近視發生發展的機制及環境因素的研究進展

馬銘紳，關文英，申 穎，孫 怡，趙海霞

（內蒙古醫科大學附屬醫院近視眼激光治療中心，內蒙古 呼和浩特 010050）

近視是臨床上常見屈光不正的一種，多起病于兒童時期，是指在不使用調節功能的情況下，遠處的平行光線未能在視網膜的感光層聚焦，而是在其前方聚焦，造成患者視遠不清的一種屈光不正的狀態。一般來講，近視在兒童及青少年中一旦開始發病，病情通常會一直進展到患者青春期的后期甚至到成年的早期階段。值得注意的是，雖然近視的發生發展常緩慢隱匿，但嚴重的病理性近視則常伴隨嚴重的眼科并發癥，如近視性黃斑病變、白內障和青光眼等眼部相關疾病，使患者出現失明的風險大大增加。近年來，近視已成為導致視覺功能障礙和致盲并發癥的全球性公共衛生問題，雖然在各國的流行病學數據存在差異，但在包括中國、日本、韓國在內的東亞地區近視的發病率較其他地區更為突出[1]。雖然框架眼鏡、角膜接觸鏡及屈光矯正術等的運用可以有效地矯正患者的近視并提高近視患者的遠視力，但這些視光的矯正并不能使近視發展完全停滯，故在近視防控工作中更加應該注重防控近視的發生與發展過程。

近視的發生及發展過程是一個綜合多因素共同作用的過程，主要影響因素可以分為遺傳因素和環境因素。本文筆者就影響近視發生發展的機制及相關環境因素進行綜述，其中近視發生發展的相關機制還尚未完全探明，且影響近視發病率的環境因素多種多樣，如過度的課業壓力，導致過長時間近距離閱讀、低光狀態下學習及長時間使用電子產品等。

1 近視發生發展的主要機制

首先，我們需要了解眼球的屈光狀態主要是由眼軸長度、角膜屈光力和晶狀體屈光力3種不同的屈光參數所決定。所以，無論是眼軸變長、角膜屈光力增強或者晶狀體屈光力增強都有可能會造成來自遠處的平行光線在視網膜前聚焦，而導致近視眼的發生。

1.1 調節緊張學說

20世紀中期提出了調節緊張學說。通常認為，常態下人類睫狀肌常處于低度收縮狀態，由于長時間的近距離視物而導致患者出現睫狀肌的調節性疲勞，繼而導致患者即使在使用眼睛去看遠處的事物時，睫狀肌仍然保持緊張狀態而不能恢復到放松狀態，久而久之而導致近視，該學說被稱為調節緊張學說。在過去幾十年中，此學說在許多臨床實驗及流行病學調查研究中被許多研究者所證實，保持持續的近距離閱讀及工作是導致近視發生及病情進展的重要影響因素之一[2～4]。

1.2 光依賴性多巴胺學說

多巴胺（dopamine，DA），眼部DA的合成與代謝主要存在于眼底組織中，呈現出光依賴性，與周圍環境的明暗程度密切相關，故戶外活動可能通過DA相關通路起到預防近視的作用。同時，在Weiss研究團隊的一項動物實驗中，也發現DA呈現出晝高夜低的晝夜節律性[5]。在近視的發生發展過程中，外界的視覺信息通過投射在視網膜上，產生了異常的視覺信息處理，通過信號級聯機制的傳導，從而調節眼球的發育狀態，而DA作為信號級聯傳遞中的重要組成部分，對于近視的發生發展起到至關重要的影響。有學者通過應用藥物對光依賴性DA學說進行了驗證，應用非選擇性DA受體激動劑后，發現其可在一定程度上改變眼部屈光狀態，抑制近視的發生發展，同時證明了DA與眼球發育狀態密切相關[1]。

1.3 離焦學說

人眼的實際調節反應通常小于調節刺激，具有一定的滯后性，使得像聚焦在視網膜的后部，造成遠視性離焦，從而在視網膜上形成一個模糊斑。視網膜為了減小模糊斑的大小，眼軸會逐漸延長而向像聚焦的位置生長，從而導致了眼軸變長，形成軸性近視。

1.4 其他理論學說

近視的形成過程中，受到許多不同因素的共同調控，其中間的一些信號級聯與傳遞機制還不甚明確，其中相關的因子還包括一氧化氮、毒蕈堿乙酰膽堿等，與近視的發生發展密切相關。其中，毒蕈堿拮抗劑已在動物實驗和臨床實驗中被證明對于近視發展有抑制作用，而其中代表性的藥物包括非選擇性拮抗劑如阿托品和部分選擇性拮抗劑如哌侖西平。視網膜組織之中視覺信息的形成、整合、傳導都離不開一氧化氮的參與，與近視的發生發展也密切相關。

2 環境因素

2.1 近距離的工作及教育

臨床流行病學調查發現單純性近視的發生發展與近距離工作量有關，同時說明了較大量近距離工作更容易導致近視眼的發生。近距離工作的時間長短常被認為與近視的發生發展具有密切的相關性。國外一項基于1989~2014年的納入27項近距離工作與近視發生發展的相關研究的薈萃分析結果也表明近距離工作與近視的發生發展密切相關，近距離工作的時長與近視發生發展的風險呈正相關性改變[3]。在不同年齡組的臨床研究中顯示，年齡較低組的近視兒童對于近距離閱讀工作的距離與時長等相關危險因素更加敏感；而年齡較大組中，近視者與未近視者的近距離工作時間并無統計學差異。

近距離工作、學習時的閱讀姿勢常被認為與近視的發生發展具有密切的相關性。所以，在近視防控工作中應注意對于兒童及青少年讀寫姿勢的糾正，學齡兒童掌握正確的讀寫姿勢對于預防近視發生發展有一定的意義。在一些關于人機關系與近視相關的研究中發現，不正確的閱讀坐姿與視力損害有明顯的相關關系[6]。走路時閱讀，課業任務繁重的學生為了充分利用課下時間學習，一邊走路，一邊看書，甚至一邊騎車，一邊使用電腦完成學習任務，殊不知這對眼睛十分不利。因為人在走路和運動時，體位快速變換，眼睛和書本不能保持相對固定的距離，加上外界光線不斷變化，眼球無法得到及時的調整，眼睛長期處于壓力狀態，易造成近視。雖然一項來自澳大利亞的研究表示，近距離工作學習并不是一項主要的影響近視發生發展的環境因素[7]。但大多數研究都表明近距離工作、學習與近視的發生發展具有密切的關系。在近來的一項臨床前瞻性研究中稱，近距離工作、學習與近視發生與發展的過程具有相關性[8]。所以，特別是學齡兒童及青少年讀書寫字時姿勢是需要被糾正的，使眼與書面的距離保持在30～40 cm為宜。通過輔助工具可以為讀寫姿勢的矯正提供幫助，比如已在部分小學中使用的防近視桿，防近視桿為固定在桌上的一根鐵桿，通過往前推動可以當書架，向后拉可用作矯正兒童及青少年的坐姿和控制閱讀距離的標桿，并需做到“頭正、腰挺、背直”。其他的輔助矯正工具還有許多，通過養成正確的用眼習慣和加以糾正讀寫姿勢的輔助工具的幫助，對于長期近距離閱讀的兒童及青少年近視的防控具有一定的作用，有可能延緩學齡兒童近視的發生與發展。

許多研究也發現了教育對近視的影響，并證實了其一致的相關性，在較高的教育水平和較高的患病率之間近視的發生發展似乎有關聯。近視和患者本身的較高的學業成績之間，在東亞、東南亞包括中國、新加坡等多國的研究中發現有密切的相關性[9]。近年來的特別對于兒童及青少年的早期教育中的高強度閱讀及課業壓力水平可能與近視的發病率呈正相關，同時與學歷、受教育水平等也呈正相關[10]。而在另外一些研究中，顯示學業表現好、風險認知能力強的父母善于教導的孩子，同時對于兒童的視力保護的行為更加重視，故其后代近視發病率相對較低。

2.2 戶外活動

近年來，針對近視發生發展與戶外活動的流行病學調查顯示，戶外活動與近視發生率的關系十分密切，較少的戶外活動是近視眼發生的原因之一[11]。

雖然大多數的流行病學調查研究支持戶外活動與兒童及青少年的近視之間具有保護性關系，但是戶外活動對近視發生發展產生保護作用的機制尚不完全明確，主要認為戶外光照是近視相關的保護因素[12]。在戶外活動時，由于DA具有光依賴性，故較強的光刺激可使得視網膜水平細胞、無長突細胞和網狀層間細胞合成更多DA，而DA可以對視覺形成產生積極的影響。一項來自我國廣州為期3年的研究顯示兒童及青少年每日增加額外的40 min戶外活動，其近視患病率則下降20%[13]。另一方面，有研究者通過研究觀察到維生素D濃度和近視的發生發展之間存在統計學關聯。一項涉及2038名青少年的調查研究中，發現血清中維生素D含量和屈光不正存在關聯，同時也發現血清維生素D濃度高者不易患6.00 D以上的高度近視[14]。來自于英國的一項針對于7~15歲兒童及青少年的流行病學研究中，相對戶外活動時間長的兒童青少年體內維生素D的含量水平高，但是戶外時間經過調整變化后，體內維生素D水平未體現出與近視之間的關聯[15]。這項研究提示維生素D可能僅為受到戶外活動影響的一種生物標志物，而非直接參與近視發生發展的過程。在澳大利亞的一項橫斷面調查研究中，亦發現近視患兒的血清維生素D濃度比非近視者低[16]。但維生素D究竟在近視發生發展的調控機制中扮演如何的角色，仍有待進一步研究。

2.3 采光照明

兒童及青少年學習生活的室內環境采光與照明的強弱對于近視的發生發展起到了重要的影響作用。學生的室內學習的環境光照應至少滿足300勒克斯以上的要求。根據以往的一些實驗表明，持續的黑暗環境和低光照環境可能會對近視的發展起到促進作用導致眼軸增長，而根據一些研究中的實際采樣研究表明我國學校教學環境的采光照明條件不容樂觀[15，16]。近年來，研究表明我國多個地區抽樣調查的中小學校教室采光照明合格率低，通過對比采光合格率教室環境中學習生活的兒童和青少年發現，在合格采光率的教室上課學習的兒童和青少年較長期在不合格采光率教室環境中上課的兒童和青少年的近視患病率要低，且差異具有統計學意義，這表明在采光照明合格的教室中的學生視力不良率較低，同時印證了采光照明與近視發生發展所存在的一定相關性。2016年一項對天津市中小學生視力與教室照明狀況的調查研究的結果表明小學課桌面平均照度和班級平均視力間存在正相關性[17]。

為了探索采光照明對于影響近視發生發展的機制，科學家近年來進行了一系列相關的動物實驗的結果表明，持續的黑暗和低光照環境出現了眼球體積增大、眼軸增長的現象，高光照環境組的動物維持正視。這表明低光照的環境存在影響屈光度發展的可能，而導致近視[1，18]。當然，過強的光線則可能會傷害兒童及青少年的黃斑等視網膜結構。

所以，過強或過弱的光線對視力的保護都具有不利的影響，這兩種情況都會引發或加劇近視。太強的光線反射會導致嚴重的眼睛刺激，從而造成眼睛傷害；太弱的光線也對眼睛不利。在低光下我們看不到清晰的文字，為了清楚地看到字體，我們的頭自然會降低下來并靠近書本，因此閱讀距離會很近。

2.4 電子產品的使用

近年來隨著科技水平的發展，智能手機、平板電腦和可穿戴虛擬現實產品等設備的出現，電子產品的使用逐漸低齡化、普及化的發展，加上社會因素導致的越來越多的教學活動從線下轉到線上，越來越多兒童及青少年通過這些新型的電子設備進行學習、娛樂，面對電子屏幕時間也相應增加。兒童及青少年的屈光不正特別是近視的發病與電子產品使用之間的關系逐漸成為民眾關注的熱點話題。

曾經，因為很難設良好的對照組，我們幾乎沒有任何研究調查是針對近視發生發展與智能手機、平板電腦等電子設備的使用增加之間的可能聯系，只有一些通過問卷調查進行的研究，結論是看電視、玩電子游戲或在電腦上進行工作與近視發生發展無相關性，而這種結論在現如今令人難以信服[19]。

近年來，為探索青少年視力不良分布與電子產品使用行為之間的關聯，2016年一項在我國天津開展的針對千余名小學生進行的電子產品與兒童視力不良的相關性調查，結果表明，表現出不同“眼睛距離屏幕的距離”“暗環境下使用”“使用時長”行為的小學生在視力不良分布有統計學差異，通過統計學軟件進行了回歸分析表明，“三年級以上”“女性”“暗環境”“每日超過1 h”是小學生視力不良的危險因素[20]。同年，在我國臺灣一項針對小學生及家長的關于視力不良與電子產品使用的流行病學調查中表明，小學生平均每日使用電子產品時間達3.5 h，遠遠超過美國兒科醫學會推薦的兒童每日使用電子產品不宜超過2 h的時長；同時父母是孩子最好的老師，在研究中發現家庭中父母使用電子產品的時間較長者及家長疏于管教的兒童使用電腦和移動設備的時間較父母使用電子產品時間短者和家長嚴于管教的孩子更長。

電子產品使用與近視的發生發展的機制研究中，電子產品使用過程并不是一個由單因素影響作用的過程，在其中包括多種多樣很有可能對視力造成負面影響的復合型影響因素，包含不斷近距用眼、在低陽光照射自然環境下應用電子產品等，此外，電子器件屏幕閃爍也可能是近視眼的風險源之一。在我國天津市的一項調研中，應用手機和平板電腦的青少年視力不良率均高過不使用者；每日應用手機和平板電腦超出1 h的青少年視力不良率各自為50.6%和50.6%，與時間較短組的差異具有統計學差異；而在其中，雙眼距手機和平板電腦顯示屏超出30 cm者，視力不良率為38.9%和43.1%，在其中手機視屏間距超出30 cm組視力不良率較別的組更低，且差異有統計學意義。在暗自然環境下應用電子產品者視力不良率較高，在其中包括的近距用眼、光照照明燈具不足等風險源[21]。此外，在臨床實驗中觀察到電子顯示屏所造成的閃頻導致了實驗組雞的眼軸較對照組雞的眼軸增長，尤其是綠紅閃頻這類更改尤其顯著[20，22]。但是電子產品播放視頻或運行游戲過程中屏幕亮度和產生的色彩的快速而劇烈的變化是否會對兒童及青少年產生類似的效果，有待進一步探索。

智能電子設備在為我們帶來便利和豐富生活的同時，也帶來了一些挑戰。其中，使用時間、使用環境和父母的教育是影響兒童和青少年視力的因素。另一方面，合理使用電子設備可以幫助治療臨床視力低下的人。例如，一些弱視治療設備可用于治療弱視兒童，收獲了不錯的效果。因此，為了正確使用電子設備，能滿足兒童和青少年對于知識和娛樂的需求，同時又不損害他們的視力，還需要專家和研究人員們進行更多的探索。

2.5 其他影響因素

目前導致近視發生發展的具體機制并未被完全闡明，還有許多其他影響因素被各國學者提出，并進行了一些研究。其包括兒童和青少年的營養不良與營養過剩、兒童及父母的教育背景、日常睡眠等都是可能的近視發生發展的相關影響因素。

營養攝入的“多”和“少”都是學齡兒童近視的危險因素，特別是各類維生素及相關微量元素的缺乏有可能參與了近視的發生發展。維生素A的缺乏可能會導致眼眶內壓力的增高、眼軸長度的增長。而維生素B2的缺乏會對視覺功能造成不利的影響，同時鈣缺乏會造成鞏膜的彈性下降，鞏膜的抗壓能力降低，從而會使眼軸增長，導致軸性近視。營養過剩所導致的高血糖負荷和高胰島素血癥會影響不同的生長因子在體內的含量，從而導致鞏膜的異常生長。所以，兒童及青少年應注意均衡地攝入膳食營養[23]。

睡眠的過程是人體生理調節的必要手段，也是兒童和青少年成長生活所必需的。沒有節律的作息習慣將使包括眼睛在內的人體生理系統產生紊亂，可能誘發兒童及青少年近視的發生發展。最近的一項涉及2209名兒童的針對睡眠與近視發展的相關性研究表明，沒有足夠的證據可以證明睡眠與近視發生發展之間有相關性[24]。但通過動物實驗觀察到在實驗條件下動物眼球的生長發育與其晝夜活動有關，可能為探討近視環境危險因素提供思路。

眾所周知吸煙是許多惡性疾病發生發展的危險因素，比如呼吸道惡性腫瘤、心腦血管疾病等。但是，在近年來的一些研究中發現吸煙對于近視的發生發展可能具有一定的保護性作用，家族祖輩是否吸煙者與其子嗣的近視患病率呈負相關[25]。

大型公共衛生事件對近視患病率也存在著影響。自2019年12月以來，新型冠狀病毒肺炎爆發并很快蔓延至全世界，這次新型冠狀病毒肺炎給各個行業都帶來了極大的沖擊，同樣也影響著我國嚴峻的近視防控形勢。2020年Vision China會議上，溫州醫科大學的瞿佳教授談到疫情后全國的一項大型抽樣流行病學調查研究顯示，全國近視率在這次新型冠狀病毒肺炎疫情期間上升了11.7%，超過去年的漲幅。由于從公共衛生的角度來講，居家防護和避免人群聚集是控制此次新型冠狀病毒肺炎疫情傳播發展的有效手段。由于學校日常課堂教學會產生聚集，為了避免病毒向學校蔓延、減少校園內交叉感染，我國教育部迅速作出反應，于2020年1月27日出臺了關于全國2020年春季學期延期開學的政策，全國各大、中、小學立即作出反應根據各地疫情狀況，重新擬定了開學復課的時間。與此同時，教育部與工業和信息化部聯合印發了關于中小學延期開學期間“停課不停學”有關工作安排的通知，國內各大互聯網巨頭都推出了自己的網絡互動性應用，如騰訊會議、釘釘等。各地中小學校學生與教師的線上授課和網絡學習等遠程教學活動有序地開展起來。與此同時，各類遠程視頻會議應用程序也被應用于各類會議交流。因此，疫情下無論是兒童、青少年還是成年人，居家期間使用電子屏幕時間都大幅增加、而戶外活動則大幅縮減，這將給我國近視防控帶來巨大的挑戰，使得我國兒童及青少年近視發生和發展的風險增加，同時給國民的眼健康造成威脅。因此，在這個極為特殊時期內，我們應該不斷地進行經驗總結，同時我們既要保護視力健康，也要保障學習質量，又要預防近視的發生。

3 小結與展望

隨著社會的進步、科技的發展以及智能化設備的普及，導致用眼強度逐步增大，我國人口近視率呈現高發、低齡化趨勢，已經引起我國教育和衛生部門的高度重視。我們應當對兒童及青少年進行廣泛的科普宣教，注重兒童及青少年用眼衛生指導，避免長時間近距離和暗環境下學習、工作，落實教育部提出的“陽光體育”每天鍛煉1小時的戶外體育活動目標。其中許多影響近視發生發展的相關機制及影響因素并沒有被完全探明，還需要諸位同道進一步研究探索。