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足球直播无创性检测技术在皮肤光老化​中的应

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  随着科技及生活水平的逐渐提高,人们对皮肤 老化的关注度愈发升高。光老化是指长期受紫外线 ( Ultraviolet,UV) 辐射的皮肤产生临床、病理及功能 的改变,加重皮肤外观的老化。主要表现为皮肤毛 细血管扩张、粗糙干燥、松弛、皱纹加深、色素沉着 等。UV 照射还可诱导表皮内角质形成细胞和黑素 细胞变异,导致各种良性或恶性肿瘤出现。在真皮 中,紫外线的照射还可通过多种途径上调基质金属 蛋白酶( MMPs) 的表达,加速真皮胶原蛋白及正常 弹性蛋白的降解[1-2],及促进异常弹性纤维基因的 表达,导致其数量增多并异常聚集[1,3-4],最终导致 皮肤出现皱纹及弹性降低。目前评估光老化主要以 临床医师结合相关评估量表进行肉眼主观评价及组 织病理学检测为主。主观评价缺乏客观性、可量化 性、准确性、有效性,而组织病理学检测为有创性操 作,不具备可重复性、普遍性,难以对光老化治疗的疗效进行评估。故基于光学、电学、电磁学等的无创 检测方法具有操作简单、可量化、客观、可重复等特 点,在评估皮肤光老化中的应用越加广泛,地位愈 高。故本文着重概述多种无创性检测技术在皮肤光 老化中的应用。

  1.1皮肤镜皮肤镜的本质为光学放大,通过特殊 介质减少反射光,增加皮肤的透光性,能观测到肉眼 不可见的表皮至真皮浅层的多种组织结构的轮廓和 色彩[5]。Hu 等[6]通过 DermLite Foto 皮肤镜观察台 湾地区非老年人、生理性衰老和光老化的老年志愿 者的小腿部位皮肤的干燥、毛细血管扩张及色素沉 着程度,发现生理性衰老和光老化的老年受试者的 皮肤显示出干燥程度明显增加,并且光老化的老年 受试者的皮肤表现出更明显的不均匀色素沉着和毛 细血管扩张。Isik 等[7]首次开发了基于皮肤镜的皮 肤镜光老化量表( DPAS) 。通过皮肤镜检查志愿者 的面部曝光区域,检查内容包括毛细血管扩张、色素 沉着、脂溢性角化、光化性角化、眶周粉刺、浅-深-纵 横交叉皱纹等 11 个项目,并作为光老化的指标,根 据这些标准在各个区域的有或无分别评分为 1 或 0。结果显示 DPAS 与 Glogou 光老化分级法和 Monheit-Fulton 光老化指数均具有显著相关性。Elsayed 等[8]使用手持 Dermlite DL3 皮肤镜对埃及地区 217 例( 包括 117 例男性及 100 例女性) 进行观察,运用 DPAS 光老化量化表进行评分,最终发现有严重曝 光史的志愿者,DPAS 分数明显增加。皮肤镜检查 操作简单,与组织病理结果有一定对应关系,可较早 发现皮肤衰老,并得到早期干预。但运用皮肤镜对 光老化进行评估时,其局限于表皮与真皮浅层的血 管、色素等改变,无法观察到皮肤细胞水平的变化。

  1.2共聚焦显微镜共聚焦显微镜( CLSM) 是一 种动态扫描、实时三维成像的技术,与计算机相连可 以得到高分辨率的图像,可对人体皮肤的不同层面 进行观察和分析,被称为“皮肤 CT”。共聚焦显微 镜最大的优点是可以在皮肤受到外界刺激之后,肉 眼尚未观察到变化时,将表皮和真皮的改变量化,为 临床 和 实 验 研 究 提 供 统 计 数 据[9]。Sauermann 等[10]通过共聚焦显微镜观察到,随着年龄增长,皮 肤角质层厚度无明显改变,颗粒层、基底细胞层厚度 增加,真皮乳头数目显著减少。紫外线照射后可使 黑素细胞体积增大,数量增多[11]。反射式共聚焦显 微镜( RCM) 可以在无创条件下以接近常规组织病 理学的细胞水平的分辨率实时成像。Haytoglu 等[12]为了研究固有老化和光老化的皮肤在 RCM 下 的区别,通过 VivaScope 3000 对年龄阶段不同的 120 名志愿者的三个不同的皮肤部位,即两个曝光区域 ( 颧骨隆起处及耳前部) ,一个非曝光部位( 耳后区 域) 进行观察研究。最终发现曝光区域更容易出现 不规则的蜂窝状结构、多环乳头状轮廓、粗胶原的聚 集、细胶原纤维的丢失、角质形成细胞形态不规则、 皮沟深度增加、卷曲明亮结构增多、表皮增厚及不均 匀的色素沉着等表现,非曝光部位真皮乳头的数量 及细胶原较多。此外,Wurm 等[13]发现与光老化相 关的 RCM 特征与上述描述大致相同。在光老化的 评估中,与皮肤镜相比,RCM 在计算机的辅助下,可 以实时观察到高分辨率的各层皮肤细胞水平的成 像,量化表皮与真皮结构的改变,可以根据客观标准 对光老化进行评价。

  1.3多光子激光扫描成像多光子激光显微镜是 一种用于非创伤性评估细胞和分子结构的有效工 具,它采用波长较长的红外激光,脉冲式能量激发, 能量密度高,在生物组织中的穿透力强,可以从细胞 及分子水平反映线]。二次谐波 ( SHG) 和浅层真皮的自发荧光( AF) 是强激光与真 皮中皮肤成分( 主要是胶原蛋白和弹性蛋白) 之间 的相互作用所产生的光信号。相关研究发现,随着 年龄的增长,AF 面积增加,而 SHG 信号减小。并在 组织病理学中观察到了弹性纤维和胶原纤维类似的 变化趋势。研究者将 SHG 的像素定义为 a,AF 像素 定义 为 b,真 皮 SHG 对自体荧光的衰老指数 ( SAAID) 定义为( a - b) /( a + b) 。结果发现,SHG 和 SAAID 随着年龄的增加及光老化的加重其数值 降低。可认为 SHG 和 SAAID 指数可以作为评价皮 肤老化的有效客观指标[15-16]。Puschmann 等[17]通 过高分辨率三维多光子激光扫描显微镜技术在年轻 和老年志愿者中记录了各自 SHG 和 AF,图像处理 后,计算弹性蛋白与胶原蛋白的比( ELCOR) ,ELCOR 随着年龄的增长而增加,在老年志愿者皮肤中 长期暴露于阳光下的区域 ELCOR 值明显高于受防 晒保护的区域 ELCOR 值。因此通过多光子激光显 微镜检测所得的客观性参数可以用作量化光老化的工具。但该技术多反应胶原蛋白与弹性蛋白的变 化,无法对光老化皮肤的分子及细胞水平的其他改 变进行有效的评估,有一定局限性。

  1.4荧光寿命成像显微镜荧光寿命成像技术可 获取用于提取生命系统潜在结构和功能变化的生物 学数据。其主要的靶向荧光团是烟酰胺腺嘌呤二核 苷酸( NADH) 和黄素腺嘌呤二核苷酸( FAD) ,游离 和结合的 NADH 和 FAD 的平均寿命根据组织代谢 变化而变化。在光老化的皮肤中,胶原蛋白及弹性 纤维等组织的变化可能会引起 NADH 和 FAD 代谢 变化,以此来评估皮肤的光老化。荧光寿命分析可 了解游离蛋白与结合蛋白的还原烟酰胺腺嘌呤二核 苷酸磷酸酯( a1∶ a2) 的比率,该比率以前曾用作皮 肤光老化的标志物[18]。Nogueira 等[19]研究发现,随 着日光照射和非日光照射皮肤区域荧光寿命的不 同,由带通滤光片选择的内源性荧光团的微环境 ( 由 378 nm 激发的 NADH、胶原蛋白和弹性蛋白, 445 nm 激发的 FAD、弹性蛋白和脂质) 也会发生变 化。但较其他显微镜方法,该技术操作相对复杂,不 适用于临床广泛评估光老化情况,且与多光子激光 扫描成像一样具有一定局限性。

  体内共聚焦拉曼光谱法依靠光与物质之间的非 弹性相互作用,基于拉曼散射效应,对与入射光频率 不同的散射光谱进行分析,可评估表皮或真皮成分。 Gonzalez 等[20]首先发现,光老化皮肤中弹性纤维的 百分比与从相同位置获得的体内拉曼光谱的参数有 相关性。Caetano 等[21]应用共聚焦拉曼光谱仪,评 估了不同年龄组中曝光部位及非曝光部位真皮的体 内拉曼光谱峰值,并且在相同部位取活组织进行组 织学和免疫组织化学评估,结果发现拉曼光谱法的 检测结果与组织学之间有高度相关性。研究表明强 度比 I1275 /I1450 这一参数在评估光老化的研究中 具有一定意义。这为无创性检测在光老化诊疗中提 供了新的思路,较显微镜技术而言,该方法在光老化 的评估中运用甚少,需要进一步的研究来支持验证 拉曼光谱法的科学性与可行性。

  光学相干断层扫描技术( OCT) 是超声的光学模 拟品,检测生物组织不同深度层面对入射相干光的 不同反射信号,会及时生成二维、三维图像,可有效 观察正常皮肤的表皮、表真皮连接部、真皮、毛囊、血 管和汗腺管等超微结构[22-23]。OCT 有时也被称为 “光学活检”,因为它旨在无创地提供皮肤的组织学 信息,具有无创性、可重复性、拥有高分辨率的特点。 有研究[24-25]发现,对光老化皮肤进行 OCT 成像的特 征性表现包括: 表皮萎缩、真皮乳头缺失和皮肤纹理 斑驳。与受防晒保护的皮肤相比,OCT 成像还显示 日晒损伤的皮肤表皮表面不均匀,角质层增厚,光衰 减更大。Sakai 等[16]通过 OCT 观察志愿者脸颊皮 肤( 代表光老化的阳光暴露部位) 与上臂内侧皮肤 ( 代表固有老化防晒区域) 由胶原结构产生的真皮 双折射现象。研究显示,老年组面颊部的真皮双折 射明显低于年轻组,但在两组上臂内侧的对比中无 明显差异,这提示老年组面颊部的胶原结构减少与 日光照射相关,曝光部皮肤出现了光老化现象。Wu 等[26]通过 OCT 单散射模型获得不同衰老过程中小 鼠皮肤的特征,并对表皮厚度、表皮及真皮的衰老系 数等光学参数进行了定量分析,以此作为皮肤衰老 进程的指标。结果发现在光老化过程中,表皮厚度 随着紫外线剂量的增加而增加。表皮中的衰减系数 随紫外线照射剂量而增加,而真皮中的衰减系数值 随紫外线照射剂量而减小。OCT 能够通过评估上 层真皮变性、皮肤粗糙度和皱纹形成来可靠地评估 皮肤的光老化,与其他无创检测技术相比,能可靠地 识别光老化皮肤的固有特征,非常适合监视光老化 的皮肤变化以及抗衰老干预措施的效果。

  皮肤超声检查同其他以超声为基础的技术一 样,用可以发射超声波的探头接触皮肤,通过超声波 作用到表皮下从而测得表皮下结构,其中高频超声 可以清晰地观察到皮肤各层的结构[27]。Lee 等[28] 采用 Dermascan C 高频率超声测试仪对皮肤真皮层 的厚度和密度做出测量,结果显示皮肤真皮层密度 与皮肤表面粗糙度呈强烈的正相关。de Rigal 等[29] 发现,通过皮肤超声检测发现表皮下低回声带 ( SLEB) 的厚度随着年龄的增长而增加,并发现前臂 背侧部位 SLEB 的厚度大于腹侧部位 SLEB 的厚度, 提示 SLEB 可反应光老化情况。Gniadecka 等[30]通 过相关研究,建议在超声图像分析的基础上,使用 SLEB 作为衡量皮肤光老化的无创性测量指标。且 其早年也发现面部光损伤评估的临床评分与高频超 声所测得的前额上皮( 上层真皮) 的回声性之间存在显著的相关性[31]。Sandby-Moller 等[32] 发现,不 同的紫外线辐射暴露量与上层真皮( UD) 和下层真 皮( LD) 回声率之间的比例呈显著正相关。Caetano 等[33]研究评估了一系列高频超声参数的可靠性,发 现研究光老化时最好使用的参数为低回声像素的数 量 LEP / 像素总数 TP( 总真皮 TD) 和中高回声像素 数 MHEP /像素总数 TP( 总真皮 TD) 。因此高频超 声可以被看作是评估皮肤光老化的有效工具,但是 仍需要进一步探索相关超声参数在解释组织学改变 和真皮成分时可靠性与相关性。

  核磁共振成像可以呈现出高分辨率的皮肤图 像,借助计算机分析系统获取皮下的 3D 结构,得到 组织成分中水含量的变化、毛孔大小、表皮厚度和真 皮结构等改变,可对皮肤光老化的评估起到一定作 用。Ahman 等[34]使用高分辨率 MRI,在整个光老化 过程中对光老化小鼠模型的皮肤进行成像,MRI 图 像显示在光老化过程中,表皮和真皮呈明显的进行 性增生表现,且结果与组织病理检查结果高度一致。 但行核磁共振成像价格高昂,故运用于皮肤光老化 评估的实验较少,有待进一步探究。

  VISIA 皮肤测试仪是一种操作简单、直观性强、 可重复性高的能对皮肤的形态学改变进行定量分析 的仪器,可以观察到皮肤下 2 mm 内的色素、血管, 能定量评价皮肤色斑、毛孔、皱纹、平整度、卟啉、紫 外线斑和日光损伤,从不同侧面为皮肤提供精确的 定量分析依据。光老化皮肤主要表现为皱纹、色素 沉着等,故 VISIA 皮肤测试仪可以对光老化及抗光 老化的疗效进行客观性评估。赵琛等[35]通过 VISIA 皮肤测试仪对不同年龄阶段的北京地区女性志愿者 进行检测发现,随着年龄的增长,面部皮肤光损伤程 度、皱纹增加,而平滑度逐渐变差、毛孔逐渐增加,皮 肤光老化程度越加明显。该方法较上述技术而言, 操作简单,可及时得到面部皮肤特征行定量分析结 果,但结果受志愿者面部清洁程度影响较大,且观察 层次 较 浅,无 法 达 到“皮 肤 CT”的 细 胞 水 平 及 “OCT”的超微结构水平。

  皮肤表面纹理分级是先制作皮肤表面的硅胶复 膜样品,再使用 Beagley and Gibson 皮肤表面纹理分 级系统 对 皮 肤 进 行 光 损 伤 分 级,分 为 7 级 ( 0 ~ 6 级) : 0 级是指正常皮肤,没有弹性纤维增厚的迹 象,6 级是具有一定数量的弹性物质。有研究发现, 曝光部位和受防晒保护的皮肤之间的皮肤表面粗糙 度存在显著差异[36]。Battistutta 及 Fritschi 等[37-38] 使用皮肤表面纹理分级系统对志愿者进行研究发 现,表面纹理分级与组织病理学分级之间存在相关 性,那些具有较高皮肤纹理等级的人更有可能表现 出高度的弹性纤维变性。故这种基于硅胶印模的分 级系统是一种有效的评估光老化程度的方法。但该 方法需先制作硅胶印膜,单一的评估皮肤表面纹理, 且其评估光老化可靠性是通过验证与组织病理学的 相关性得以证明,故仍需大量研究以得到进一步 证实。 8 其他无创检测方法 除了上述无创检查外,“电容成像技术”( CIT) 可检测皮肤角质层含水量,研究发现光老化皮肤表 现出角质层含水量的不均一性[39]; 皮肤快速光学成 像可分析皮肤的三维微观结构,可检测分析皮肤的 皱纹深度和粗糙程度来评估抗老化治疗的疗 效[40-41]; 紫外线强化显像技术对受检皮肤的显像是 基于黑素细胞对紫外线的反应特性,故黑素细胞的 异常聚集可在计算机的辅助下被识别并进行分析, 为光老化的评估提供数据; 分光光度法可通过测定 被测物在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度 或发光 强 度,对该物质进行定性和定量分析,LI 等[40,42]通过该方法对曝光部位皮肤的红斑、色沉等 参数进行检测,发现光老化会引起肤色的改变; 此外 还有各种皮肤检测仪,如德国 CK 多功能皮肤测试 仪,可根据不同的探头对皮肤的水分、油脂、酸碱度、 黑素和血红素、弹性、水分流失等进行检测,以此对 评估皮肤屏障的功能及光老化情况提供相关数据。

  综上所述,多种无创检测技术可提供客观性参 数以量化光老化的严重程度及抗光老化治疗的疗 效,弥补了肉眼主观评估及有创性组织病理学检查 的缺点。但上述无创性检测技术有效性评估实验仍 具有一定局限性,主要因为其样本量少,故需进一步 研究来验证其准确性。没有一种单一的方法可对光 老化皮肤的变性进行准确的、客观的、全面的定量评 估。故适用于大众的光老化皮肤的有效评估,仍需 有创性及无创性、主观性及客观性、重复性及可量化 性的评估方法相结合。

  来源:王雪,杨智,段晓霞,郭碧润,向顺俪,徐琪.无创性检测技术在皮肤光老化中的应用[J].中国皮肤性病学杂志,2021,35(03):333-338.

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