豚鼠形覺剝奪性近視模型的眼部生物參數(shù)研究＊

朱申麟 鞏倩文 劉隴黔 楊國淵

（四川大學(xué)華西醫(yī)院眼科，四川 成都 610041）

近視是全球發(fā)病率最高的屈光性異常，亞洲約為70%～90%，歐洲和美國約為30%～40%，非洲為10%～20%［1－5］。我國近視發(fā)生率還在持續(xù)增長，并且出現(xiàn)逐漸低齡化的趨勢。但是目前對于近視的病因、發(fā)病機(jī)制方面的研究仍然顯得緩慢。形覺剝奪性近視（form deprivation myopia，F(xiàn)DM）即通過眼瞼縫合、遮蓋或光學(xué)等方法來破壞動物的形覺引起的近視。因此，我們以性情溫順、配合度高、存活率高并且眼球正視化過程與人類相似的豚鼠作為動物模型，對其進(jìn)行形覺剝奪，并觀察在形覺剝奪的過程中，眼球屈光狀態(tài)和眼部生物學(xué)參數(shù)的變化情況，為以后進(jìn)一步研究近視的發(fā)生機(jī)制和發(fā)展過程奠定基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)資料 本研究選取3 周齡健康短毛豚鼠（來自華西醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心）36只，無眼疾，隨機(jī)分為兩組即實(shí)驗(yàn)組（24只）和正常對照組（12只）。實(shí)驗(yàn)組再隨機(jī)分為3 組，每組8 只，分別為單眼遮蓋（monocular deprived，MD）2周組、單眼遮蓋3周組及單眼遮蓋4 周組。同時匹配同周齡大小的豚鼠作為正常對照，每組4只。

1.2 方法

1.2.1 豚鼠形覺剝奪性近視模型制作 采用蘇州高飛進(jìn)出口貿(mào)易有限公司生產(chǎn)的6 號半透明無毒乳膠氣球作為特殊頭套，對實(shí)驗(yàn)組豚鼠右眼進(jìn)行遮蓋，左眼作為自身對照眼（如圖1 所示）。正常對照組雙眼及實(shí)驗(yàn)組對照眼不做任何處理。每籠飼養(yǎng)2～3 只，12／12h光照黑暗循環(huán)，籠周光照強(qiáng)度500lux，給予充足的食物和水分，添加維生素C，并定期查看眼罩是否有移位或遮蓋對照眼的情況。分別在進(jìn)行形覺剝奪前及2周、3周、4周末測量豚鼠眼球屈光狀態(tài)及眼部生物參數(shù)。

圖1 豚鼠眼部形覺剝奪近視模型Figure 1 The model of form－deprivation myopia in guinea pig

1.2.2 角膜曲率的測量（corneal curvature，CC）使用電子角膜曲率計(jì)（天津市索維電子技術(shù)有限公司）測量角膜曲率。固定豚鼠與曲率計(jì)位置，調(diào)整距離，每眼讀3次，取平均值。

1.2.3 屈光度檢測（refraction error，RE）每次測量前以0.5% 復(fù)方托吡卡胺滴眼液滴眼4次，每次間隔5min，40minutes后瞳孔完全散大時作帶狀光檢影。在暗室中用帶狀光檢影鏡（蘇州六六視覺科技股份有限公司）以半米為工作距離測量3 次（計(jì)算結(jié)果除去2D 的工作距離），取等效球鏡平均值。

1.2.4 前房深度、晶體厚度、玻璃體腔長度、眼軸長度的測量 采用A 型超聲波（法國BVI公司）測量前房深度、晶體厚度（lens thickness，LT）、玻璃體腔長度（vitreous length，VL）、眼軸長度（axial length，AL）。A 超頻率為10mHz，在眼前節(jié)的速度為1532 m／s，在晶狀體內(nèi)速度為1641m／s，在玻璃體內(nèi)速度為1532m／s。先用0.4%的鹽酸奧布卡因滴眼液（參天制藥株式會社）滴眼2次作表面麻醉，將A 超探頭垂直于角膜表面對準(zhǔn)瞳孔中心，取理想波形作標(biāo)記，見2所示。手動模式連續(xù)測量10次，取平均值。

圖2 豚鼠眼球A型超聲波圖像Figure 2 The amplitude mode of guinea pig's eye

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，在實(shí)驗(yàn)前及形覺剝奪第2、3及4w 對實(shí)驗(yàn)組雙眼間各屈光參數(shù)進(jìn)行配對t檢驗(yàn)；獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)組遮蓋眼（右眼）及對照組右眼進(jìn)行；采用Pearson相關(guān)系數(shù)對實(shí)驗(yàn)組形覺剝奪眼的屈光度和眼軸長度進(jìn)行相關(guān)分析，P＜0.05差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 豚鼠實(shí)驗(yàn)性近視動物模型建立

2.1.1 形覺剝奪對豚鼠屈光狀態(tài)的影響 實(shí)驗(yàn)前，F(xiàn)DM 組的實(shí)驗(yàn)眼（右眼）與對側(cè)眼（左眼）的屈光度差值與正常對照組雙眼間的差值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.282）；形覺剝奪2、3、4w 后，F(xiàn)DM 眼相對自身對照眼成近視漂移，實(shí)驗(yàn)眼與對側(cè)眼屈光度的差異比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.000）；實(shí)驗(yàn)組遮蓋眼（右眼）和對照組右眼的屈光度差異以及實(shí)驗(yàn)組雙眼屈光度差值和對照組雙眼間的屈光度差值比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；形覺剝奪4W 后，F(xiàn)DM 眼相對自身對照眼成更明顯的近視漂移。將不同時間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組的雙眼屈光度差值進(jìn)行單因素方差分析，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；將不同時間點(diǎn)正常對照組的雙眼屈光度差值進(jìn)行單因素方差分析，4組之間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見表1。由此可見，形覺剝奪可成功誘導(dǎo)出豚鼠相對近視的發(fā)生及發(fā)展。

表1 不同時間FDM 組與正常對照組豚鼠屈光度的比較Table 1 Comparison of refraction between form－deprivation group and normal control group at different times

2.1.2 形覺剝奪對豚鼠眼軸長度的影響 實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)組雙眼眼軸長度差值與正常對照組雙眼眼軸長度差值比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＝0.187）。形覺剝奪2w、3w、4w 后，實(shí)驗(yàn)眼（右眼）眼軸較自身對照眼延長，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；實(shí)驗(yàn)組遮蓋眼（右眼）和對照組右眼眼軸長度比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；并且FDM 組形覺剝奪眼與自身對照眼眼軸長度差值與正常對照組雙眼眼軸長度差值比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。將不同時間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組的雙眼眼軸長度差值進(jìn)行單因素方差分析，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；將正常對照組的雙眼眼軸長度差值進(jìn)行單因素方差分析，在4 個時間點(diǎn)均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見表2。由此可見，形覺剝奪可促使豚鼠眼軸的延長。

表2 不同時間FDM 組與正常對照組豚鼠眼軸長度的比較Table 2 Comparison of axial length between form－deprivation group and normal control group at different times

2.1.3 形覺剝奪豚鼠眼的屈光度值和眼軸長度的關(guān)系 將形覺剝奪眼的屈光度數(shù)值和眼軸長度進(jìn)行雙變量間相關(guān)分析，將屈光度數(shù)值作為x，眼軸長度作為y，可以發(fā)現(xiàn)屈光度與眼軸長度呈直線相關(guān)，見圖3。

圖3 形覺剝奪豚鼠眼屈光度與眼軸長度的關(guān)系Figure 3 The relationship of refraction and axial length in form－deprivation eye

2.1.4 形覺剝奪對豚鼠玻璃體腔長度的影響 實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)組雙眼玻璃體腔長度差值與正常對照組雙眼玻璃體腔長度差值比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.187）。形覺剝奪2w、3w 及4w 后，實(shí)驗(yàn)眼玻璃體腔長度較自身對照眼延長，實(shí)驗(yàn)組遮蓋眼（右眼）與對側(cè)眼在3w時差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＝0.014）；實(shí)驗(yàn)組遮蓋眼（右眼）與對照組右眼玻璃體腔長度均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。且在3w 及4w 后FDM 組實(shí)驗(yàn)眼與自身對照眼玻璃體腔長度差值與較正常對照組雙眼玻璃體腔長度差值比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；將不同時間點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組的雙眼玻璃體腔長度差值進(jìn)行單因素方差分析，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；將正常對照組的雙眼玻璃體腔長度差值進(jìn)行單因素方差分析，4組之間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見表3。由此可見，形覺剝奪可促使豚鼠玻璃體腔長度的增加。

表3 不同時間FDM 組與正常對照組豚鼠玻璃體腔長度的比較Table 3 Comparison of vitreous chamber length between form－deprivation group and normal control group at different times

2.1.5 形覺剝奪對豚鼠其他眼部參數(shù)的影響 形覺剝奪2w、3w 及4w 后，實(shí)驗(yàn)組豚鼠遮蓋眼的CC、AC、LT 相較對側(cè)眼的測量值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；實(shí)驗(yàn)組豚鼠遮蓋眼的CC、AC、LT 相較正常對照組相應(yīng)眼的測量值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；實(shí)驗(yàn)組雙眼間的CC、AC、LT 的差值與正常對照組相比均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。

3 討論

近視不僅會造成視覺質(zhì)量的下降，高度近視還可能會引起豹紋狀眼底、視網(wǎng)膜脫離等病變，因此對于近視的預(yù)防和發(fā)展進(jìn)程的研究至關(guān)重要。動物實(shí)驗(yàn)是研究近視的重要手段，通過近視眼的動物模型，可以在整體上認(rèn)識與分析人眼近視發(fā)生發(fā)展的可能影響因素。從20世紀(jì)70年代Wallman創(chuàng)建了第一個以小雞為模型的近視動物實(shí)驗(yàn)后，相繼出現(xiàn)了以小鼠、豚鼠、樹鼠和恒河猴等的近視動物模型［6，7］。小雞以其生長發(fā)育快、飼養(yǎng)容易、耗費(fèi)低等優(yōu)勢成為近視眼研究的最早期的動物［11］。但雞的眼球結(jié)構(gòu)與人眼有很大不同，雞的鞏膜為軟骨層和纖維層，并且與哺乳類的調(diào)節(jié)機(jī)制和神經(jīng)支配完全不同。小雞實(shí)驗(yàn)性近視眼鞏膜蛋白多糖合成增加，鞏膜生長加快，鞏膜軟組織層增厚，眼軸延長是鞏膜主動伸展的結(jié)果。而哺乳類近視時，蛋白多糖合成減少，鞏膜變薄、軟弱、眼軸延長是鞏膜被動伸展的過程［8，9］。猴因其價格昂貴、生長周期長、難于飼養(yǎng)，雖然在結(jié)構(gòu)和功能上都與人眼相似，最終還是受到一定的限制［10，11］。而豚鼠因其眼球結(jié)構(gòu)和眼球正視化過程都與人類比較相似，所以，是一種較為理想的近視動物模型［7］。

在動物形覺剝奪性近視模型中眼瞼縫合和鏡片誘導(dǎo)兩種方法在實(shí)驗(yàn)過程中都存在一定的缺陷，可能對動物的眼瞼造成損傷［12］。而遮蓋法通過固定于頭部的遮光頭套進(jìn)行視覺剝奪，不會侵犯皮膚造成傷害，簡單易得，效果明顯。

在本實(shí)驗(yàn)研究中，3周齡的豚鼠經(jīng)過單眼遮蓋成功誘導(dǎo)出了形覺剝奪近視模型。而璃體腔長度變化，推測可能是由于豚鼠在實(shí)驗(yàn)期自身生長發(fā)育會導(dǎo)致玻璃體腔的增長，所以雙眼間差值能更好的體現(xiàn)玻璃體腔長度的變化。從實(shí)驗(yàn)組豚鼠形覺剝奪的遮蓋眼（右眼）的生物參數(shù)變化情況來看，形覺剝奪2w 后遮蓋眼屈光狀態(tài)已向近視方向明顯飄移，且眼軸長度明顯延長，這與小雞在形覺剝奪數(shù)天內(nèi)就有變化的近視模型有所不同［13］，可能是由于小雞與哺乳動物眼球解剖和生理結(jié)構(gòu)有所不同，小雞的生長發(fā)育相較豚鼠迅速，且兩者對于形覺剝奪的敏感性有所不同。在形覺剝奪4w 后，實(shí)驗(yàn)組遮蓋眼誘導(dǎo)出了約－4D 的近視，誘導(dǎo)量與田軍、呂帆等結(jié)果相近［14，15］。研究結(jié)果顯示了豚鼠眼部生物參數(shù)的變化，在形覺剝奪2w，3w，4w 后其屈光力、眼軸長及玻璃體腔長度與剝奪時間成正比，剝奪時間越長，近視程度越深，軸長及玻璃體腔長度越大。但是在實(shí)驗(yàn)2w 后，屈光力明顯出現(xiàn)近視飄移，而3w 及4w 后，雖較實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)明顯近視飄移，但相比2w 后的結(jié)果，誘導(dǎo)量卻未出現(xiàn)大幅度的增加，也就是說2w 后近視飄移現(xiàn)象趨于平緩。這與龍克利、趙海嵐［16，17］等研究結(jié)果在形覺剝奪性近視發(fā)展的速率上有些許不同，可能是由于豚鼠生長環(huán)境及生理?xiàng)l件不同導(dǎo)致其正視化過程進(jìn)展相對較快，但其發(fā)展趨勢基本相同，即近視飄移都經(jīng)歷了快速增長期及平緩期，因此有待于增加實(shí)驗(yàn)豚鼠數(shù)量及細(xì)化形覺剝奪時間，從而進(jìn)一步觀察各個時期眼部生物參數(shù)變化。

4 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過豚鼠單眼形覺剝奪可成功誘導(dǎo)出近視模型。隨形覺剝奪時間的增加遮蓋眼出現(xiàn)明顯的近視飄移，且屈光度與眼軸長度出現(xiàn)直線相關(guān)性。

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