人體可以利用外在的光線來產生重要的生理反應，例如晝夜節律、維生素 D 代謝和視力等。光的用途很早就應用在許多古老的保健與治療方面。使用低劑量光療法，也就是光生物調節療法(Photobiomodulation，簡稱PBM)，近年來PBM的生物學機制和臨床治療劑量方面取得了種大進展，使光PBM的臨床安全性和有效性更為確立。

透過實證醫學的系統性回顧和統合分析，PBM被建議可以常規使用它來解決癌症治療相關的各種急性和慢性副作用。例如:已經有明確的證據表明PBM在治療接受頭頸癌放射治療、化療或造血幹細胞移植的患者口腔黏膜炎方面的有效性。

近年來，各種形式的光療法已經用於醫療保健領域的大量臨床應用。

光療法最早在醫療保健中的應用，可以追溯到丹麥Niels Ryberg Finsen醫生，他將陽光作為抗菌劑，專門治療尋常狼瘡(Lupus Vulgaris)，而獲得 1903 年諾貝爾獎。60 年後，雷射的發明重新點燃了人們對了解光與組織相互作用以及應用於醫療保健時的潛在益處的興趣。

匈牙利科學家恩德烈·梅斯特博士作為研究雷射生物效應的先驅，他對小鼠進行了低劑量雷射治療實驗，首次使用光生物刺激一詞，並且觀察到低劑量雷射治療顯著改善傷口的癒合和毛髮生長。

後來，人們認識到這些低劑量光治療不僅能夠刺激，還能改變某些病理生理過程，例如發炎或疼痛，因而導致了採用光生物調節療法(Photobiomodulation，簡稱PBM)這一術語。

PBM療法大致分為刺激性和抑制性生物效應。現在PBM的光之來源，包括各種非電離光源，也就是雷射、發光二極管 (LED) 以及可見光和近紅外光，以非常低的非加熱之劑量提供。

PBM 的基本機制包括活化對特定波長的光敏感的生物標記。這些生物標記的活化會產生複雜的細胞化學和生理反應途徑，最終帶來正面的臨床治療結果。

由於芬森博士最初在抗菌消毒方面的工作，與梅斯特博士在傷口刺激方面的工作形成鮮明的對比，前者的方向是使用低劑量光治療來處理微生物，現在稱為之光動力學治療（PDT），則是針對腫瘤細胞以及腫瘤相關內皮細胞和免疫細胞，。

圖 1 總結了PBM和光動力療法之間的比較、其生物效應和臨床應用。

光動力療法的重點是消除細菌、真菌、病毒等感染和各種腫瘤。與這些相反，PBM 是一種截然不同的治療方法，它是一種非熱、非手術和非侵入性技術，利用低強度光刺激細胞功能並促進組織修復。

PBM 可用於各種臨床適應症，例如急性和慢性疾病的疼痛管理、傷口癒合、皮膚病問題、運動傷害、神經系統疾病、癌症疼痛和管理、口腔健康以及眼科和獸醫學的潛在應用。 PBM 的抗發炎特性有助於減少發炎、增加血流量和支持細胞的代謝。PBM 也被用於調節發炎或免疫介導的病理，例如口瘡、扁平苔癬、口腔黏膜炎(OM)、天皰瘡、單純皰疹、顳顎關節障礙、乾燥症候群、灼口症候群、口腔面部疼痛和拔牙後感覺異常。

PBM 和 PDT 作為治療癌症治療之副作用的輔助療法，特別是頭頸癌患者。這些非侵入性光療法有助減輕腫瘤治療的常見併發症，包括口腔黏膜炎、口乾症和味覺障礙等，從而改善整體生活品質。

PBM的作用機制

PBM 治療可以增強癌友的恢復力，並且最大限度地減少癌症治療所衍生的不良反應。PBM 對暴露組織的影響取決於多種因素，例如細胞在光暴露附近的定位、細胞類型、分子組成、細胞氧化還原狀態、組織微環境條件。以及與 PBM 技術本身相關的各種參數，包括:波長、功率密度、傳輸方法（脈衝或連續）、照射區的光束或光斑區域的大小和形狀、以及暴露的持續時間/頻率。

PBM 可以活化各種分子標靶，如細胞色素 C 氧化酶、轉化生長因子-β 1 (TGF-β1)、核因子 κ-B (NFκB) 和視蛋白。透過 PBM，對於線粒體、細胞膜（光敏轉運蛋白和受體）和細胞外環境之這些靶點，具有直接的生物效應，有助於治療效果。PBM 最受青睞的機制就是活化細胞內粒線體酵素細胞色素 C 氧化酶 (簡稱CCO)。該酵素在非電離、可見光光譜（藍色和紅色）和近紅外線 (NIR) 的波長範圍內，可以表現出獨特的吸收特性。當 CCO 直接吸收光時，特別是在這些特定波長範圍內，它會導致粒線體的活性顯著增強。因此，ATP的產量會增加，並產生溫和、短暫的活性氧 (ROS)。重要的是，ROS 的誘導遵循劑量依賴性的模式，其有益效果僅限於 PBM 治療的特定治療劑量範圍。

在此最佳劑量範圍內，氧化還原訊號級聯會被活化。這些級聯反過來會去介導各種細胞過程，包括細胞增殖、遷移和細胞功能的調節，例如分泌和成熟。

PBM 療法可以直接活化潛在生長因子複合物 TGF-β1，它在骨頭的發育、免疫反應、傷口癒合和惡性腫瘤等過程中發揮關鍵作用。在成骨細胞中，已觀察到PBM 治療可誘導粒線體的ATP水平增加，同時上調必需的生物分子，即骨鈣素、膠原蛋白、RUNX-2、血管內皮生長因子、骨形態蛋白(BMP ) 和環氧合酶-2 (COX-2)。而這些細胞內通路在引發與 PBM 相關的臨床反應方面中，發揮重要作用，包括緩解疼痛、對發炎和免疫反應的調節作用，以及促進傷口癒合和組織再生。此外，PBM 可以有效調節纖維化途徑中的關鍵要素，這種調節包括降低纖維母細胞增殖和遷移速度、抑制 TGF-β1 及其相關途徑的產生以及下調膠原蛋白合成和沈積。這些發現對處理癌症放療引起的纖維化等疾病方面，具有潛在的臨床益處。

接受頭頸部區域的放射治療和/或全身性化療後，會具有多種副作用，可能讓患者需弱，並且會嚴重影響患者的生活品質和預後。最常見的相關副作用包括口腔黏膜炎、口乾症、味覺障礙、水腫、放射性齲齒、放射性皮膚炎和牙關緊閉。

而PBM是一種非侵入性光療法，越來越多證據支持其應用於癌症患者的支持照護。其主要特性是照護傷口癒合和發炎領域。而口腔黏膜炎、唾液分泌不足、口乾、吞嚥困難、急性放射性皮膚炎、淋巴水腫、味覺障礙和牙關緊閉，也都是頭頸癌接受治療患者的常見併發症。這些副作用會顯著影響患者的生活品質和治療結果。而PBM在預防和治療口腔黏膜炎和口乾症方面，確實有良好的成效，一些證據支持其在吞嚥困難和急性放射性皮膚炎治療中的應用。PBM 與傳統治療相結合可能會改善淋巴水腫等某些疾病的治療效果。儘管有潛在的好處，但 PBM 在癌症患者中的安全性和有效性還是需要仔細考慮，並且根據細胞反應和腫瘤微環境的變化，設計個體化的PBM治療方案可能是必要的。

總之，PBM 是一種安全有效的緩解疼痛、減少發炎和組織修復的方法。 PBM 治療是一種非侵入性、非藥理學、可持續和兼具預防性質的手段，在癌症治療的支持性照護方面具有極大潛力。妥善應用PBM可以有效減少癌症治療副作用和改善生活品質，有望顯著提高精準的癌症照護。