لون الجلد يؤثر على فعالية العلاج الضوئي لليرقان عند الأطفال حديثي الولادة

أظهرت دراسة نظرية نُشرت في مجلة Biophotonics Discovery أن لون الجلد وخصائصه البصرية الأخرى تُغيّر بشكل كبير مقدار امتصاص البيليروبين للضوء العلاجي في علاج اليرقان الوليدي. ووفقًا لحسابات الباحثين، مع زيادة تصبغ الجلد، تقل نسبة الضوء الواصل إلى الهدف، ويتغير الطول الموجي الأمثل للعلاج الضوئي من 460 نانومتر تقريبًا للبشرة الفاتحة إلى 470 نانومتر تقريبًا للبشرة الداكنة. الاستنتاج بسيط وغير مُريح: قد لا تعمل المصابيح "العالمية" وأنماط الإشعاع نفسها بنفس الفعالية مع الأطفال ذوي الأنماط الضوئية المختلفة؛ لذا يجب تعديل طيف وقوة العلاج بما يتناسب مع حالة الطفل.

خلفية الدراسة

يُعدّ اليرقان الوليدي أحد أكثر أسباب دخول الأطفال حديثي الولادة إلى المستشفى شيوعًا؛ والعلاج المُعتمد هو العلاج الضوئي بالضوء الأزرق/الأزرق المخضر، الذي يُحوّل البيليروبين غير المُقترن إلى مُتماكبات ضوئية قابلة للذوبان في الماء (بما في ذلك اللوميروبين)، مما يُسرّع من التخلص منه. لذلك، تُشدد الإرشادات السريرية على نطاق فعّال ضيق للأطوال الموجية (حوالي 460-490 نانومتر) وكثافة إشعاع كافية؛ ففي هذه النافذة الطيفية، يكون امتصاص البيليروبين في أقصاه، ويخترق الضوء أنسجة الرضيع بعمق كافٍ.

مع ذلك، لا تصل جميع الطاقة المنبعثة من المصباح إلى الهدف (البيليروبين في الجلد والأوعية الدموية السطحية): إذ يمتص الميلانين والهيموغلوبين جزءًا من الضوء، ويؤدي تشتته في طبقات الجلد المتعددة إلى تشويه التدفق. عندما تتغير هذه الخصائص البصرية، يتغير أيضًا الطول الموجي الفعال: وقد أشارت عدة دراسات إلى أن الضوء الأزرق المخضر بطول موجة يتراوح بين 478 و480 نانومترًا يمكن أن يكون له تأثير علاجي ضوئي أقوى من ذروة اللون الأزرق "التقليدية" بطول موجة يتراوح بين 460 نانومترًا، وهو ما يرتبط بتوازن أفضل بين "امتصاص البيليروبين وعمق الاختراق".

هناك مسألة منفصلة تتعلق بقياس البيليروبين باستخدام أجهزة غير جراحية (TcB): إذ تتأثر دقته بشكل كبير بلون البشرة. في دراسات مختلفة، وُجدت حالات نقص أو زيادة في تقدير بيليروبين المصل (TSB) لدى الأطفال ذوي البشرة الداكنة؛ وتشير التحليلات المُحكمة الحديثة والنماذج المختبرية إلى أن البشرة الداكنة غالبًا ما تؤدي إلى تحيز منهجي في القياس، وبالتالي تتطلب قيم TcB المرتفعة أو "الحدودية" تأكيدًا من TSB.

في ضوء ذلك، تُعدّ الدراسات التي تصف كميًا كيفية تأثير تصبغ الجلد وخصائصه الأخرى على الجرعة "المفيدة" الممتصة أثناء العلاج الضوئي واختيار الطول الموجي الأمثل ذات صلة. وقد حلّت دراسة جديدة نُشرت في مجلة Biophotonics Discovery هذه المشكلة من خلال نمذجة انتقال الضوء في جلد حديثي الولادة، وأظهرت أنه مع زيادة التصبغ، تنخفض نسبة الطاقة التي تصل إلى البيليروبين، ويتحول الطيف الأمثل نحو موجات أطول (من 460 نانومتر تقريبًا إلى 470 نانومتر تقريبًا). وتتوافق هذه النتائج مع نقاش أوسع حول ضرورة مراعاة لون البشرة في التقنيات الطبية البصرية - من العلاج الضوئي إلى قياس التأكسج النبضي.

كيف تمت دراستها

قام فريق من جامعة توينتي ومستشفى إيزالا والمركز الطبي الجامعي في خرونينجن ببناء نماذج حاسوبية لكيفية مرور الضوء عبر الجلد متعدد الطبقات لحديثي الولادة، وحساب كيفية تغير الجرعة الممتصة "المفيدة" من البيليروبين في ظل ظروف مختلفة. وتنوعت النتائج:

• يعتبر التصبغ (الميلانين) العامل الرئيسي الذي "يعترض" الضوء الأزرق في البشرة؛
• يعتبر محتوى الهيموجلوبين والبيليروبين من المواد الماصة المتنافسة التي تؤثر على عمق الاختراق؛
• تشتت وسمك طبقات الجلد هما المعياران اللذان يحددان مكان "تلطيخ" تدفق الضوء.
  أُجريت النمذجة في كامل نطاق الضوء الأزرق للعلاج الضوئي (حوالي 430-500 نانومتر)، مع تحديد الأطوال الموجية التي يمتص عندها البيليروبين أقصى طاقة، وذلك بناءً على خصائص الجلد. تتفق النتائج بشكل وثيق مع ما لوحظ منذ فترة طويلة في العيادات "عمليًا"، ولكنه نادرًا ما يُؤخذ في الاعتبار رسميًا: فالبشرة الداكنة تتطلب إعدادًا طيفيًا مختلفًا.

النتائج الرئيسية - بعبارات بسيطة

يُظهر الباحثون ثلاثة تأثيرات رئيسية: أولًا، كلما كان لون البشرة أغمق، قلّ وصول الضوء "النافع" إلى البيليروبين، مما يعني أن العلاج الضوئي سيكون أبطأ بنفس القوة. ثانيًا، تتغير ذروة الفعالية: فبالنسبة للبشرة الفاتحة، تكون أقصى جرعة مُمتصة من البيليروبين عند حوالي 460 نانومتر، وللبشرة الداكنة - أقرب إلى 470 نانومتر. ثالثًا، لا يؤثر الميلانين فقط على النتيجة، بل يؤثر أيضًا على الهيموغلوبين/البيليروبين في الجلد وتشتت الضوء - وهذه عوامل ضبط إضافية إذا كان الجهاز قادرًا على تغيير الطيف والجرعة. وهذا يُفسر معًا سبب اختلاف معدلات انخفاض TcB/TSB في الأطفال ذوي الأنماط الضوئية المختلفة عند استخدام نفس المصابيح و"البروتوكولات الساعية".

ما الذي يغيره هذا في الممارسة العملية - أفكار حول "العلاج الضوئي الشخصي"

بالنسبة للعيادات والمصنعين، تؤدي النتائج منطقيًا إلى خطوات محددة:

• التكيف الطيفي: استخدم مصادر ذات أطوال موجية قابلة للتبديل (على سبيل المثال مجموعات من مصابيح LED الزرقاء 455-475 نانومتر) واختر ذروة العمل مع الأخذ في الاعتبار النمط الضوئي.
• قياس الجرعات "على الجلد" وليس "عند المصباح": التركيز على الجرعة الممتصة من البيليروبين، وليس فقط على الإشعاع على المرتبة؛ ومن الناحية المثالية، استخدام أجهزة استشعار/نماذج مدمجة تأخذ التصبغ في الاعتبار.
• مع الأخذ في الاعتبار العوامل البصرية المصاحبة: الهيموجلوبين، البيليروبين في الجلد والتشتت، تتغير الكفاءة أيضًا - تكون الخوارزميات لضبط الطاقة عن طريق التغذية الراجعة (من خلال ديناميكيات TcB / TSB) مفيدة.
• التفسير الصحيح لـ TcB في البشرة الداكنة: تقلل الأجهزة بشكل منهجي من تقدير TcB في التصبغ العالي - من المفيد التأكيد باستخدام البيليروبين في المصل بشكل متكرر وتحديث المعايرات.

لماذا لا يشكل هذا مفاجأة بالنسبة لعلم الفوتونيات الحيوية؟

لقد واجه الطب الفوتوني بالفعل "تأثير لون البشرة" في قياس التأكسج النبضي وغيره من التقنيات البصرية: الميلانين "يمتص" الضوء، مما يُغير عمق الاختراق ونسبة الإشارة إلى الضوضاء. في العلاج الضوئي لحديثي الولادة، لطالما تم التقليل من شأن هذا العامل لأن المصابيح "الزرقاء" كانت تُعتبر عالمية. يُسد هذا العمل الجديد الفجوة المنهجية: فهو يؤكد نوعيًا انخفاض الكفاءة في البشرة الداكنة، ويُظهر كميًا كيفية تغير الطول الموجي الأمثل - مما يوفر مواصفات هندسية لأجهزة الجيل القادم.

القيود وما هو التالي

هذه محاكاة، وليست تجربة سريرية عشوائية؛ تعتمد التقديرات العددية على المعايير البصرية المُعتمدة للجلد والافتراضات الهندسية. إلا أن النتائج تتفق جيدًا مع البيانات المستقلة: تُظهر الدراسات المختبرية والسريرية انخفاضًا في تقدير TcB واختلافات في الاستجابة للضوء لدى الأطفال ذوي البشرة الداكنة. الخطوة التالية هي بروتوكولات سريرية تجريبية باستخدام مصفوفات LED للضبط، حيث يُختار الطيف/الطاقة للنمط الضوئي، وتُقارن نسبة انخفاض البيليروبين ومدة الإقامة في المستشفى.

من هو المهتم بهذا بشكل خاص؟

• لأطباء حديثي الولادة والممرضات - للتفسير الصحيح لـ TcB واختيار شدة / مدة العلاج الضوئي للأطفال ذوي البشرة الداكنة.
• لمهندسي التطوير - لتصميم أنظمة متعددة الأطياف مع التعديل التلقائي للخصائص البصرية للجلد.
• إلى الجهات التنظيمية ومؤلفي المبادئ التوجيهية - لتحديث معايير العلاج بالضوء مع الأخذ بعين الاعتبار الصورة الضوئية (كما هو الحال بالفعل بالنسبة لقياس الأكسجين في الدم).

المصدر الأصلي: AJ Dam-Vervloet et al. تأثير لون الجلد وخصائصه الأخرى على فعالية العلاج الضوئي لليرقان الوليدي (Biophotonics Discovery، 2025)، doi: 10.1117/1.BIOS.2.3.032508.