青少年近视发生发展的相关环境因素及机制研究进展△

张娟美 吴建峰 毕宏生

近视是目前为止患病率最高的一种屈光不正，分为病理性近视和单纯性近视。近视的发生发展与多种因素相关，主要分为遗传因素和环境因素。病理性近视度数高、进展快、患病率低，主要与遗传有关，属于单基因遗传，目前已经确定了一些近视相关基因［1-4］。单纯性近视度数相对较低，进展慢，患病率高，与遗传和环境因素都相关，属于多因子遗传。本文我们就近视发生发展的相关环境因素研究进行综述。

1 近距离工作

从20世纪60年代提出调节紧张假说以来，在动物以及人类身上均发现持续近距离工作会导致近视的发生和发展。Ip等［5］研究发现，持续阅读时间超过30 min或者阅读距离小于30 cm的儿童发生近视的几率明显增加。Saw等［6］也发现每周阅读多于2本书或者每天阅读时间多于2 h的学生患较高度数近视(≥-3.0 D)的可能性比对照组明显增加。这些都说明了近距离阅读学习会导致青少年近视的发生发展。

在不同的年龄阶段，近距离工作时间对近视的发生发展可能有着不同的作用。French等［7］发现年龄较小组(6岁组)中，近视的儿童近距离工作的时间比未近视的儿童多，而年龄较大组(12岁组)，近视的儿童与未近视儿童近距离工作的时间没有明显差异。这说明近距离工作时间在近视的发生中对年龄较小的儿童作用明显。

近距离工作对近视的发生发展到底起着多大的作用，目前还存在争议。尽管阿托品可以放松调节并可以使近视进展减缓［8］，但是动物实验早已证明阿托品减轻近视的进展并不是通过放松调节来起作用的［9］。Jones-Jordan等［10］在 835 例 6 ～14 岁的近视患者中发现，无论是为消遣而阅读的时间，还是其他的近距离活动都与近视的进展无关，只有每周阅读时间再多10 h以上，才会在1 a后引起轻微近视进展(-0.08 D)。而在改变近距离视物状态之后，近视的进展没有明显改善，这也说明近距离工作可能与近视发展的关系不明显［11］。因此，还需要进一步的研究去探索近距离工作对近视的作用及其机制。

2 户外活动时间与光照时间

流行病学研究发现，不同地区之间以及同一地区不同人群之间近视的患病率差别很大。同样是华人，新加坡的近视患病率为29%，悉尼为3%［12］。同样是白种人，英国的近视患病率为29.4%［13］，悉尼近视患病率为4.6%，北爱尔兰为15.0%［14］。从流行病学研究来看，澳大利亚的青少年近视患病率较低，而教育方面的研究显示，澳大利亚的青少年阅读时间及教育水平在全世界都是比较高的。这说明近距离工作负荷对近视的影响是有限的。那如何解释近视患病率的差别呢?随着流行病学及基础研究的深入和发展，大量研究发现户外活动时间和光照时间对近视的作用要更大一些。下面我们就来分析一下关于户外活动及光照时间和强度对近视的影响及可能的作用机制。

2.1 户外活动时间对近视的影响 户外活动包括户外休闲活动及户外体育活动。最早在1993年，Pärssinen等［15］在芬兰的学校进行了一项为期3 a的随访研究，发现户外活动时间对近视具有保护作用，近视进展快的学生户外活动时间(平均1.1 h·d-1)比近视进展慢的学生(平均3.2 h·d-1)少。随后的大量研究发现，近视的患病率与户外活动时间呈负相关。Sherwin等［16］就近视与户外时间作了一项Meta分析，研究发现户外时间增加可以降低近视的发生，户外活动时间每天每多1 h，近视发生的几率就会降低2%。Jones等［17］研究发现，从事体育活动对近视的发生具有保护作用，并且从事体育活动比从事近距离阅读对近视发生发展的作用更大。Guggenheim等［18］发现，户外时间比单纯体育运动时间对近视的发生发展具有更大的保护作用。Dirani等［19］也发现户外体育活动时间与近视的发生发展呈负相关，而室内体育活动则与近视无关。Jones等［20］在2007年进行的一项研究发现，户外体育活动可以降低近视的发生，即使是在户外活动时间最少的一组也存在这种现象。那些父母近视的学生，增加户外活动时间可以降低近视发生的可能性。户外活动时间从每周5 h增加到14 h或更多，近视的几率会降低1/3。这些都说明了增加户外活动时间可以降低近视的发生发展。众所周知，农村儿童比城市儿童接受阳光和户外活动的时间要多，并且几乎所有的研究均显示城市与农村青少年的近视发生发展存在差别。Ip等［21］在澳大利亚12岁儿童中发现，郊区的近视患病率为6.9%，而在城市中则为17.8%。Shih等［22］在台湾的一项研究也显示，城市地区比农村地区的近视进展快。近视进展最快的年龄段为13～15岁。

总之，无论是横断面还是纵向研究，以及不同地区、不同种族或不同年龄的研究，均有较强证据支持户外活动增多对近视的发生发展具有保护作用。而Jones-Jordan等［10］发现，近视的发生与户外活动有关，但近视的发展与户外活动时间无关。那么是否近视的发生和发展是通过不同的机制来进行的?或者近视的发生发展与户外时间存在阈值效应?这些都还需要进一步研究。

2.2 光照对近视的影响 光照对近视发生发展的影响大多是针对动物模型进行的。在不同的物种以及不同的近视模型中均发现了光照对屈光状态的影响。Ashby等［23］在小鸡形觉剥夺性近视模型中发现，无论是阳光还是灯光，只要光照强度增加都可以减少近视的进展。Backhouse等［24］发现，整个白天总光照强度增加可以抑制近视的进展，效果要好于在短时间(2 h)内获得相当于1 d的光照强度的。这可能提示，近视的进展与光照强度有关，也与光照的时间有关。Siegwart等［25］在树鼠的近视模型中发现，无论是形觉剥夺性还是镜片诱导性近视，适度增加光照强度都可以减少近视的进展。在光照强度为16 000 lux的环境中呆11 d可以使形觉剥夺性近视的进展减缓44%，使离焦性近视的进展减缓39%。

目前也有研究探讨了光照对人类的影响。Cui等［26］对丹麦8～14岁近视的儿童进行光照时间与近视的研究中发现，每6个月光照累积时间长的，眼轴增长慢，近视进展慢，而光照累积时间短的，眼轴增长快，近视进展快。Donovan等［27］在中国广州进行的研究发现，冬天比夏天眼轴增长快，近视进展快。这种现象是由于夏天光照时间长、强度大导致的，还是由于夏天户外活动多导致的，这还需要进一步研究证实。

2.3 户外活动及光照的作用机制 对于户外活动增加对近视具有保护作用的机制，主要有以下几种解释:(1)户外活动增多，近距离工作时间相应会降低;(2)户外光照强度高，使瞳孔缩小，景深增加，成像清晰度增加，可以减少因成像模糊引起的眼轴增长而减缓近视的进展。然而Ashby等［28］在鸡的近视模型中分析，瞳孔的大小与屈光状态及近视的进展没有密切关系;(3)还有人推测户外时间增多对近视的保护作用，是因为太阳光中不同波长的光的影响。从动物实验来看，无论是采用暴露于阳光下还是通过用卤素灯照射来增加光照强度，都可以降低近视进展［23］。而太阳光和卤素灯在光谱范围上有差别。尽管研究发现眼轴长度和脉络膜厚度在不同波长光的照射下会发生不同的改变，但是由于太阳光的复杂性，以及动物和人类的区别，具体机制还需要进一步研究;(4)目前广为接受的解释是，户外光照强度增加可以引起视网膜局部多巴胺的释放增多。徐超立等［29］详细叙述了多巴胺在近视发生发展中的作用。

3 吸烟

吸烟是很多疾病发生的危险因素，比如肺癌、心脑血管疾病、年龄相关性黄斑变性等。但是，吸烟对近视的发生发展可能具有保护作用。Stone等［30］发现，父母中有一人或两人吸烟者，近视患病率比父母未吸烟者低(12.5%vs 25.4%)，而怀孕期间，父母中一人或两人吸烟者近视患病率比父母未吸烟者低(8.6%vs 23.9%)，并且父母吸烟越多，其子女近视平均度数越低，远视平均度数越高，呈剂量依赖性关系。

香烟成分复杂，其中尼古丁是香烟中的主要成分，香烟对近视的影响可能主要通过烟碱型乙酰胆碱受体起作用。乙酰胆碱受体是目前研究较为广泛的近视相关受体。很早有研究已经发现，毒蕈碱型乙酰胆碱受体拮抗剂——阿托品可以抑制近视进展［8，31］。Schwahn 等［32］发现，玻璃体内注射阿托品可以减缓鸡形觉剥夺性近视的进展，并呈剂量依赖性，同时玻璃体腔注射阿托品可以使玻璃体腔内多巴胺释放增多。玻璃体腔注射阿扑吗啡和阿托品均可抑制形觉剥夺性和离焦性近视的进展，但是两种药物联合应用并不能增加抑制作用，这可能是因为两者通过共同的通路来达到抑制近视的作用［33］。烟碱乙酰胆碱受体在眼球中分布广泛，存在于虹膜、睫状体、视网膜色素上皮细胞及神经节细胞等。神经科学方面的研究显示，香烟中的尼古丁可以使大脑中多巴胺释放增多，非尼古丁成分可以抑制单胺氧化酶对多巴胺的降解作用，也增加了多巴胺的含量，可以起到对帕金森症状的抑制作用［34-35］。香烟是否在视网膜中也具有类似的作用?由于成分的复杂性以及乙酰胆碱受体的多样性，关于吸烟暴露对近视发生发展的抑制作用还需要研究。

4 其他相关因素

国内外的研究还发现了近视的其他相关环境因素，比如年龄［7］、受教育程度高、社会经济收入［36］、母亲怀孕时年龄［37］、母乳喂养［38］等。

5 小结

综上所述，近视的发生发展受多种环境因素的影响，在父母近视状态以及基因等遗传条件无法改变的情况下，环境因素就成为目前近视研究和防治的重点。目前有较强证据支持，通过增加户外活动时间或者光照强度可以降低近视的发生发展。但是，究竟哪种环境因素对近视的发生发展起着决定性的作用，近距离工作时间的作用到底有多大?户外活动和光照强度是否密切相关，以及多巴胺受体及乙酰胆碱受体在近视发生发展中的作用都需要深入研究。只有充分掌握了近视发生发展的危险因素和发生机制，才能更好地对青少年近视进行预防和治疗，提高青少年的视觉健康水平。

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