變了既有的鼻炎診斷及治療方法。內視鏡檢查顯示為無法判定和鼻竇呈現CT反應者也將排除於研究之外。CT掃描可提供三度空間的完整鼻竇結構,卻同時排除鼻黏膜表面狀況之有效資訊,而忽略了這一個可以進行小面積光療法的範圍。儘管掃描檢查結果正常,但內視鏡所發現之化膿分泌物即可視為鼻竇炎之指標,且可斷定其成因。內視鏡與CT掃描同時進行為選擇光療法患者時之有效診斷方法,此外,錄影設備也能方便研究發現之資料整理。 低能量光照對於如疼痛減輕、傷口治療等臨床情況上被證明為有效,可見光(380至770nm)或紅外線(770至1000nm)範圍內的光線在醫療上皆有效,但兩種光線之化學與物理成分差異甚大。可見光在透過光化學反應後,或許可以引發呼吸鏈之腺粒體代謝並組織活性氧;而紅外線則以活化酵素及Ca2+穿透細胞膜的路徑來促成該反應。Karu 等人發現雷射光強度(660nm 820nm 880nm 950nm)可有效壓抑人體血液中之活性氧;Czuba等人最近的報告也指出,細胞在授受低能量光照時,好中性白血球化學發光反應減少,可視為細胞氧化代謝的指標;Yamaha等人指出,人體嗜中性白血球中活性氧之產生於照射30nm之光線;另一項新的研究發現紅光可以活化過氧化氫脢和超氧化物歧化,過氧化氫脢用以調整細胞中H2O2濃度,超氧化物歧化則用以抑制O2形成。紅光活化酵素的方式或許可以用來解釋其如何抑制引發過敏之氧性基,在強度633nm和660nm之下,光照對Ca2+傳導的具備加速Ca2+進入細胞之功能,由於過敏症狀因活性氧形成及Ca2+在嗜中性白血球、嗜伊紅血球或肥大細胞中的變化而更加強化,而似乎這些細胞在適當波長、強度與能量的光線下將受到影響。相同的,基於之前的研究發現,本研究選擇強度660nm之紅光進行研究。 參與本研究之病患持續接受約一年之追蹤,其中並無人產生有害的副作用,而對光療有正面反應的患者在一年中也持續獲得功效。對部份患者而言,光療法與抗組織胺、類固醇或噴鼻劑可以並行,我們相信,不管是單獨進行或與其他藥物併行,患者可藉由新療法獲得改善。儘管進一步的細節與比較仍需繼續進行,由本研究發現中仍可建議選擇強度660nm之紅光進行過敏性鼻炎之治療。 總之,在不併發息肉、鼻中隔異位的情況下,強度660nm之紅光對過敏性鼻炎之許多症狀具有療效,只要情況允許,應實施內視鏡檢查以排除包括息肉或鼻竇炎患者。 ] ⊙銘謝 感謝Ms. Nava Yellin在統計工作上的協助,Bar Ilan大學物理系博士Rahel Lobart對原稿之協助,以及Eng Emanuel Mendes技術協助和協助稿件編輯的Ms. Shirley Smith。 低能量窄頻不同調紅外線照射人體精液和分離出的精子* 撰稿人:R. Singer, M. Sagiv, M. Barnet, H. Levinsky, E. Segenreich, Y. Fucjs, E. Mendes and H. Yehoshua 【關鍵字:精液漿、紅外線照射、精子活動力-人類】 ⊙摘要 62個人體正常和不正常的精液,及23個洗過的精液,經過以窄頻不同調紅外線裝置(BioBeam)照射4分鐘。照射之後立即檢視下列參數並與適當的控制組相比較:活動力、生存力、型態、精液的果糖含量、精液頂體反應、精液漿黏性、及蛋白質模式的分析,經計算62個精液樣本活動力等級平均值=2.58±0.79相對於2.17±0.75(未經照射控制組),p<0.005。洗過的23個精液樣本的活動力平均值分別是2.89±0.77相對於2.43±0.62(p<0.01) 。在兩個照射的精液漿樣本中,黏性減少分別為8.8%與14.8%,然而蛋白質成分保持不變。活動力、生存力和型態上正常精子的百分比,和精液果糖成分,兩者都沒有發現受到照射的影響。 ⊙導論 在近幾年出版了無數的觀察,顯示低能量的雷射,或稱「軟雷射」的紅光與紅外線光譜範圍照射,對各種生理學和生物學參數展現出剌激性的效果。由這些出版品所喚起的興趣,促進了為臨床和實驗目的之相當單純儀器的行銷。低能量的雷射因此成為各種疾病的暫時性療法。有些文章關心臨床的問題,像是對小孩因染受的各種腹瀉、尿床、燙傷和發炎等不適等報怨,所產生有利的影響(He, 1989);加強牛科動物角膜病變的癒合(Maeno等人, 1989);抗拒傳統療法的人類的小腿潰瘍的癒合(Bihari & Mester, 1989);以雷射刺激傷口癒合-酵素-及組織化學的研究(Mester等人, 1974);減輕神經痛(Fagnon等人, 1985)。在實驗階段,軟雷射的應用也已在下列的案例上產生重要的資訊:如老鼠神經組織的Na-K-ATPase增加活動 (Kudof等人, 1989);促進兔子骨頭的新陳代謝與礦化作用(Chen & Znon, 1989),在老鼠具隱靜脈神經之動脈中Ca^2-ATPase活動的強化(Nasu等人, 1989);刺激表皮性癌細胞DNA的合成與大腸桿菌生長(Karu, 1987) 以及對細胞色素氧化酵素的效果(Kato等人,1981),及對氧化酵素磷的效果(Gordon & Surrey, 1960) ;中國倉鼠細胞AMP週期水準的改變(Karu等人, 1985)。 由於受精卵的成功,精子的活動力是不可缺的(Hargreave, 1983),對改善正常個人以及特別是精子活動力受損的病人的這方面參數的努力不曾間斷過。 近來,發現以紅外線器低能量雷射儀器照射試管後可增加精子的活動力(Lenzi等人, 1989)。在這份報告我們報導得自於運用窄頻非同調紅外線雷射儀器的類似研究之結果。我們調查的目的主要是揭露究竟光的同調,對Lenzi等人(1989)觀察到的效果是否為必要的。實驗進行如下: 預估精子活動力的百分比和等級;精子型態和生存力的評估,精子進行頂體反應能力的評量;判定精液的果糖含量;精子漿黏性的測量以及精液蛋白質的計量和計質電泳。 ⊙材料和方法 八十五個病人的精子,從男性觀點上的正常和病態的,都被包含在現今的研究。六十二個樣本在液化後立即加以照射,剩下的二十三個樣本在2000rpm,室溫下離心十五分鐘。每一個小圓球在pH值7.4的BWW溶液中洗過兩次, (Biggers等人,1971),然後以小量重新懸浮在相同的溶液中。在後續的一連串實驗中我們只利用有正常活動力等級的精子樣本(≥2)。容量1ml的全部精液或在ph值BWW溶液洗過的精子,被用於全部的實驗中。 紅外線照射的實施採用以色列Amcor電子公司所製造並以BioBeam商標名行銷的儀器。以下是此裝置的規格: 波長-940nm,光束集中區域-2.0 c㎡,集中能量-25mW,最大能量密度-20mW/c㎡。在實驗過程中,一個裝滿精液或是懸浮精子的耐熱瓶,被安置在照射光源之上。照射的時間設定為4分鐘,這我們發現具最大效果的。處理過和適當的控制樣本被依1到4的量表來加以檢視其精子活動力百分比和等級(Singer等人1980) 。在照射後此外30分鐘後立刻做測量。並準備抹片以便用Papanicolaou方法來評估精子的型態。存活的精子比率用苯胺黑測試來評估。精液果糖含量用修改過的間苯二酚方法測量(Singer等人,1979) 。紅外線照射對精子漿黏性的可能效果,以兩個樣本,利用Well-Brook領域核心,及薄板黏度計於37℃,切率230sec來加以測量。精液蛋白質的定質與定量分析以電泳來實施。緩衝液是Na-veronal-veronal鈉巴必妥酸鹽0.04mol,pH值9.2,電壓200V,時間15分鐘。目標是評估照射是否能影響與精子頂體反應相關的細胞事件,八個精液樣本以Talbot及Chacon(1981)的方法加以處理,以評估衡量活性,頂體反應的精子。 結果的統計評估使用Student氏的t檢定。 ⊙結果 全部精液中,BioBeam照射的六十二個樣本,不管正常和不正常都不影響精子活動力的百分比。但是,活動力的等級顯著的增加(表1),從平均值2.71±0.75(SD)到2.58±0.79(p<0.005) 。如所提出的計算結果,分別是44個樣本原始的活動力等級是2或更高,在我們實驗室是和正常一致,而18個原始活動力不正常減低的樣本在和控制組比較後也顯露出統計上的顯著差異,數值分別是2.55±0.49相對於2.92±0.59(p<0。001和1.23±0.38相對於1.75±0.5(p<0.001) 。如表1所見,在23個能整除的沖洗過樣本的精子活動力平均值等級在控制組是2.43±0.62,和照射後的2.89±0.77 (p<0.001) 。30分鐘後,全部精液(正常和不正常下)的精子活動力等級並不存在任何特別的變化傾向,顯示的平均值為2.35±0.56(控制組) 相對於2.63±0.65(治療組),p<0.005。經過這段時間後,洗過的精子的活動力等級平均值分別是2.20±0.7和2.71±0.67,p<0.02。 型態上正常和充滿活力的精子比例,以及精液的果糖含量,在BioBeam照射後未顯示顯著的差異。比起控制組,兩個可整除的照射過精子漿的黏性減少8.8%到14.8%。但是,蛋白質的定質和定量模式都不顯示任何可見的改變。精子頂體反應的比例也未受照射影響。 ⊙討論 這項調查結果證實Lenzi等人(1989) 有關紅外線照射後,精子活動力等級改善的發現。再者,它們清楚的顯示光束的同調對提昇刺激效果並不是最重要的。但是,相對於以上的觀察,我們不能在BioBeam照射後,得到精子活動力百分比的顯著增加。大致上,在存活率和活動力之間有一個很好的相關。除了特定的病理學,我們的實驗室的一般發現5%~10%活動精子的廣泛生命。因此,我們不預期照射後精子活動力比例的顯著增加,因為不是活的精子不被預期會活動。儘管如此,治療對活動等級的可觀效果(表1)持續了30分鐘,可能更久,或許顯示在未來,這個參數的改善,可能對人工受精以及試管受孕技術非常有利。 觀察中顯示照射對精子生存能力和型態學上,並無任何不良效果也令人感到振奮。然而針對後者的參數,應該強調檢驗是由光學顯微鏡(X1000) 所做,可能不適於來找出超顯微結構的變化。更進一步的以超微顯微鏡來檢驗接受治療的精子,將會發展出更值得信賴的結論。 儘管在果糖、能量和活動力之間已完善的建立起相關(Schirren,1983),精子活動力等級的改善和精液果糖水準的變化並不相稱。這可能歸因於治療期短(4分鐘照射),接著就分析精液果糖成分。在這時精子大概是使用細胞內儲存在腺粒體的ATP,而其會在24小時後耗盡(Singer等人1983)。 精子漿的高黏性可能干擾精子移動的能力。因此我們想到活動等級的加速可能和減少精液的黏性有關。和控制水準比較,照射後的精液在黏性上的確減少8.8%和14.8%。然而,洗過的精子,即沒有精液漿的活動力等級,在照射後的增加,似乎也支持BioBeam活動刺激細胞的效果。精子黏性的減少在這方面會屬次要。其對精液蛋白質模式上的大致改變也無關連。 精子的頂體反應被認為是涉及精子讓卵子受精能力最重要的事項,(Yangimachi, 1988),頂體反應精子的充足未受BioBeam照射影響,也許指出治療既不會引起不穩定,也不會成功的產生精子薄膜滲透性的增加(Yangimachi, 1988)。 運用其他種類細胞做為紅外線照射目標的實驗模型,指出產生能源的機具,主要透過呼吸鍊機能的細胞色素氧化和氧化磷光劑來剌激細胞(Gordon與Surrey, 1960; Kato等人, 1981) 。此一觀念可能和以紅外線對精子活動力的剌激效果相一致,因為這也是能源依賴的過程。 本研究所用的儀器值得加以特別注意。多數低能量水準雷射儀器送達20mW的能量,集中於數公厘見方區域而導致500-2000mW/cm2的能量密度,而BioBeam紅外線儀器能量密度只有20mW/c㎡。在此要強調中午陽光的能量密度,相信對有機物會有潛在傷害,也只有大約60 mW/c㎡。這種差異對BioBeam有利,並為病人及使用者增加安全空間。 目前我們獲得的結果,保障低能量水準窄頻非同調紅外線光源,持續於臨床和實驗研究上的效果。 表1:BioBeam照射對人體精子活動力等級的影響 活動力等級 樣本 緊接著照射後 控制組 P 精液總數 2.58±0.79 2.17±0.75 < 0.005 n=62 活動力級數≥2之樣本 2.92±0.59 2.55±0.49 < 0.001 n=44 活動力級數<2之樣本 1.75±0.50 1.23±0.38 < 0.001 n=18 洗過的精子 2.89±0.77 2.43±0.62 = 0.02 n=23 ﹡數值為均數±標準差 ﹡照射時間:4分鐘