高胆红素血症是新生儿期最常见的疾病之一，足月新生儿血清总胆红素值>25 mg / dl时会增加发生核黄疸及神经系统障碍等诸多并发症的风险，严重时甚至危及生命。光疗已成为治疗新生儿高胆红素血症的首选方法。近年国内外相关文献报道，高胆红素血症新生儿光疗会造成DNA损伤，增加患自闭症、生育能力受损及儿童肿瘤的风险。本文就新生儿高胆红素血症光疗与DNA损伤的研究进展进行综述。
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新生儿高胆红素血症是新生儿期常见疾病，也是生后第1周再入院的最常见原因[1]。对于胎龄≥35周的新生儿高胆红素血症多依据美国Bhutani等绘制的新生儿小时胆红素列线图来定义，即血清总胆红素(total serum bilirubin, TSB)值超过相应时龄所对应的95百分位时诊断高胆红素血症[2]。足月新生儿TSB超过25 mg/dl定义为严重新生儿高胆红素血症，可增加发生急性胆红素脑病及核黄疸的风险，造成不可逆的脑损伤甚至死亡[3]。而早产儿TSB值达到10 mg/dl时即有发生急性胆红素脑病及核黄疸的风险。光疗通过异构和氧化作用，将非结合胆红素转化为水溶性异构体，使之不需要经过肝脏合成代谢，直接通过粪便、胆汁排出[4]，从而降低血中游离胆红素水平，用于预防核黄疸的发生。
传统观点认为光疗是安全、易耐受的治疗方法。但早期相关研究显示，光疗会引起DNA损伤[5]。DNA损伤后通过碱基切除修复、核苷酸切除修复、错配修复、同源重组、非同源末端连接、复制后修复等方式进行修复[6]，若DNA不能正常修复，可引起突变、表型变化和细胞凋亡，进而引起一系列疾病，甚至导致恶性肿瘤的发生[7]。本文就新生儿高胆红素血症光疗与DNA损伤的研究进展综述如下。
光疗引起DNA损伤的机制目前尚不明确，可能与氧化作用有关。一项研究不同光疗方法对新生儿氧化/抗氧化能力影响的随机双盲临床研究中纳入120例胎龄≥35周、平均日龄3 d的患儿，测定总抗氧化能力(total antioxidant capacity, TAC)、丙二醛(malondialdehyde, MDA)、一氧化氮(nitric oxide, NO)，结果显示强光光疗、传统光疗和LED 3种光疗后患儿TAC均较光疗前有所下降，MDA和NO较光疗前增加(P<0.05)[8]。另一项研究纳入82例平均胎龄32.9周的早产儿，随机分为传统光疗组与LED光疗组，测定总氧化状态(total oxidant status，TOS)、氧化应激指数(oxidative stress index, OSI)、TAC，结果显示两组患儿光疗后TAC下降，TOS和OSI增加(P<0.001)[9]。赵晓英和刘芳[10]探讨不同光疗强度对新生儿氧化应激和抗氧化能力的影响，结果发现LED蓝光灯组与传统光疗组患儿间歇光疗24 h后，MDA水平均较光疗前升高，超氧化物歧化酶水平较光疗前降低。以上研究表明光疗会破坏体内氧化-抗氧化平衡，导致新生儿抗氧化能力低下。
需氧生物(包括动植物、人等)的细胞代谢过程中可产生活性氧(reactive oxygen species ，ROS)/活性氮(reactive nitrogen species ，RNS)，而生物体内存在抗氧化防御系统，可防止ROS/RNS对机体造成氧化性损伤，当体内的氧化-抗氧化平衡被打破，则可能发生氧化应激，导致DNA、蛋白质、脂质等氧化损伤[11]。因此，光疗后新生儿抗氧化能力下降，DNA更易受到ROS/RNS攻击，引起DNA损伤。Niocel等[12]研究人载脂蛋白B mRNA编辑酶催化多肽样蛋白3A(human apolipoprotein B mRNA-editing catalytic polypeptide-like 3 protein A，A3A)在HeLa和U937细胞系的表达，通过流式细胞术检测A3A酶引起的细胞DNA损伤及ROS，研究结果显示，A3A酶诱导的DNA损伤会促进ROS的产生。Yi等[13]将缺乏rad51、yap1、skn7、rad51和yap1、rad51和skn7基因的酿酒酵母质粒置于含双链断裂诱导剂的培养基中，应用能与ROS反应的荧光探针测定ROS含量，发现缺乏rad51、yap1或skn7基因酿酒酵母质粒所产生的ROS含量相当，而缺乏rad51和yap1、rad51和skn7基因时ROS含量增多，提示细胞内累积的DNA双链断裂可诱导ROS的产生。因此，DNA损伤与ROS之间可能是相互影响，ROS可引起DNA损伤，而DNA损伤又可诱导ROS的产生，从而可能对光疗后抗氧化能力低下的新生儿造成进一步的DNA损伤。
细胞通常具有DNA修复机制以降低DNA损伤[14]。Vande Loock等[15]研究25名正常足月新生女婴与其母亲核苷酸切除修复能力的差异，分别从脐带血和外周血中分离单核细胞置于含苯并(a)芘-7，8-二氢二醇-9，10-环氧化物的培养基中培养2 h，发现足月新生儿核苷酸切除修复能力较母亲弱，但差异无统计学意义。由于该研究样本量少，因此对于足月儿的DNA修复能力是否较成人弱仍需大样本研究证实。Vande Loock等[16]纳入25例平均胎龄32周的早产儿(含5例双胞胎)，比较其与成人过氧化氢所造成的氧化损伤的修复能力，结果显示，早产儿氧化损伤修复能力较其母亲弱，将早产儿氧化损伤修复能力与前期足月儿研究结果进行对比[17]，发现早产儿DNA修复能力较足月儿差。早产儿的抗氧化防御系统不成熟，更容易受到氧化应激的影响[18]。因此，高胆红素血症早产儿较足月儿可能更易在光疗中发生DNA损伤，但还需更多研究证实。
早在20世纪80年代，有学者在细胞培养研究中发现光疗可对DNA产生损伤，近年相关研究也证实了这一观点。
姐妹染色单体交换是反映DNA损伤的遗传学标志之一[19,20]。Karadag等[19]将83例胎龄35～42周、日龄3～10 d的新生儿分为LED强光组、传统光疗组、黄疸对照组[TSB (13.7±1.5) mg/dl]、无黄疸组[TSB (3.6±0.8)mg/dl]，采集入院时和光疗结束后血样进行姐妹染色单体交换率检测，结果发现传统光疗组与强光光疗组光疗后姐妹染色单体交换率增加(P ＝ 0.001)；黄疸对照组和光疗组治疗前与无黄疸组相比，姐妹染色单体交换率更高(P＝ 0.001)；入院时TSB>10 mg/dl即可引起姐妹染色单体交换增加，且入院时TSB值与姐妹染色单体交换率成正相关。Kanmaz等[20]检测88例新生儿(胎龄>37周、日龄>3 d)姐妹染色单体交换率，比较不同光疗方法及不同胆红素值对DNA损伤的影响，结果表明LED光疗、LED强光光疗与传统光疗均可增加姐妹染色单体交换率，但各光疗组间差异无统计学意义，且未发现TSB值与姐妹染色单体交换率之间有相关性。
El-Abdin等[21]对55例足月新生儿入院时和光疗48 h后行DNA片段分析、微核率检测、BCL2蛋白表达及BAX mRNA表达，发现入院时光疗组DNA片段和微核率较对照组高，光疗后DNA片段和微核率较光疗前高，差异有统计学意义，提示胆红素和光疗均会引起DNA损伤和细胞凋亡，可能机制为下调BCL2表达和上调BAX基因表达。有研究纳入135例足月新生儿，根据TSB值分为蓝色荧光灯光疗组[强度10 μW/(cm2·nm)]、生理性黄疸组和无黄疸组，通过细胞彗星实验检测DNA损伤(彗星尾长、彗星尾矩、彗星尾部DNA含量)，流式细胞术检测细胞凋亡标志物P53，结果发现入院时3组间DNA损伤及细胞凋亡差异无统计学意义，光疗组光疗后DNA损伤及细胞凋亡较光疗前明显增加，提示胆红素不会影响DNA损伤和细胞凋亡，而光疗会导致DNA损伤并诱导足月儿外周血淋巴细胞凋亡[22]。Ramy等[23]利用碱性彗星实验检测36例胎龄>37周、日龄≤14 d足月儿光疗前后DNA损伤情况，发现光疗组光疗前DNA损伤与正常足月儿相比差异无统计学意义，传统光疗与强光光疗均会增加DNA损伤，且光疗持续时间与DNA损伤成正相关。
Kahveci等[24]应用姐妹染色单体交换率研究光疗对DNA损伤的影响，检测22例足月儿光疗前(0 h)和光疗中(24、48、72、96 h)的DNA损伤，与前一天DNA损伤进行比较，发现DNA损伤增加，3.5年后随访20例患儿再次测定DNA损伤，并与新生儿期未接受过光疗的正常新生儿进行比较，发现两组间DNA损伤无明显差异(P ＝ 0.40)，提示随着光疗持续时间增加，姐妹染色单体交换率也会增加，但光疗对姐妹染色单体交换率的影响是暂时的，仅局限在光疗期间，随着光疗结束及日龄增加，DNA损伤会消失。
以上研究提示光疗会对高胆红素血症新生儿DNA造成损伤。但关于早产儿光疗与DNA损伤的研究极少，早产儿因抗氧化系统未成熟，DNA修复能力较足月儿差，可能更易引起DNA损伤。但仍需更多研究探讨早产儿光疗与DNA损伤、光疗持续时间与DNA损伤的关系。
氧化应激、氧化性DNA损伤及氧化性DNA损伤修复缺陷可促进自闭症的发生发展[25]。因此，光疗法对DNA的氧化性损伤可能会增加患自闭症的风险。一项对525 409例胎龄≥35周婴儿进行的回顾性队列研究发现，光疗和高胆红素血症均与患自闭症的风险增加相关，但调整社会人口和出生体重等混杂因素，发现高胆红素血症和光疗不是自闭症的独立危险因素[26]。目前关于光疗与远期自闭症的研究甚少，无法明确两者之间的关系，今后仍需更多研究探讨。
精子中DNA损伤会使后代发生基因突变、畸形等问题，因此光疗是否会对精子的DNA造成损伤，值得深入研究。Cetinkursun等[27]研究连续72 h光疗对大鼠睾丸可能的诱变和杀配子副作用的动物实验结果显示，光疗组与非光疗组DNA指数差异无统计学意义，但每个曲细精管中精原细胞数、曲细精管生育能力指数和精子支持细胞指数均显著下降。细胞核的核膜作为细胞质与细胞核之间的界膜，对维持核内DNA稳定性起着重要的作用，当细胞核受到损伤时，则可能引起DNA损伤。一项应用透射电子显微镜分析光疗对大鼠睾丸超微结构影响的研究中，对大鼠进行48 h连续光疗后，在产后70、100、130 d对切除的小块睾丸组织的超微结构进行观察并与未光疗组的大鼠进行对比，发现光疗会破坏大鼠睾丸细胞核、内质网等细胞器，这些损伤在生后130 d左右可部分恢复正常，该实验虽未研究睾丸细胞DNA及精子DNA，但光疗对睾丸细胞核破坏，提示光疗可能会损伤睾丸细胞DNA，进而可能会对生育能力产生负面影响[28]。动物与人体的生理结构存在一定差异，目前关于光疗对生育能力影响的研究无法在新生儿中开展，不能明确光疗是否对新生儿日后的生育能力造成影响，因此新生儿光疗时应穿戴尿布。
氧化性DNA损伤具有致突变性及细胞毒性，如未被修复，可能导致癌症发生，包括乳腺癌、前列腺癌、结肠直肠癌、宫颈癌、皮肤癌、白血病、胃癌等[29]。Wickremasinghe等[30]和Newman等[31]对加利福尼亚州的儿童进行2项大型回顾性研究，对在日龄>60 d发生的癌症进行统计，探讨新生儿期的光疗是否与远期癌症相关；其中一项纳入1998—2007年胎龄≥35周的5 144 849例新生儿，经过倾向调整分析后，发现光疗与髓样白血病、肾癌存在显著关联，且发现每10 638例接受光疗的新生儿中有1例患婴儿期癌症；另一项研究纳入1995—2011年胎龄≥35周的499 621例新生儿，随访至1岁，结果发现在不考虑胆红素水平、染色体疾病和先天性畸形等因素的前提下，光疗与白血病、非淋巴细胞白血病及肝癌的发生率增加有关，但调整胆红素水平、染色体疾病、先天性畸形及其他协变量后分析发现光疗与儿童癌症差异无统计学意义。以上2项研究均发现唐氏综合征患儿癌症风险增高。5名加拿大学者在一项探讨光疗、黄疸是否与癌症发生相关的回顾性队列研究中纳入2006—2016年出生的786 998例新生儿，分为光疗组、黄疸未治疗组、未暴露组(非光疗且非黄疸患儿)，对年龄>2个月发生肿瘤的儿童经过11年以上的随访，发现光疗组与黄疸未治疗组的癌症风险较未暴露组高，且光疗组在4～11岁患癌症的风险均是黄疸未治疗组和未暴露组的2倍以上[32]。由于这3项研究纳入的研究对象基数过大，数据分析存在偏倚，且不能完全排除胆红素水平等其他癌症相关风险因素的影响，无法直接证实光疗与癌症发生之间存在直接关系，光疗与儿童癌症的关联性仍需要进一步研究。Brewster等[33]纳入77 518例新生儿(光疗组5 868例，未光疗组71 650例)进行回顾性队列研究，平均随访24年，光疗组2例、未光疗组16例患黑色素瘤，但两组差异无统计学意义(P＝0.834)，未发现患皮肤鳞状细胞癌或基底细胞癌病例。虽然统计学上无显著的证据表明接受光疗会使皮肤癌风险增高，但由于统计学效力及随访时间有限，不能完全排除光疗增加皮肤癌的风险，仍需进一步研究。
尽管尚未发现光疗与癌症明显关联，但临床医生治疗新生儿高胆红素血症时仍需要考虑其风险性，尤其是胆红素水平低于光疗阈值的新生儿，应该避免不必要的光疗。
光疗、新生儿高胆红素血症与DNA损伤之间的关系尚存在争议。胆红素对人体是否具有基因毒性是一直争论的问题。Karakukcu等[34]研究结果显示，胆红素本身具有基因毒性，可通过增加过氧化物酶活性而引起DNA损伤，而光疗并不会增加DNA损伤，反而可降低由黄疸引起的基因毒性作用。而Estrada等[35]研究阿扎那韦(atazanavir，ATV)引起血清非结合性胆红素增加是否对艾滋病患者氧化应激指标有影响，发现胆红素可能具有较强的抗氧化能力。最近一项关于LED光疗与高胆红素血症的Gunn大鼠DNA损伤动物实验表明，强度为10 μW/(cm2·nm)与30 μW/(cm2·nm)的LED光疗均不会引起大鼠氧化性DNA损伤[36]，但动物与人体存在差异，还需大量研究证实光疗是否对DNA造成氧化性损伤，且损伤是暂时性的还是永久性的仍未有定论。虽然有研究表明光疗对姐妹染色单体交换的影响是暂时的[24]，但相关的实验证据相对缺乏，且DNA损伤后的修复机制也不清楚。
光疗在新生儿高胆红素血症治疗中的使用频率逐渐增加，考虑到光疗对新生儿DNA造成的损伤可能会增加患儿日后自闭症、生育能力受损及儿童肿瘤等患病风险，临床医生应严格遵循光疗指南，避免造成DNA损伤。将来还需进一步探讨不同光疗方式对早产儿DNA损伤的影响及DNA损伤的持续时间，胆红素对DNA损伤的影响及与疾病的关联性。
所有作者均声明不存在利益冲突
