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方法文章

精确实施最小红斑量(MED)检测以评估个体间人体炎症反应的差异

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DOI:

10.3791/59813

2019年10月3日

本文内容

摘要

最小红斑剂量(MED)检测用于确定紫外线辐射光疗的剂量方案。该方法可评估个体在炎症反应中的差异,但缺乏实现可重复结果的方法学。本文介绍了一种精确的MED实施方法,并展示了其捕捉个体炎症反应差异的能力。

摘要

最小红斑剂量(MED)检测在临床中常用于确定在皮肤表面产生红斑(炎症性发红)所需的最小紫外线(UV)照射量。在此背景下,MED被视为确定银屑病和湿疹等常见皮肤病进行UV光疗时起始剂量的关键因素。在科研环境中,MED检测也有潜力成为评估个体内部及个体间炎症反应差异的有力工具。然而,MED检测尚未在科研领域得到广泛应用,这可能主要是由于缺乏已发表的指导规范,从而成为获得可重复实验结果的障碍。此外,建立MED的实验方案和设备差异较大,导致不同实验室之间的结果难以比较。本文介绍了一种精确且可重复的方法,通过新设计的方案和技术诱导并测量表皮红斑,且该方法可轻松适配其他设备和实验室环境。本文所述方法详细说明了相关操作步骤,可将标准化的剂量方案外推至其他设备,从而使该方案能够适用于任何紫外线辐射源。

引言

最小红斑剂量(MED)检测是一种经美国食品药品监督管理局(FDA)批准的检测方法,用于评估皮肤对辐射的敏感性,通常针对中波紫外线(UVB)范围,尽管MED也可在紫外线和可见光谱的其他波长下测定1。红斑定义为皮肤表面因毛细血管充血而引起的浅表性发红(红斑的后期阶段更常被称为晒伤)。MED检测已在皮肤科文献和临床光疗实践中广泛应用,用于确定能够引起皮肤红斑可测量变化的最小紫外线(UV)辐射剂量。MED检测可使用市售的紫外线灯完成,其类型与大多数商业晒黑机构所用的灯具相当。

最小红斑剂量(MED)检测涉及将紫外线辐射或可见光谱中的光线持续照射到皮肤表面,照射时间预先设定,剂量方案主要取决于皮肤的色素沉着程度以及辐射的强度和类型。该方法在临床中常用于确定接受紫外线辐射治疗的患者的剂量方案,例如治疗银屑病和湿疹等皮肤疾病2,3。有关在临床环境中确定MED的基本操作步骤已有其他文献描述4,可根据个体间皮肤敏感性的差异,用于上调或下调紫外线辐射的总剂量。

皮肤色素沉着可能是进行最小红斑量(MED)实验并测量其结果时最重要的特定变量6。这是因为引发最小红斑反应所需的紫外线照射时间....

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方案

以下所述的所有方法,包括使用人类志愿者,均已通过当地机构审查委员会(IRB)的审查和批准,并符合《赫尔辛基宣言》和《贝尔蒙报告》的要求。所有受试者(N=72)均按照IRB协议规定签署了知情同意书。纳入/排除标准及中止试验程序的设计旨在最大限度保障受试者的安全,任何对这些程序的偏离均应根据其对受试者风险和耐受性的影响加以考虑。在本研究工作背景下,排除标准限定为无个人或家族炎症性疾病史,且无任何合法或非法物质使用史的个体。如此设定的理由是,这些因素可能影响个体对最小红斑量(MED)检测程序的反应。

1. 受试者选择

  1. 采用以下纳入标准:年龄18-55岁;经医学症状检查表(Medical Symptom Checklist, MSCL)评估,总体健康状况良好5;能够理解并就以英文呈现的实验室安全规程进行沟通;能够提供书面知情同意书。
  2. 采用以下排除标准:Fitzpatrick皮肤分型为I型(根据受试者自报);经常使用商业美黑设备;暴露部位皮肤存在伤口或病变;当前患有皮肤癌,或既往有皮肤癌病史;家族中有皮肤癌病史;患有糖尿病;患有银屑病或其他炎症性皮肤疾病;患有外周血管疾病、外周动脉疾病、雷诺病,或任何其他已确诊的循环系统疾病;存在任何非自主性运动障碍;对胶带过敏;因哮喘使用吸入性类固醇药物(例如氟替卡松);正在使用任何类固醇药物;在过去3个月内使用过影响中枢神经系统功能的药物,包括精神类药物、阿....

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结果

所展示的时间安排 表1 是一种新型剂量方案,该方案经计算设计,旨在使每次FST的暴露事件中点(即光圈3或4)平均达到MED。该计算方案的基础如下。

既往研究已证实,对于FST 2个体,UVB波段辐射的中位MED为每平方厘米66.9毫瓦(mW)2,77.429 mW/cm2 FST 3 为 85.0,FST 4 为 85.016. 假设UVB能量恒定, 270 μW/cm2,我们将该常数外推至时间域,以基于这些中位数值确定在给定剂量方案的中点处捕获最小红斑剂量(MED)所需的秒数,适用于每种Fitzpatrick皮肤类型(FST)。我们进一步引入了一种递增式方案,使得每个光圈(2至6号)接收的能量比前一个增加25%,其原理类似于MED测试中常用的递增比率系列。尽管目前尚无FST 5和6型皮肤的MED参考范围,但我们通过将FST 2至4型之间的参考范围差异进行外推,计算出用于递增时间序列乘法的常数,从而理论上估算出这些皮肤类型个体达到MED.......

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讨论

如本文所述,精确实施MED检测可能相较于其他已广泛使用的基于实验室的炎症刺激方法具有多项优势。例如,抽吸水疱法17,18,19通过在皮肤上形成充满液体的水疱,随后用注射器抽吸,以直接获取细胞因子微环境。尽管皮肤水疱法是研究皮肤免疫学和炎症的常用工具20,且在获取稀有细胞群体和蛋白质方面可能尤为有效21,但此类操作需要专业人员,并且通常对受试者具有高度侵入性和不适感,因而难以在研究对象中普遍应用,同时带来伦理和实际操作上的挑战。类似地,表浅炎症刺激方法(如辣椒素乳膏诱导的血管扩张)虽可有效激发皮肤炎症,但对局部炎症反应(红斑)的量化依赖于人工描记和主观评分,易引入误差,从而降低了该方法在实验室中的可靠性。

在光疗环境中,确定最小红斑剂量(MED)的目的是为了计算个体在接受UVB光疗时的起始辐射剂量。然而,.......

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披露

本研究的作者声明不存在任何利益冲突,包括财务方面的利益冲突。

致谢

本工作获得了弗吉尼亚理工学院理学院发现基金的资助。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
6孔剂量测试贴片(“Cuff”)Daavlin  
医用级粘合剂溶剂
非反光防紫外线织物
辐射计SolarLightModel 6.2 UVB Meter
一次性芦荟或烧伤凝胶
分光光度计Konika-MinoltaCM-2600D
秒表
紫外线灯 – Fiji SunSperti发射光谱 280 nm–400 nm,约 25% UVB
防紫外线护目镜(2副)
防紫外线套袖
白色棉质手套(2副)

参考文献

  1. Magnus, I. A. Dermatological Photobiology: Clinical and Experimental Aspects. Blackwell Scientific Publications. , J. B. Lippincott. (1976).
  2. Grundmann-Kollmann, M., et al. Phototherapy for atopic eczema with narrow-band UVB. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (6), Pt 1 995....

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