近视的影响因素研究进展

2021-12-03 18:40史浩楠马少伟张羽珊董惠娟王婷婷
医学综述 2021年12期
关键词:患病率户外活动遗传

史浩楠,马少伟,张羽珊,董惠娟,王婷婷

(1.新疆医科大学公共卫生学院,乌鲁木齐 830011; 2.上海健康医学院护理与健康管理学院健康服务与健康管理教研室,上海 201318)

近视是屈光不正的一种表现,通常是由于眼轴增长,平行光经眼球屈光系统后聚焦在视网膜之前,导致远视力的下降[1]。一般来说,屈光度<-0.50 D以上定义为近视,屈光度<-6.00 D则可定义为高度近视[2]。高度近视患者发生青光眼、白内障、视网膜脱离等眼部疾病的风险较高[3]。调查显示,全球近视人群5.44亿,多发生于青少年,近视已成为损害青少年视力的主要眼部疾病[4],因此预防及治疗近视成为世界性难题。Morgan等[5]调查发现,目前东亚地区(如中国、日本、新加坡、韩国)学生的近视率最高。尽管亚洲地区在控制近视发生与进展方面做出了许多努力,但近视的发病率仍不断上升[6]。周佳等[7]针对我国6省市中小学生近视的调查显示,中小学总体近视率55.7%,较2010年全国学生体质健康调查结果明显升高[8],可见我国中小学生群体近视防控面临着严峻挑战。多项研究调查认为,近视的发生由环境及遗传因素共同介导[9-13],现对国内外近视影响因素的研究进展予以综述,以期为近视的研究提供帮助。

1 遗传因素

近视属于多因子遗传病,遗传在近视易患性中所起的作用称为遗传度。对乌鲁木齐市和伊宁市的调查显示,使用Falconer遗传度计算公式计算得出,近视具有较高的遗传度,且二级亲属遗传度高于一级亲属,提示有近视家族史者较无近视家族史者更易发生近视[14-15]。O′Donoghue等[16]对北爱尔兰12~13岁儿童的研究表明,父母一方或双方近视儿童的近视患病风险是父母均无近视儿童的2.91倍和7.79倍。You等[17]对我国北京在校学生的横断面研究表明,父或母近视后代的近视发病风险较父母均近视后代增加1.46倍。此外,父母近视也会促进儿童近视的发展,有研究表明,父母近视的严重程度及父母近视的人数均是导致孩子近视加重的因素[18-19]。由此可见,遗传因素在近视发生和发展过程中起重要作用。目前被广泛认可的近视遗传方式主要为常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传和X连锁隐性遗传[20-23]。随着分子遗传学和相关检测技术的发展,越来越多地与近视相关基因被发现,目前已明确近视(myopia,MYP)基因的25个基因位点(MYP1~MYP25)与近视发病相关,见表1。

1.1MYP1基因 MYP1首先在一个丹麦大家庭中被发现,其主要遗传模式是X连锁隐性遗传[26-27]。MYP1主要与高度近视相关,Ratnamala等[28]对印度两个家系(共54人)的研究证实,MYP1与高度近视的发病高度相关。Guo等[29]对我国某个家庭中19个成员的研究证实了MYP1与高度近视的关系。Li等[30]通过全基因组测序发现,发现色彩感知基因(OPN1LW)基因变异与MYP1相关综合征型和非综合征型高度近视相关。发现色彩感知基因变异不仅与近视相关,还与红绿色盲、蓝色单色视等有关,吴众等[31]的家系调查中,首次报道了与发现色彩感知基因变异相关的X染色体连锁遗传性视杆视锥细胞营养不良合并近视家系,扩大了发现色彩感知基因致病突变谱及临床表现谱。

1.2MYP2基因 MYP2位于18p染色体上,由Young等[32]对8个家庭进行全基因组筛选时发现,随后Young等[33]明确了该近视位点为18p11.31,并发现18p11.31连锁高度近视基因与D18S52标记最接近,为MYP2位点的定位克隆和候选基因分析提供了依据。层粘连蛋白α1是高度近视的候选基因之一,Zhao等[24]通过分析近视与正常视力人群外周血提取DNA的5个单核苷酸的病例对照研究发现,位于层粘连蛋白α1启动子区的rs2089760可能与中国人群的高度近视有关。Lam等[34]的一项关于转化互作因子多态性的研究显示,近视组与正常视力组的6个单核苷酸多态性存在显著差异,故认为转化互作因子可能是高度近视的候选基因。

1.3MYP3基因 MYP3基因位于12q21-23,首次在德国/意大利大家族中发现,与高度近视显著相关[35]。Metlapally等[36]对265个家庭(1 391名受试者)的调查发现,近视候选基因胰岛素样生长因子1的rs10860860、rs2946834、rs6214位点均与高度近视相关。Chen等[37]对我国台湾地区高度近视患者和视力正常者的硫酸皮肤素蛋白聚糖3、基膜聚糖、核心蛋白多糖基因进行测序发现,基膜聚糖的rs3759223和rs3741834位点与汉族高度近视易感有关。Hawthorne等[25]通过基于家庭的高度近视遗传关联研究,进一步验证了泛素样含PHD和环指域蛋白1结合蛋白1、受体型蛋白酪氨酸磷酸酶R和脂蛋白α2是MYP3基因座内的近视候选基因。

1.4MYP7基因 Hammond等[38]通过全基因扫描发现了与近视相关的MYP7基因座,并通过对221对异卵双胞胎的全基因组扫描发现,配对盒基因6是MYP7的一个候选基因,位于11p13染色体上,其可能在近视的发展中发挥作用[39]。Tang等[40]的Meta分析显示,配对盒基因6中的rs644242位点与高度近视可能存在关联。

1.5MYP10和MYP15基因 MYP10位于8p23染色体上,而MYP15位于10q21.1染色体上,这两个基因由Meng等[41]在法国192例高度近视患者和1 064名视力正常者的全基因组关联研究中发现,且两者均与近视相关。Jiang等[42]通过对869例近视患者和804名视力正常者的调查研究发现,MYP10和MYP15基因与我国汉族人群近视存在明显关联,且MYP10和MYP15基因座的rs4840437和rs6989782位点与高度近视显著相关。

除上述基因外,还有许多经国际人类基因命名委员会批准的MYP基因与近视相关。随着分子生物技术的高速发展,对近视的遗传学研究仍在进行,我国近视患病人数较多,有必要开展大范围近视遗传学调查并深入研究近视致病基因的突变及调控机制,为近视的预防和治疗提供有力的依据。

2 环境因素

除遗传因素外,许多环境因素也可增加近视的患病风险。国外研究证实,环境因素会影响儿童近视的遗传效应,可见环境和遗传因素对近视的影响同样重要[43];且目前通过对环境因素干预更容易减少近视的发生。Morris等[44]在英国的一项调查显示,近视与人口密度较高有关,且少数近视的变异可归因于地理区域。Giloyan等[45]对亚美尼亚城乡地区1 260名小学生的调查显示,城市居住儿童的近视患病率为23.3%(132/566),而乡镇儿童的近视患病率为12.5%(66/526)。由此可见,环境因素可影响近视的发病。

2.1近距离工作 近距离工作包括阅读、做家庭作业、写作、使用电子产品等。由于近距离工作对视力的要求更高,并且在校学生近距离工作时间较长,因此阅读、作业、电子产品使用以及其他近距离工作被认为是导致近视发生发展的危险因素[46]。Huang等[47]对12项队列研究和15项横断面研究的Meta分析结果显示,近距离工作时间与近视发生率相关。Alvarez-Peregrina等[48]对西班牙儿童的调查显示,近距离活动以及使用手机、平板电脑的时间越长,近视的患病率越高。Pärssinen和Kauppinen[49]一项对240例学龄近视儿童的随访调查显示,阅读和近距离工作时间与高度近视相关。Wu等[50]针对中国空军实验班小学生的近视调查显示,读写距离大于30 cm是预防近视的重要保护因素。经常眺望远方可减少近距离用眼导致近视的发生。Von Helmholtz于1855年创建的经典调节学说解释了上述预防近视的原理,即人眼在视近物时,睫状肌收缩,晶状体变厚变凸,使折射率增强;视物距离越近,睫状肌收缩越明显;在望无穷远时,睫状肌的调节功能未被触发,晶状体相对扁平[51],因此减少近距离用眼工作,增加远眺的频次可有效降低近视的发生风险。

2.2户外活动时间 户外活动时间与近视的发生发展明显相关,Sherwin等[52]对7项横断面研究的Meta分析结果表明,增加户外活动时间可能是减少儿童和青少年近视患病的策略之一,其原因可能与户外活动可增加眼部阳光照射有关。McKnight等[53]认为,近视发生率与眼部阳光照射时间呈负相关,而Harrington等[54]在爱尔兰37所学校1 626名参与者的近视调查中发现,夏日眼部缺少阳光照射是近视的危险因素。关于户外活动与近视发病之间的机制,有研究认为,阳光照射能刺激视网膜合成和释放多巴胺,使眼轴缩短[55-56]。室外阳光照射强度明显高于室内,国外的动物实验研究表明,高强度阳光照射能够减缓负透镜导致的眼轴增长,并增加正透镜对眼轴的缩短作用[57]。李澜等[58]通过使用不同光照度模拟自然光对10名18~30岁健康人群进行干预也发现,暴露于高强度阳光照射环境能够代偿由负透镜引起的眼轴增长作用,并增强正透镜对眼轴的缩短作用,从而减少近视的发生。此外户外活动时间的增加意味着近距离用眼时间的相对减少,这也可能是其中的原因之一。

2.3睡眠时间 睡眠时间可影响青少年的身体健康,其中近视的发生与睡眠时间密不可分,2021年教育部拟计划将学生睡眠时间纳入学校考核指标。Jung等[59]报道,韩国城市近视患病率达到96.5%,其中高度近视的患病率为21.6%,韩国农村地区的近视患病率为83.3%,其中高度近视的患病率为6.8%。Jee等[60]对韩国全国范围的系统、分层、多阶段、集群式抽样横断面研究显示,近视与睡眠不足有关,认为睡眠时间与近视存在负相关关系。Ayaki等[61]使用匹兹堡睡眠质量指数和医院焦虑抑郁量表对486例10~59岁屈光不正患者进行调查,结果显示,高度近视患者的睡眠时间短,主观睡眠得分差,其机制可能是睡眠能够使睫状肌得到充分放松并恢复弹性,从而对近视起到一定的防控作用[62]。另有研究显示,睡眠时间不足或睡眠障碍导致的昼夜节律紊乱是导致青少年近视的主要原因[61,63]。视网膜昼夜节律是调节眼部屈光发育信号机制的中心,视网膜神经递质反应与视网膜生物钟相互作用,通过影响日节律控制眼球的生长和大小,从而调节眼球的趋光发育[64]。但睡眠时间较长也可能增加近视的发生风险,Xu等[65]对我国苏州围塘镇5 613位60岁及以上中国居民的横断面调查显示,成人近视患病率与夜间睡眠时间呈正相关,此研究结果与上述研究结果相悖,可能与研究对象不同有关,故睡眠时间与近视关联的研究应针对不同人群进行区别。

2.4其他因素 除上述因素外,其他因素亦与近视存在一定关联。2008—2012年韩国全国健康和营养调查分析显示,血清1,25-二羟维生素D水平、血糖水平、高血压均是近视发生的危险因素[66];2013—2014年韩国健康和营养调查分析显示,血清1,25-二羟维生素D低于9 ng/mL是近视的危险因素,而血糖、高血压等对近视的影响尚不明确[67]。调节人体钙和铁的代谢是维生素D的主要作用之一,有学者提出,神经肌肉细胞内钙离子水平降低可直接影响睫状肌功能[68],解释了维生素D水平与近视的关联,另外,在户外活动较多人群的维生素D水平有所增加,提示维生素D可能是青少年近视的生物标志物。除维生素D外,维生素A缺乏会导致暗适应能力降低、夜盲症、角膜角化及视力障碍[69]。Harrington等[54]对爱尔兰人群的研究显示,春季出生是近视发生的危险因素。Wang等[70]对我国云南老年人屈光不正患病率的调查发现,近视的发生与身高存在一定关联。Guggenheim等[71]对2006—2010年502 649名37~73岁英国受试者的调查发现,儿童时期曾罹患风疹、腮腺炎或百日咳者的近视发病风险增加,但原因尚不明确。

3 小 结

近年来,近视的发病率呈逐年上升趋势,近视防控已成为全世界需要解决的重大公共卫生问题。近视的发病受到遗传与环境因素的共同作用,近年国内外学者对近视致病基因的研究较多,但仍缺少基因层面相关预防措施及治疗方法的研究,因此,从环境因素入手,降低生活因素(户外活动时间、近距离工作时间、睡眠时间)致近视发病的风险,规范生活习惯,如增加户外活动时间、减少近距离工作时间、调整合适的作息时间等,达到早期预防和治疗近视的目的,有效预防和缓解近视的发生及发展。

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