什么情况下，我们才会受到蓝光伤害？

曾旭

浙江大学光电系博士

飞利浦照明研究院资深研究员

CIE TC 4-50技术委员会委员

中国照明学会高级会员

昨天，在《是什么导致了人们对“蓝光”有这么深的误解？》一文中我们解读了为什么大家对蓝光产生那么大的误解，但是还没有回答一个问题：这个研究是否和“蓝光伤害”问题有关呢？今天，我们继续来解读“蓝光伤害”。

的确，虽然Ham 等人从微观程度确定了暴露在蓝光下会导致视网膜病变。但是，实验中最长曝光时间1000秒（16分钟）也并不等于 Willmorth 所描述的“长期暴露”。简单地说，Ham等人的研究并没有提到长期暴露在蓝光下的问题。

同样有趣的是以下一段引文[Ham等，1976]：

“…在海平面上，在正午时分直视太阳，那么太阳光中波长为440nm带宽20nm的光，照射到直径为2mm瞳孔的视网膜上的能量大约为0.20W/c㎡。与此相比，波长为441nm的He-Cd激光器照射100秒的辐射阈值也是0.20W/cm2㎡。因此，在明亮的正午，直视太阳100秒会达到病变的阈值…因此长期暴露在明亮的太阳光下的人们应该注意保护他们的眼睛，防止被太阳光中的短波辐射所伤。”

换句话说，Ham 等人通过严谨实验发现的结论非常明显：不要目不转睛地盯着正午的太阳看超过100秒，这里并不是在嘲笑他们的研究结果。Ham 等人当时正在研究高强度光对视网膜的热效应和光化学效应的区别。他们将激光光束能量和太阳光直射的能量进行类比的启示作用，只不过是为了让读者更容易理解光束强度。

▲正午太阳光

这里并不是说长时间持续性的暴露在高蓝光成分的光下不会对健康产生不利的影响，这些影响包括白内障和年龄导致的黄斑变性。Ham 等人的工作发表于将近40年前，近期也可能有更多的与“蓝光伤害”相关的研究，比如 Shang 等人在发表的文章（2）。（这篇有瑕疵的基础性文章能否适用于人类视觉，这就是另一个话题了。）

不论如何，Ham 等人对于长时间暴露在蓝光下的影响的研究是“不能被采信的”（用法律措辞来说的话）。这不是对或者错的问题，而是并不适用。

实际的问题是：记者们应该将学术研究结果阐述给普罗大众。就像 Willmorth 和 Kitchel，他们可能在他们自己的专业领域相当了解。但是不幸的是，“蓝光伤害”问题是一个照明和医学的交叉研究课题。像这类的文章，记者们在阐述已经发表的文章时尤其需要注意。不论何种原因，在这个案例中存在一些误传。

综上所述，或许有一些有说服力的证据能够证明长期持续暴露在富含蓝光（比如：高色温）的照明情况下，可能会对我们的视觉和健康产生负面影响。比如“蓝光的黑暗面”[Willmorth 2014a]及“蓝光对眼球健康的影响”[Kitchel 2000]都引用了Ham 等人在1980年的学术研究文献作为蓝光伤害的证据。不幸的是，所有证明所谓的“蓝光伤害”的研究结论都是显而易见的：不要目不转睛的直视正午的太阳超过100秒。

正如 Willlmorth 所说的，“…关于这方面实际的推荐值是多少，要更多的，专门针对性的研究。”然而，至少本人仍在寻找具有说服力的证据能够证明高色温 LED 照明和蓝光伤害之间的联系。

▲色温越高，蓝光量比越大

与此同时，我同意 Willmorth 所说的，“当有其它更好的选择的时候，我不会推荐任何人使用任何低品质的，低色彩表现的光源。”但是这仅仅是我们的观点。在缺乏反面证据的情况下，好像没有任何科学的理由来担忧实际室内环境下富含蓝光照明的影响。

2010年，法国食品环境和职业健康及安全局（ANSES）发布了一个310页，标题为“基于发光二极管（LED）的照明系统对健康的影响” 的报告（法语版），其中有一段英语的观点和总结，在总结的第三页写道：

有一些科学研究科学研究[Dawson等，2001, Ueda等, 2009]，通过实验将蓝光 LED 作用在猴子身上，使人们有理由怀疑暴露在 LED 下会导致视网膜受到危害。

似曾相识，不是吗？（ Déjà vu, non? 法语）

这篇总结的余下部分基于高亮度 LED 在光生物学上的风险提出了合理的建议。然而，将怀疑的理由从文中摘除以更好的支持“蓝光伤害”的结论，这还是有风险的。

当然，通过阅读它的参考文献可以获得更多信息。Dawson 等人在2001年的报告中将五只猕猴暴露在波长为458nm，能量从5到54 J/c㎡ 的氩激光器后，断送了这些猴子的生命。再一次的，这大概等效于目不转睛地盯着正午的太阳3到25分钟眼睛所接收的能量。

Ueda 等人（2009）在把猴子暴露在20至60 J/c㎡，主波长为465nm的 Nichia NSPB550S 蓝光 LED 下之后，牺牲了8只猴子的性命（2只恒河猴，6只长尾猕猴）。与早先 Hall 等人1976年的研究类似，他们报道了当暴露在35 J/c㎡下的光照下之后视网膜出现了病变。但是当暴露在20 J/c㎡的光之后，没有探测到视网膜出现问题。

▲长尾猕猴（照片来自：Lea Maimone）

关于这一类的研究有些东西显然是不容反驳的，正如 van Norren 等人在2011年对起码56篇这方面的文献做的文献综述。有趣的是八个类似的实验（包括 Ham 等人在1976年做的研究），在兔子和猴子身上都得出了本质上相同的结果。

▲视网膜在不同波长下受到伤害的剂量值。来源： vanNorren 等（2011）图1（b）。

这个结果对于啮齿动物（包括白鼠和灰鼠）也是类似。总结一下这些结果可以得出，不要目不转睛地盯着正午的太阳超过100秒。这再一次证明，长时间暴露在富含蓝光（比如，高 CCT）照明下可能损害我们的视觉和健康的证据是没有说服力的。

另外最近一篇更有趣的，发表在国际能源署上（IEA2014）的的文章中，提供了大量关于固态照明的光生物危害的数据，总结起来写在 "5.6.3-长期暴露的潜在影响"一节中：

"ICNIRP 曝光限制值并没有考虑到整个生命周期持续曝光的可能性。关于整个生命周期都暴露在 LED 中蓝光下的情况，我们了解地很少。

根据欧盟委员会下属的新兴及新发现健康危险科学委员会发布的报告[SCENIHR 2012]，没有证据表明属于 RG0组的人造光中的蓝光成分比太阳光中的蓝光成分对视网膜的影响要大。SCENIHR 声明 IEC 62471号文件对蓝光的急性危害设定了保护限制，但是对于长期效应仅仅稍作考虑并评估为可以忽略或者很小的危险"。

▲欧盟委员会网站页面

跟随这篇文章[SCENIHR 2012]的记录到最后，我们可以看到：

“体外实验表明能量密度为10W/㎡的蓝光急性照射（几个小时）内会导致视网膜的光化学损伤（II类），同时动物实验和体外研究表明低于该强度的蓝光累积照射也会造成视网膜的光生物损伤。”

“在流行病学的研究中，关于长时间暴露在太阳光下的影响（特别是太阳光中的蓝光成分的影响）以及对视网膜的光化学损伤（尤其对视网膜色素上皮细胞，这会导致老年性黄斑变性（AMD）），并没有一致性证据。暴露在人造光下，是否会对老年性黄斑变性（AMD）产生影响也不确定。”

“没有证据表明属于 RG0 及 RG1 的灯泡的光会对人眼产生任何的急性伤害，也没有研究在调查普通的照明环境下的光是否会导致视网膜病变。属于 RG2 及以上组的灯泡通常由专业人员安装在不会造成危害的位置。理论上，长期暴露在不恰当使用灯泡的蓝光下，在某些场合会导致视网膜的光化学损伤，但是没有证据表明这会在实际中构成危害。在正常照明条件下，长期暴露在人造光下不会对角膜、结膜以及晶状体造成损伤。”

最后，从上文的摘要中可以看到：“没有证据表明任何属于 RG0 （完全没有危害）人造光中的蓝光比太阳光中的蓝光会对视网膜产生更大的影响。”

“理论上说，不恰当地使用 RG1、 2和3中的灯泡，其蓝光会导致视网膜的光化学反应，但是没有证据表明在实际中会构成危害。普通照明环境中，长期暴露在人造光下不太可能会对人眼造成其他伤害。晚上清醒状态时（比如：轮班）暴露在光照下（不论何种照明技术）可能会增加患乳腺癌的风险，并会导致睡眠，肠胃，情绪和心血管紊乱。”

最后，我们没有其他选择只能选择相信专家。[SCENIHR 2012]的报告代表了许多专业医学人士的观点，他们被认为是这个领域的专家。他们在充分了解了现有照明的全部技术后明确了“蓝光伤害”说的问题。他们的118页的报告中包含了多达341篇学术参考文献。

国际照明协会代表了世界范围内十个照明行业协会，在2012年3月发表了一个题为“LED光学安全”的白皮书。它有两个版本，一个是22页的文件，里面详细且深入分析了普通“白光”灯泡的光生物危害，另外是一个4页的简化文档。他们的证据充分，立场申明很简单：“…基于公认和广泛采用的灯泡安全标准，所有的普通的照明光源，包括LED和CFL光源（灯泡或者系统）以及灯具，当按照原本的设计用途来使用时，可以被消费者安全使用。”

▲国际照明协会

然而，可能还有医学的研究会证明固态光源在典型室内照明应用中会导致蓝光伤害。然而，到目前为止仍缺乏这类证据本身就很有说服力：从科学角度没有理由担心典型室内环境中高蓝光成分的照明。

参考文献：

[1] ANSES. 2010a. Effets sanitaires des systèmes d’éclairage utilisant des diodes électroluminescentes (LED). Maisons-Alfort, France: French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety.

 

[2] ANSES. 2010b. Opinion of the French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety in response to the internally-solicited request entitled “Health Effects of Lighting Systems Using Light-Emitting Diodes (LEDs).” Maisons-Alfort, France: French Agency for Food, Environmental and Occupational Health & Safety.

 

[3] Berman, S., M. Navvab, M. J. Martin, and J. Sheedy. 2006. “A Comparison of Traditional and High Color Temperature Lighting on the Near Acuity of Elementary School Children,” Lighting Research & Technology 38(1):41-52.

 

[4] Berman, S., and R. Clear. 2013. “Another Blue Light Hazard?,” Lighting Design & Application 43(3):65-68.

 

[5] Bullough, J. D. 2000. “The Blue-Light Hazard: A Review,” Journal of the Illuminating Engineering Society 29(2):6-14.

 

[6] Dawson, W., T. Nakanishi-Ueda, D. Armstrong, D. Reitze, D. Samuelson, M. Hope, S. Fukuda, M. Matsuishi, T. Ozawa, T. Ueda and R. Koide. 2001. “Local Fundus Response to Blue (LED and Laser) and Infrared (LED and Laser) Sources,” Experimental. Eye Research 73:137-147.

 

[7] GLA. 2012. Optical and Photobiological Safety of LED, CFLs, and Other High Efficiency General Lighting Sources. Global Lighting Association.

 

[8] Ham, W. T., Jr., and D. H. Sliney. 1976. “Retinal Sensitivity to Damage from Short Wavelength Light,” Nature 260:153-154.

 

[9] Ham, W. T., Jr., J. J. Ruffolo Jr., H. A. Mueller. A. M. Clarke, and M. E. Moon. 1978. “Histologic Analysis of Photochemical Lesions Produced in Rhesus Retina by Short-wave-length Light,” Investigative Ophthamology & Visual Science 17(10):1029-1035.

 

[10] Ham, W. T., Jr., H. A. Mueller, J. J. Ruffolo Jr., and D. Guerry. 1980. “The Nature of Retinal Radiation Damage: Dependence on Wavelength, Power Level, and Exposure Time,” Vision Research 20(12):1105-1111.

 

[11] Holzman, D. C. 2010. “What’s in a Color? The Unique Human Health Benefits of Blue Light,” Environmental Health Perspectives 118(1):A22-A27.

 

[12] IEA. 2014. Energy Efficient End-Use Equipment (4E) Solid State Lighting Annex – Potential Health Issues of Solid State Lighting Final Report. Paris, France: International Energy Agency.

 

[13] Kitchel, E. 2000. “The Effects of Blue Light on Ocular Health,” Journal of Visual Impairment and Blindness 94(6):399-403.

 

[14] SCENIHR. 2010. Health Effects of Artificial Light. Brussels, Belgium: European Commission (Scientific Committee on Emerging and Newly Identified Health Risks).

 

[15] Shang, Y.-M., G.-S. Wang, D. Sliney, C.-H. Yang, and L.-L. Lee. 2014. “White Light-Emitting Diodes (LEDs) at Domestic Lighting Levels and Retinal Injury in a Rat Model,” Environmental Health Perspectives 122(3):269-276.

 

[16] Ueda, T., T. Nakanishi-Ueda, H. Yasuhara, R. Koide, and W. W. Dawson. 2011. “Eye Damage Control by Reduced Blue Illumination,” Experimental Eye Research 89:863-868.

 

[17] van Norren, D., and T. G. M. F. Gorgels. 2011. “The Action Spectrum of Photochemical Damage to the Retina: A Review of Monochromatic Threshold Data,” Photochemistry and Photobiology 87:747-753.

 

[18] Willmorth, K. 2014a. “The Dark Side of BLUE LIGHT,” Architectural SSL 05.14, pp. 12-16.

 

[19] Willmorth, K. 2014b. Personal communication.