最早使用光來治療疾病的方式極為原始,古代瑪雅人把皮膚病患者放在陽光下暴曬,他們相信太陽神能夠去除病人身上的邪靈。中國古代的風水學說認為,要使屋主身體健康,心情愉快,房屋的“朝向:即陽光的因素非常重要。
然而,在近代醫學的發展過程中,光學直沒有得到人們的重視,長期處於醫學的邊緣地帶。直到丹麥醫學家芬森的出現,光線才真正意義上成為壹種正式的醫療手段。
源於天花疾病的探索
奈爾斯賴伯格?芬森1860年出生於丹麥法羅群島的首府托爾斯港,作為家裏的第9個孩子,他是最被家裏人疼愛的小家夥。1876年,16歲的芬森完成了在丹麥的學業,回到了冰島的奶奶家。在這裏,芬森完成了他中學階段的學習,由於極為優異的數學和生物成績,他被丹麥哥本哈根大學藥學專業錄取,主攻方向是改進治療天花的醫療手段。在飽受棘球蚴病折磨的情況下,他以驚人的科學直覺感受到,每天伴隨著我們的光線有可能是壹種全新的治療天花的手段。芬森反復查閱有關的文獻,發現早在1877年,英國的兩個科學家唐斯和布倫特就曾經對陽光在醫療方面的作用做出過研究,他們認為,陽光對壹些病癥確實有療效,這是由於陽光中的紫外線或者其他成分對於細菌有殺滅的作用,但是由於當時的研究條件所致,兩位科學家沒有能夠具體地指出是哪壹種射線對於哪些細菌有顯著的殺滅作用,也沒有就哪些疾病可以使用光學療法來治療做進壹步的說明,因此這個研究成果壹直以來都沒有引起醫學界太大的重視。1890年,芬森獲得了哥本哈根大學醫學博士學位。畢業後,他留在母校任解剖學實驗助教。兩年後,為了把更多的時間投入到科學研究中,他毅然辭去了母校舒適且高薪的工作,把自己所有的精力都放在了光學療法的研究上。在研究過程中,芬森逐漸發現這樣壹個規律,由於光譜中不同波長光線的作用時間和強度均不同,對有機體的影響也各不相同。通過實驗,他發現自然光譜中被稱為化學性光線的藍紫光和紫外線等高折射率紫端光線會促使天花病人高燒,皮膚發水泡,輕則留下麻點,重則失去生命;而光譜的另壹端――低折射率的紅光和紅外線,屬於熱射線,其化學性影響極小,不僅能加快天花痊愈,還能預防正常光照所引起的並發癥。於是,芬森將天花病人安置在紅光室內進行光輻射治療,病人不僅保住了性命,而且也未留下天花康復後常見的麻點。根據這些寶貴的實驗數據,芬森發明了以他自己名字命名的“芬森燈”。這種儀器被高高地懸掛於治療室內,發出特定波長的光線,對天花患者進行治療。]893年,芬森發表了這壹研究成果,為世界上眾多天花患者帶來了治愈的希望。
成於尋常狼瘡的研究
芬森發現光線可以治療天花這壹?秘後不久,他因病到冰島的壹個海濱漁村休養。他發現在當地的漁民中流行著壹種可怕的傳染病,這是壹種非常難治的皮膚結核病,主要損害人的五官和面頰,患者大多都因無法醫治而被奪去生命。面對這種情形,作為醫生的壹種強烈責任感使芬森早已把自己的疾病和休養的事置之度外,從而轉向了光學療法治療尋常狼瘡的研究。研究後發現,尋常狼瘡與天花雖然是兩種完全不同的疾病,但是在患者的臨床癥狀上都表現出程度嚴重的皮膚損傷,因此,通過光學療法治療尋常狼瘡的想法理論上是可行的!不過,這兩者畢竟還有不同,治療尋常狼瘡需要的是化學活性更強的紫外線,而不是治療天花的紅外線。1895年11月,芬森在哥本哈根電廠進行了第壹次實驗,電廠裏的壹位病情極為嚴重並且久治不愈的工程師成為了他的第壹個患者。經過壹段時間的光療後,這位本來已經無望的工程師居然奇跡般地恢復了健康,臉上的疤痕也基本上愈合淡化,芬森的第壹次實驗大獲成功。1896年,芬森發表了名為《聚集的化學光線在醫學中的應用》的論文。1896年初,僅僅有兩個病人願意接受芬森的光學療法治療,到了1897年,芬森獨立運作的,建立在壹家醫院旁邊簡陋小屋裏的實驗室中,就有15名患者在同時接受他的治療。隨著他治愈的患者越來越多,芬森的名氣也越來越大,在那壹年,哥本哈根市長親自撥款,幫助他成立了“芬森光學醫學研究所”。芬森為天花和皮膚結核患者重新帶來了生命的希望和生活的福音,人們都稱他為“利用光線治療的神醫”。1899年,丹麥政府為了表彰芬森對於醫學進步做出的傑出貢獻,破格授予他“騎士”的稱號,這在丹麥是極高的榮譽。1900年,芬森的壹個醫生朋友在壹次國際醫學論壇上,向來自全世界的醫學研究者介紹了芬森的研究成果。尋常狼瘡,這壹曾經的不治之癥被壹名丹麥醫學家攻克的消息在大會上引起了轟動,芬森壹時間在全球聲名遠播,成為當時最有聲望的皮膚病學者之壹。
1903年12月10日,是丹麥科學史上壹個偉大的日子,瑞典皇家卡羅林醫學研究院宣布由於芬森在攻克尋常狼瘡的研究上做出的傑出成就,決定授予他當年的諾貝爾醫學或生理學獎,這也是丹麥歷史上獲得的第壹個諾貝爾獎。由此,芬森被丹麥國民稱之為祖國的英雄,然而此時,芬森卻並沒有出現在領獎臺上。由於多年的抱病王作,他深知自己已經病入膏肓,剩下的時間不多,更要抓緊點點滴滴繼續自己的研究。遺憾的是,就在獲得諾貝爾獎壹年之後,1904年9月24日,芬森由於病情惡化永遠地離開了他深愛的實驗室。臨終前,他將自己獲得的諾貝爾獎金中的57Y克朗捐贈給了光學醫學研究所做基金,將另外5萬克朗捐贈給由他奠基的壹家心臟和肝臟疾病療養院。芬森的最後壹個心願是將自己的遺體捐獻出去,用於研究棘球蚴病。1個月後,芬森的遺體被安放於丹麥壹個教堂,丹麥國民為他舉行了壹場規模僅次於國王的葬禮,用來紀念芬森所做出的偉大貢獻。
光學療法的百年沈浮
不過,就在芬森去世之後,由於芬森燈治療漸漸被發現伴有較嚴重的副作用,光學療法的研究不得不陷入停滯狀態。即使在1895年,物理學家倫琴在探索陰極射線本性的研究中,意外發現了X光,成為第壹個諾貝爾物理學獎得主,X光也僅僅是作為壹種診斷手段,而不是治療手段。隨著壹系列抗生素的發現,尤其以1928年弗萊明青黴素的發明為標誌,人類進入了空前依賴藥物治療的醫學新時代。不管是肺結核,還是尋常狼瘡,這些昔日的不治之癥,在新的抗結核聯合藥物療法面前都不堪壹擊,潰不成軍。可是,就在這看似對病魔全面征服的盛世之下,隱 藏著的卻是人類致命的失誤。將近半個世紀過去了,藥物的種類越來越多,但是人們驚恐地發現,疾病也在藥物的不斷更新中逐漸升級。面對著癌癥、艾滋病,我們仍然無計可施。人們開始反思這半個世紀以來對於藥物過於依賴的治療方式是否有弊病,重新著眼於被遺忘已久的光學療法。
首先,在光學療法中脫穎而出的是利用激光的醫療手段。1960年夏,美國科學家梅曼制成了世界上第壹臺紅寶石激光器,從此,壹種完全新穎的光源誕生了。激光是壹種自然界不存在的純粹的人造光,它的光、電、磁、熱、機械壓強和生物刺激等多種效應,使得許多疾病的繁難治療過程變得簡單而療效顯著,為疾病的診斷和治療開創了壹個全新的領域。由於它具有的高度指向性以及精密性,在1961年,即激光器發明後僅壹年,澤瑞特等人就公布了激光應用於眼科的第壹個醫學實驗研究。隨後,激光的臨床應用進入了壹個快速發展期,1963年戈德曼等人用激光有效地治療了皮膚病,利用高能激光聚焦而成的激光刀,1966年人們切開了皮膚,後來又做了聲帶切除、開胸手術,並把激光手術推廣開來。例如,用激光刀做整容、矯形、除斑去痣、治療齲齒、脂肪切除、人工流產、切除腫瘤、治療痔瘡和急性耳聾等等。
當年芬森使用的光學療法起效的主要機理是利用紅外線的熱效應或者紫外線的光化學效應,對受照射的細胞產生殺傷作用,從而達到殺滅病原細胞的目的。但是這樣隨之而來的弊病就是“胡子眉毛壹把抓”,雖然殺滅了有害細胞,但同時健康的組織細胞也受到了損傷,這也是後來芬森燈逐?退出醫療技術舞臺的主要原因。但是隨著人們對壹種“光過敏現象”的研究,光學療法又有了“重現江湖”的壹天。1887年德國學者阮彼首次發現,當給老鼠皮下註射某些染料之後,經過光照,這些老鼠的皮膚就會發生紅腫,顯示受到損傷。1913年,梅耶爾在給自己註射200毫克粗品血卟啉後,發生了強烈的光過敏反應,這壹癥狀持續了幾個月。這是人類首次觀察到血卟啉導致人體皮膚的光敏現象。簡單來說,光敏現象就是外來光敏劑進入細胞之後,在光線的作用下經過壹個“激發壹還原”途徑被代謝掉的過程。但是伴隨著這壹反應而產生的大量活性氧分子(ROS)等物質對於細胞有毒害作用,因此能殺滅吸收了光敏劑的細胞。根據這壹原理,20世紀40年代,有人提出了“光動力療法(PDT)”的概念,用於腫瘤的臨床治療,即根據光敏劑在各組織中的半衰期不同,並有親腫瘤組織的特性,使得壹定時間後腫瘤組織中光敏劑的濃度高於其周圍正常組織,再利用光線照射達到定向殺滅癌細胞的作用。與芬森的療法相比,光動力療法具有高度的定向性與精確性,可以準確定位腫瘤細胞,所以相應的副作用也很小,能夠適用於各種不宜於手術等治療手段的病人。由於以上的優點,光動力療法剛壹提出就受到了醫學界的矚目,被視為壹次嶄新的醫療技術革命。從20世紀50年代開始,光動力療法就被全面引入了各種淺表性腫瘤的早期診斷及治療中。在激光器發明之後,由於使用了高能的激光束代替可見光,光動力療法所適用的範圍被大大地擴展。
1996年,美國儀器與藥品管理局(FDA)正式批準其用於臨床,1997年,FDA又將其列為腫瘤治療的五類基本方法(手術、放射、化學藥物、光動力、生化免疫治療)之壹,真正走向了臨床。展望未來,如果能夠找到更多更好的特異性光敏劑,光動力療法的使用範圍還將大大地擴展,甚至有可能成為艾滋病的治療方案之壹,而不是只局限於腫瘤的治療,它在醫療方面的潛力將在各種嶄新的技術支持下得到更大的挖掘。
走過蒙昧無知的古代,穿越頭頂諾貝爾光環的近代,雖然壹度接近被人們遺忘的境地,但是光學療法在醫學的世界中經歷過百年的沈沈浮浮之後,繼承著芬森的衣缽,終於在新世紀之交迎來了自己的第二個春天,綻放出它強有力的生命力。
責編 桑新華