健康的昼夜节律对心理健康和幸福感至关重要。许多精神疾病都以昼夜节律紊乱和睡眠障碍为特征。人类下丘脑视交叉上核(SCN)中的中央昼夜节律(约24小时)时钟调节着基本细胞功能、生理活动、认知和行为的时间安排。SCN内的节律由每日光照模式调控。这一生物系统是在白天明亮光照和夜间黑暗的可预测环境下进化形成的，以确保节律的稳定性和稳健性。然而，现代工业化社会中的人类打破了这一生物学规律，约有90%的时间在室内人工照明下度过，与自然光暗周期相比，这种环境白天光线昏暗而夜间光线明亮。偏离自然光暗周期会导致昼夜节律紊乱，从而可能引发不良精神健康后果。

本研究报告了迄今为止最大规模(n=86,772)的个体24小时光照暴露客观记录数据。我们通过多变量模型控制混杂因素，研究了昼夜光照与一系列以昼夜节律紊乱为特征的精神疾病之间的关联。我们验证了两个主要假设：(i)日间更多光照暴露与精神疾病风险降低和情绪改善相关；(ii)夜间更多光照暴露与精神疾病风险升高和情绪恶化相关。这些假设的提出基于已知的昼夜光照对人体昼夜节律系统的影响，以及已被充分证实的昼夜节律紊乱与精神疾病之间的关联。

2.1 研究设计和参与者

本研究是一项横断面研究，研究对象来自英国生物银行（UK Biobank）的前瞻性普通人群队列，该队列包含超过502,000名英国居民，他们于2006年至2010年通过国家卫生服务（NHS）患者登记招募而来。研究人群的详细情况已在其他文献中描述。2013年至2015年期间，103,720名参与者接受了加速度计和光照数据的测量；2016年至2017年期间，另一组157,366名参与者完成了在线心理健康问卷（MHQ）。接受邀请加入英国生物银行队列的参与者提供了书面知情同意书，英国生物银行已获得西北多中心研究伦理委员会的通用伦理批准（参考号11/NW/03820）。

2.2 测量

2.2.1 光照暴露

2013年，236,519名英国生物银行参与者被邀请参加为期七天的身体活动和光照监测研究。其中，103,720名（43.9%）参与者接受了邀请，并将加速度计返还给英国生物银行。接受邀请的参与者收到了一款带有内置光传感器（APDS9007硅光电二极管传感器；光谱灵敏度）的手腕佩戴式AX3三轴加速度计（Axivity，英国纽卡斯尔）。该设备以100Hz的频率记录加速度数据，并以0.2Hz的频率记录光照强度，单位为勒克斯（lux）。参与者被要求在正常生活条件下连续佩戴该设备七天，包括睡眠时间。参与者还被要求在佩戴期间尽量减少设备接触水，并在佩戴结束后将其寄回英国生物银行。参与者收到设备时附有书面说明，并可通过电话或电子邮件获得支持。

使用自定义R（版本4.1.0）脚本完成了质量控制和光暴露预测因子的定义。简而言之，符合质量控制标准的参与者的每日光照情况被输入因子分析，以确定样本中光照的独立模式。因子分析支持提取日间（早上7:30至晚上8:30）和夜间（凌晨12:30至早上6:00）因子。白天的光照与夜间的光照呈正相关（rs=0.10，P<0.0001）。由于白天和夜晚的光线变量都存在较大的正偏斜（偏斜系数均大于1），因此将这两个变量按亮度递增分为四个大小相等的四分位数，将其转换为分类预测因子进行分析。

2.2.2 精神病学结果

2016年，共有339092名英国生物库参与者受邀完成了在线心理健康问卷（MHQ），157366人完成了问卷。作为MHQ的一部分，在活动记录仪评估后平均1.86年（SD=0.66）对精神病结果进行了测量。在86772名拥有完整光照数据的参与者中，61466人（70.8%）完成了英国生物库MHQ。MHQ病例对照精神疾病结局的定义基于综合国际诊断访谈（CIDI）和诊断与统计手册IV（DSM-IV）标准，并遵循Davis，Coleman制定的指南。病例/对照结果为重度抑郁症（MDD）、广泛性焦虑症（GAD）、双相情感障碍、创伤后应激障碍（PTSD）、精神病和自残。持续的结果是抑郁症（患者健康问卷，PHQ-9）、焦虑症（GAD-7）、创伤后应激障碍（PTSD检查表-6，PCL-6）的症状严重程度量表，以及幸福感和幸福感指数的总体幸福感评分。

2.3 统计分析

采用多变量逻辑回归分析日夜光照与病例/对照结果之间的关联，报告比值比（OR）及其95%置信区间。对于连续的症状严重程度量表和幸福感，采用多变量线性回归分析，并报告标准化β值。这些关联在三个模型中分层测试，逐步调整潜在混杂因素。每个模型都包含日夜光照的分类预测变量，以检验它们的独立效应。采用似然比χ²检验作为日夜光照因素的总体显著性检验。模型1检验了日夜光照与精神结果之间的未调整关联。模型2调整了年龄（加速度计测量时的年龄）、性别、种族（白人与非白人；数据字段21000）和日照时间（作为季节性的衡量标准，定义为加速度计测量开始时日出到日落的时长）。最后，模型3进一步调整了就业状况（就业与失业；数据字段6142）和体力活动（定义为加速度计测量期间的整体加速度平均值，单位为毫重力；数据字段90012）。体力活动变量此前已由英国生物银行加速度计专家工作组定义。

为检验主要发现的稳健性，完成了一系列敏感性分析。第一次敏感性分析检验了样本中轮班工作者的存在（n = 6,840，占比7.9%）是否驱动了观察到的关联。重新运行模型3回归分析，排除了报告从事任何程度轮班工作（有时、通常或总是）的参与者（数据字段826）。第二次敏感性分析评估了光照与症状严重程度量表和幸福感之间的关联是否由临床亚组驱动。我们重新运行了这些分析，分别排除了：在PHQ-9模型中患有重度抑郁症（MDD）的参与者；在GAD-7模型中患有广泛性焦虑障碍（GAD）的参与者；在PCL-6模型中患有创伤后应激障碍（PTSD）的参与者；以及在幸福感模型中患有MDD、GAD、PTSD、双相情感障碍或精神病的参与者。第三次敏感性分析检验了光照与精神结果之间的关系是否独立于客观测量的睡眠时长和效率（模型4）。第四次敏感性分析检验了参与者居住地的人口密度（作为城市化程度的衡量指标）是否可以解释光照与情绪之间的关系（模型5）。城市化程度（数据字段20118；城市与农村）根据英国国家统计局对参与者居住地邮编的人口密度分类定义，其中城市邮编的人口为10,000人或以上，农村邮编的人口少于10,000人。统计分析和结果报告遵循了STROBE指南。

表1. 受试者昼夜低光照和高光照的人口统计学特征

图1. 昼夜光照与精神疾病和自残的关系。日间和夜间灯光与（A）重度抑郁症、（B）自残行为、（C）广泛性焦虑症、（D）创伤后应激障碍、（E）双相情感障碍和（F）精神病的关联系数图。系数表示相对于低光（Q1）参照物，白天和夜晚光照的每个四分位数的比值比±SEM（内部误差条）和95%CI（外部误差条）。提出了三个模型，对混杂因素进行了越来越多的调整：模型1（绿色）未进行调整，模型2（蓝色）对年龄、性别、种族和光周期进行了调整，模型3（红色）还对就业和体育活动进行了调整。

图2. 昼夜光照与症状严重程度量表和健康状况的关系。日间和夜间灯光与（A）PHQ-9评分、（B）健康评分、（C）GAD-7评分和（D）PCL-6评分的关联系数图。系数表示相对于低光（Q1）参照物的白天和夜晚光照的每个四分位数的标准化β±SEM（内部误差条）和95%CI（外部误差条）。提出了三个模型，对混杂因素进行了越来越多的调整：模型1（绿色）未进行调整，模型2（蓝色）对年龄、性别、种族和光周期进行了调整，模型3（红色）还对就业和体育活动进行了调整。

表3. 日间光照与精神预后之间的关联

研究完成了一系列敏感性分析。首先，我们重新运行了模型3回归分析，排除了报告从事轮班工作的参与者（n = 6,840，占比7.9%）。在该亚组中，精神障碍和症状严重程度评分的结果均未发生变化。第二次敏感性分析检验了日夜光照与症状严重程度量表和幸福感之间的关联是否由临床亚组的存在所驱动。在排除了相关障碍的参与者后，重新运行了这些分析，并调整了模型3中的相同协变量。除强度有小幅变化外，关联未发生变化。第三次敏感性分析检验了光照与精神结果之间的关联是否独立于睡眠特征。在调整了活动记录仪得出的睡眠时长和睡眠效率（模型4）以及模型3协变量后，夜间光照暴露与精神病的关联不再显著（χ² P = 0.09；OR_Q4 = 1.12，95%置信区间为1.01-1.25）。日夜光照与精神结果和症状严重程度量表之间的所有其他关联均未发生变化，尽管关联趋于减弱。最后，为了评估居住密度作为城市化程度的衡量指标是否可以解释光照与情绪之间的关系，我们进行了额外的敏感性分析（模型5），调整了居住类型（城市与农村）以及模型3中的协变量。调整城市化程度并未改变日夜光照与精神结果和症状严重程度量表之间的关联的强度或显著性。

4.1 结论

研究发现，客观测量的光照模式与精神障碍的风险以及情绪症状的严重程度相关。夜间更亮的光照与重度抑郁症、自伤行为、创伤后应激障碍（PTSD）、精神病性障碍、广泛性焦虑障碍和双相障碍的风险增加相关，还与更差的自我报告情绪和幸福感相关。相反，白天更亮的光照与重度抑郁症、自伤行为、PTSD和精神病性障碍的风险降低相关，还与更好的自我报告情绪和幸福感相关。值得注意的是，这些关联是独立且累加的。例如，即使对于白天光照最强的四分位数人群，夜间光照暴露增加也与重度抑郁症的风险增加相关。这些关联还独立于人口统计学、体力活动、日照时间和就业等协变量。

由于现代人类大约90%的时间都在室内度过，我们的光照模式通常为在白天更暗，而在夜间更亮。纠正这种与我们自然的光/暗周期的偏离可能会改善工业化社会中人们的整体精神健康。

4.2 局限性

①报告的发现是横断面的。尽管有充分支持的因果机制将明亮的夜间光照和微弱的白天光照与昼夜节律紊乱联系起来，以及将昼夜节律紊乱与精神健康联系起来，但仍存在逆向因果关系的可能性，需要纵向研究来确定我们观察到的关联的时间顺序。

②光照监测是使用腕戴设备进行的，该设备并非设计用于测量眼睛水平的光照。因此，数据仅提供了光照对昼夜节律系统实际影响的粗略估计。

③活动记录仪数据和结果变量并非同时测量，后者的测量平均晚了1.86年。在一年内完成的同一个体重复光照暴露评估显示出良好的可靠性，表明一个时间点的光照测量是其他时间点的良好代理。

图3. 本文的文献流程图

原文出处：Burns, A.C., Windred, D.P., Rutter, M.K. et al. Day and night light exposure are associated with psychiatric disorders: an objective light study in >85,000 people. Nat. Mental Health 1, 853–862 (2023). https://doi.org/10.1038/s44220-023-00135-8

来源：青少年心理行为研究公众号