离焦诱导豚鼠近视眼的生物学参数分析

赵宏伟 刘 怡 朱彩霞 赵 军 郑红英 白凤华 曲丽艳

2总装备部通州综合仓库卫生所

目前研究近视眼的动物模型主要有两种：形觉剥夺型和离焦诱导型，后者被认为更接近于人类青少年近视的发生。豚鼠因价廉、温顺、易饲养且属于哺乳动物，因此离焦诱导型的近视眼豚鼠成为模拟人类青少年近视发生较为理想的动物模型。以往的研究表明较高度数的凹透镜可以诱导产生较深度数的近视〔1〕，而对于近视眼模型发生过程中离焦时间与生物学参数的关系报道较少。本实验采用-10D的硬性透氧性角膜接触镜（rigid gas permeable contactLens，RGP）诱导豚鼠近视眼的形成，在不同时间节点检测屈光度、眼轴和玻璃体腔深度的变化，从而为离焦诱导的近视眼模型提供更为完善的研究数据。

1 资料与方法

1.1 材料与主要仪器

动物及饲养：自河北医科大学购买2～3周龄三色豚鼠28只，筛除屈光参差和近视（单眼屈光度在+1.00 D～+7.00 D 之间，双眼屈光参差＜2.00 D），体重200～300 g。随机分为离焦诱导组和对照组。每组右眼分别配戴-10 D和0 D的RGP，左眼不戴镜。同等条件下饲养，自由摄食，进水。室温18～25℃，湿度40%～70%，实验室顶部2只40W日光灯照明，照明周期为12小时昼夜循环。

镜片及固定装置：RGP由欧普康视公司定做：总直径为10.00 mm，光学区直径为8.4 mm，厚度为0.16 mm，精确屈光度为-9.82 D（图1）。镜片固定装置为自行设计的双层子母扣。制作方法为：将一枚胰岛素瓶盖按约10 mm弦长部分截除，与另一枚重叠后缝线固定，形成可从外侧弦置入RGP的双层子母扣，扣中央预制直径约8 mm的采光孔（图2）。

1.2 实验方法

将豚鼠标记编号后双眼滴1%盐酸奥布卡因（倍诺喜）表面麻醉，用A超测量双眼眼轴和玻璃体腔深度，测量以手动模式连续测量3次，计算平均值，精确到0.01 mm。完成后双眼滴0.25%托吡卡胺滴眼液6次以麻痹睫状肌，1小时后待瞳孔充分散大，由同一验光师进行暗室内视网膜检影验光，每只眼检影3次，取平均值为屈光度数，散光以半量等效球镜计算,精确到0.25 D。检影结束后用10%水合氯醛全身麻醉下无菌操作，将装有镜片的固定装置缝合于豚鼠实验眼前的上下眼睑和内外眦皮肤上（图3）。实验期间每天用镜片护理液清洁镜片，必要时取出镜片清洁后再重新植入，尽量减少镜片不洁造成的形觉剥夺效应。实验周期内各时间节点均按上述方法采集数据。

1.3 统计方法

2 结果

2.1 屈光度变化

重复测量的方差分析：戴镜后各时间点离焦组右眼与左眼的屈光度比较差异有统计学意义（F=3.621，P=0.015）；各时间点右眼屈光度离焦组与对照组比较差异有统计学意义（F=3.324，P=0.023）。组内配对t检验：离焦组右眼在戴镜后14 d与21 d屈光度比较差异无统计学意义（t=0.676，P＞0.05，表 1）。

2.2 眼轴和玻璃体腔深度变化

重复测量的方差分析：戴镜后各时间点离焦组眼轴长度右眼与左眼比较差异有统计学意义（F=3.340，P=0.021）；各时间点右眼眼轴长度离焦组与对照组比较差异有统计学意义（F=3.150，P=0.026，表2）。各时间点离焦组璃体腔深度右眼与左眼比较差异有统计学意义（F=3.462，P=0.020）；各时间点右眼璃体腔深度离焦组与对照组比较差异有统计学意义（F=3.492，P=0.019，表 3）。

2.3 玻璃体腔深度变化对眼轴变化的贡献

组内配对t检验：戴镜3周后，离焦组戴镜眼玻璃体腔深度变化值与眼轴变化值之比，与该组不戴镜眼比较，差异有统计学意义（t=2.896，P=0.008）；组间成组t检验：离焦组戴镜眼玻璃体腔深度变化值与眼轴变化值之比，与对照组的戴镜眼比较，差异有统计学意义（t=2.405，P=0.003，表 4）。

图1 定制的RGP，精确屈光度为-9.82D缝线法固定于睑缘

图2 载有RGP的固定装置

图3 将载有RGP的固定装置用

表1 两组豚鼠戴镜前后屈光度变化比较（±s，D）

表1 两组豚鼠戴镜前后屈光度变化比较（±s，D）

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表2 两组豚鼠戴镜前后眼轴变化比较（±s，mm）

表2 两组豚鼠戴镜前后眼轴变化比较（±s，mm）

注：方差分析

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表3 两组豚鼠戴镜前后玻璃体腔深度变化比较（±s，mm）

表3 两组豚鼠戴镜前后玻璃体腔深度变化比较（±s，mm）

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表4 两组豚鼠戴镜3周后玻璃体腔深度变化与眼轴变化的比较（±s，mm）

表4 两组豚鼠戴镜3周后玻璃体腔深度变化与眼轴变化的比较（±s，mm）

注：组内比较采用配对t检验，组间比较采用成组t检验

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3 讨论

目前，研究近视眼的动物模型主要有两种：形觉剥夺型和离焦诱导型。1977年神经生理学家Wiesel和Raviola〔2〕首次成功地建立了恒河猴的形觉剥夺型近视模型,后来在鸡、树鼠、猫和豚鼠等动物上均得到验证。但在临床实践中，形觉剥夺型近视仅偶见于个别幼年高度上睑下垂及屈光间质混浊者，而绝大多数的青少年近视属于离焦性近视。早在1984年，Nathan J〔3〕就已经发现通过给幼年猫佩戴负球镜导致眼轴延长，形成近视。此后，关于离焦诱导的近视眼模型在很多动物均得以验证〔4，5〕。

豚鼠，由于其性情温顺，易于检查，且豚鼠眼球结构和功能接近于人类，在视觉发育期内与人类具有相似的正视化发展过程：在9～11周正视化进程基本完成，11周以后远视度数继续下降，但速度变缓。相对于5个月龄的成熟期，3周龄尚属幼年期，对实验干预反应仍较为明显，因此，本研究选择了2～3周龄的豚鼠，旨在通过分析离焦过程中眼球各生物学参数的变化特征，为近视眼的研究提供参考数据。在诱导眼的操作方法上，离焦诱导镜片放置常用方法有两种：（1）眼睑缝合法：该法眼睑可以正常闭合，缺点是需行有创性缝合，但较为固定。（2）粘贴法：用带有镜片的粘布黏贴到皮肤毛发上，缺点是容易松脱。本研究采用了自行设计的可以随时取出清洗的固定RGP的双层子母扣支架，并将眼镜装置缝合在眼睑上，尽可能减轻形觉剥夺的干扰和长时间配戴固定不牢的情况。

有研究显示：-4D透镜离焦11 d后可以产生相对性近视，在超过-8D的度数后屈光度变化并不明显〔6〕。 Woods J〔5〕用-10D 透镜诱导刚刚出生的雏鸡眼14 d后形成了明显的近视。本研究考虑到RGP的制作难度和近视形成的时间，也采用了-10D的RGP作为离焦镜片。在离焦早期近视眼度数变化最大。本研究在戴镜后3 d即开始观察。结果显示：在离焦诱导的前14 d近视度数增加较快，其后缓慢，此时可以产生约-3D度左右的相对性近视，与对照眼及对照组戴镜眼分别比较，差异均有统计学意义（P=0.015；P=0.023）。而在离焦诱导后14 d与21 d屈光度比较差异无统计学意义（P＞0.05）。进一步对眼轴和玻璃体腔深度变化分析显示：诱导组戴镜眼与对侧眼和对照组戴镜眼分别比较，差异均有统计学意义。上述结果说明透镜诱导的屈光度向近视漂移是由于眼轴延长的结果；随诱导时间延长，向近视漂移的速度在2周后逐渐减缓。进一步分析玻璃体腔深度变化值与眼轴变化值之比发现：诱导组戴镜眼与对侧眼及对照组戴镜眼分别比较，差异均有统计学意义（P=0.008；P=0.003），说明上述轴性近视漂移的发生过程中玻璃体腔深度的延长是眼轴延长的主要贡献因素，这一点也可以从离焦理论得以解释：视网膜成像有追随最佳焦点的主动过程，当给予凹透镜诱导使入眼的光线焦点后移，视网膜需主动向后延伸才能使聚焦面积最小，物象变得清晰，伴随该过程的正是玻璃体腔深度的延长，而前房深度、晶状体厚度对眼轴延长的贡献相对较小。

总结本研究结果：用-10D RGP成功诱导了豚鼠的眼球向近视漂移。这种近视性漂移主要表现在眼轴的延长，且以玻璃体腔延长为主，在诱导后14 d内进展较快，之后变慢。尽管由于豚鼠本身存在周龄选取、喂养条件、生长速度、体重大小等个体化因素，以及诱导透镜度数、固定方式、潜在的形觉剥夺干扰等因素，存在诱导时间长短和最终诱导近视相对度数的差异，但该研究仍可以为近视眼动物模型的深入研究提供重要的参考数据。

[1]胡萍，李静海.透镜诱导豚鼠眼屈光状态改变的研究[J].眼科研究，2008，26（2）：137-140.

[2]Wiesel TN，Raviola E.Myopia and eye enlargement after neonatal lid fusion in monkeys[J].Nature，1977，266（5597）：66-68.

[3]Nathan J，Crewther SG，Crewther DP，et al.Effects of retinal image degradation on ocular growth in cats[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，1984，25（11）：1300-1306.

[4]Smith EL 3rd，Hung LF，Arumugam B，et al.Negative lens-induced myopia in infant monkeys：effects of high ambient lighting[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2013，54（4）：2959-2969.

[5]Woods J，Guthrie SE，Keir N，et al.Inhibition of defocus-induced myopia in chickens[J].Invest Ophthalmol Vis Sci，2013，54（4）：2662-2668.

[6]崔冬梅，高岩，吴开力，等.透镜对豚鼠眼屈光不正和眼轴的作用[J].山东大学学报，2006，44（5）：511-518.