后大流行时期的生活145——紫外线·其五【222nmUVC】

传统UVC消毒灯因为其较强的穿透性以及DNA和蛋白质的吸收波峰问题，很容易引起DNA和蛋白质等生物大分子的损伤，所以在绝大多数情况下都需要避免对人体直接照射，存在诸多使用限制，无法做到消毒时的人机共存。基于各种现实需求，穿透力较弱的222nmUVC开始引起人们的注意，但由于各种原因，目前222nmUVC的应用还存在着许多争议。本期就分享一下222nmUVC的相关内容。

本期分享主要有以下内容：

• 222nmUVC对皮肤的影响

• 222nmUVC对眼睛的影响
  

• 222nmUVC对呼吸道的影响

• 222nmUVC对植物的影响

• 222nmUVC的整体安全性

一、222nmUVC对皮肤的影响

首先来回顾一下上期当中UVC对皮肤影响的：

• 过度照射会引起皮肤鳞状细胞癌。
• 过度照射会引起红肿、水肿或溃烂。
• 辐照总量存在一定的积累风险。
• CPD含量代表照射后DNA的损伤程度。

先来看小鼠实验的情况，研究人员选择了使用SafeZone UVC 的222nm氯化氪准分子灯作为光源，对白化的无毛小鼠皮肤进行了照射，分别测试了7.5mJ/cm²、15mJ/cm²和30mJ/cm²三种辐照剂量。

从结果上来说，三种辐照剂量均没有观测到明显的紫外线红斑现象，但15mJ/cm²和30mJ/cm²在完成照射后的24小时后出现了可观测到的水肿，在48小时后则观测到了鳞屑（鳞状细胞）。在CPD方面，两种辐照剂量均只在表皮上层检测出了CPD阳性，并未影响中深层。

之后在一项人体实验中，有4名志愿者参与了222nm的最小红斑剂量 (MED)照射实验，在使用了40mJ/cm²的辐照剂量之后，其中有两人出现了一定程度的红斑，并且通过刺穿取样在基底层细胞当中发现了CPD的形成，根据这项结果，研究人员认为222nmUVC照射是存在紫外线红斑和CPD风险的。尽管这项实验的结果被广泛收录，但后续有研究人员认为实验中使用的未经过滤的的KrCl准分子灯，产生了波长大于230nm的UVC射线才导致了红斑的出现。所以在2020年另有研究学者在使用了过滤水平更好的实验用222nmUVC灯进行了50~500mJ·cm辐照剂量对志愿者的背部进行了照射，从结果上来说在照射结束后并未观测到明显的紫外线红斑（该实验未进行48小时后的观测），但照射区域皮肤出现了少量CPD的波动。2021年的另一项实验中，研究人员对自己的手臂使用了222nmUVC后，也仅在表层皮肤出现了CPD反应。故此，研究人员认为合理的使用222nm波段的UVC消毒灯在短期内不会导致明显的皮肤损伤。

造成动物实验和人体实验结果不同主要原因可能是不同生物皮肤中222nm波长附近的UVC辐射阈值和角质层透过率存在差异。另一个显著的结果则是需要使用过滤水平合格的222nmKrCl准分子灯。

在一份使用对紫外线敏感小鼠的研究当中，研究人员使用5mJ/cm²辐照剂量每周三次，连续10周对小鼠进行照射，并在照射实验结束后持续跟踪了15周，并未发现明显的肿瘤或皮肤癌迹象。尽管25周的实验是否属于长期仍有争议，总归还是提供了一些相关数据。不过很遗憾关于222nm辐照总量对人体的累积影响，目前尚无相关的长期研究。

二、222nmUVC对眼睛的影响

常规来说UVC照射可能会导致眼睛出现光性角膜炎或翼状胬肉。为了搞清楚222nm波段的相关影响，研究人员使用0.07μW/cm²的UVC强度的222nmUVC灯、254nmUVC灯和277nmUVC灯，进行了20分钟和60分钟的照射（分别对应87.6mJ/cm²和262.8mJ/cm²辐照强度），并在照射实验后的2、5、9和14对天检查了暴露于不同UVC波长的ARPE19细胞(人视网膜色素上皮细胞）的活力。结果上来说254nm和277nm两个波段的照射导致了ARPE-19细胞的死亡，而222nm波段照射则使得ARPE-19出现了活力下降，生长速度降低的情况。尽管和其他波段UVC（如254nm）照射相比，细胞仍具有活性，但很明显JNK/ATF2通路仍然受到了抑制，DNA造成了损伤和转录变化。在后续的观察中还研究人员还发现，肿瘤抑制基因Rb1和p53在暴露于222nmUVC照射后的1~3天内出现了明显的下调，

虽然这项结果显示出了比较明确的癌症风险，很令人担忧，不过在实际当中由于眼球的结构，但大部分UVC会被角膜吸收，可能只有非常少量的辐照剂量会穿过晶状体抵达视网膜，在小鼠的动物试验中大约需要3500mJ/cm²的222nmUVC辐照剂量才会引起光性角膜炎。所以尽管目前尚无志愿者或研究人员愿意进行222nmUVC照射的眼部人体实验，但合理的使用222nm波段的UVC消毒灯在短期内不会导致眼部损伤。相应的，222nmUVC消毒灯可能不适合应用在眼部手术的消毒当中。

三、222nmUVC对呼吸道的影响

222nmUVC对呼吸道的影响主要是由于部分波段的UVC照射会产生额外的臭氧，而一定浓度的臭氧则会会影响呼吸、心血管和中枢神经系统。（在《后流134-UVC与臭氧》当中有过比较详细介绍，这里为了解构的完整性仅做简单说明）

（这张图连续用了三期了）

如果只从臭氧发生量的角度来看，根据222nmUVC消毒灯的功率、设计、使用时间和填充物的不同影响，在没有适当通风的房间中，是存在将臭氧浓度提升到危害使用者身体健康的浓度的可能的。不过从相关实验来看，低功率（＜15W）的222nmUVC的发光模块在理论上不会产生任何显著的臭氧含量变化。

四、222nmUVC对植物的影响

除了动物和人之外，广义上的“安全无害”理论上应该也包括对植物的影响。植物的叶子结构因植物种类的不同而差异很大，但一般情况下表皮细胞的厚度为0.1~1μm。此外在一些植物物种中，对于气体交换很重要的保卫细胞也存在于叶子的表皮细胞中。因此短波长的UVC光可能会对叶片表皮细胞造成严重损伤。为此，有研究人员使用了222nmUVC和254nmUVC对拟南芥幼苗进行了照射实验，实验总共进行了7天，从结果上UVC的照射严重影响了拟南芥幼苗的生长，后续的跟进研究显示222nmUVC照射会严重损害植物的表皮细胞和保卫细胞，也会造成叶肉细胞中线粒体断裂，并破坏其相关功能，从而抑制了植物的生长。222nm波段对植物的影响比254nm波段更严重。

从这个结果来看，如果有比较心爱的植物，请尽量避免其和222nmUVC消毒灯共处一室。

五、222nmUVC的整体安全性

尽管目前有非常多的研究表明合理使用222nmUVC消毒灯可能对眼睛和皮肤不会造成伤害，能够满足人机共存的消杀需求，但各种结论均来自各国研究人员的分散研究。国际紫外线协会 (IUVA) 2021年发布的远UCV消毒白皮书中甚至说明222nmUVC的安全性观点仅代表文章作者本人观点，不代表IUVA。不过随着各种研究的进行，美国政府工业卫生师协会 (ACGIH) 和国际非电离辐射防护委员会 (ICNIRP)最终还是在2022年将222nmUVC每日暴露的安全阈值建议调整为皮肤479mJ/cm²，眼睛160mJ/cm²。

结合《后流128-辐照剂量与灭活效果》当中的内容，222nmUVC可以灭活99.97%的新冠病毒，尽管不像254nm等其他波段那样可以完全灭活，但使用得当也能极大程度的降低感染风险。但是UVC辐照安全是一个非常严肃的问题，通常需要建立在长期、大量的研究基础上，才可以审慎地得出结论。对于销售者来说，应该基于相关组织的辐照阈值建议正确说明产品效果，现阶段任何强调“完全无害”或“绝对安全”商业宣传都是对消费者身体健康极端不负责任的行为（这个“安全”还不包含植物，Plants Lives Matter！）。受限于222nmUVC本身的灭活效果和各种不同产品的设计、功率和单位时间的辐照剂量输出，“秒杀”或者“完全杀灭”的宣传则明显属于夸张宣传或欺诈宣传。

在实际使用222nmUVC进行消毒时，应基于安全剂量阈值，以及该阈值已远高于消毒所需剂量的相关研究结果，调整并优化消毒流程，在实现对新冠病毒和其他病原体有效灭活的前提下，避免眼睛和皮肤接收到超过安全阈值剂量的辐照。一些可能的建议包括但不限于：

• 根据设备的UVC强度注意每天使用的时间，避免超过安全阈值，特别是眼睛。

• 使用过滤水平合格的222nmUVC消毒灯，排除其他波段UVC的影响。

• 使用15W以上的222nmUVC消毒灯时要注意通风，降低潜在的臭氧风险。

• 在空气质量相对较好的环境中使用222nmUVC消毒灯，减少空气中颗粒物对消杀效果的影响。

• 避免将222nmUVC消毒灯作为绝对有效的消杀方案，它很难代替口罩。

• 避免家中植物暴露于222nmUVC消毒灯的辐照。

• 慎重考虑家中宠物（猫、狗、仓鼠等）暴露于222nmUVC消毒灯的辐照。

不管怎样，在现在这个时期多一种消杀方面的选择总归是一件好事，读者们可以根据实际情况和自身的现实需求选择不同的消杀设备，但也请注意规避可能的各种风险。

以上就是本期分享的全部内容，如果有什么问题欢迎给我留言，也可以给我发送邮件（[e-mail]）

（文中所有图片均来自网络公开渠道）

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参考资料：

• ICNIRP Mini-Symposium, 19 June 2022, Nagoya, Japan

• American Conference of Governmental Industrial Hygienists (2022) Threshold Limit Values and Biological Exposure Indices. American Conference of Governmental Industrial Hygienists, Cincinnati, OH. 

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• doi:10.1111/bjd.19816

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• doi:10.1111/phpp.12156

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• doi.org:10.3390/ijms23169112

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• doi:10.1073/pnas.1917196117

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• doi:10.1007/s43630-021-00123-w