蔣百川

·專家筆談·

近視眼研究的進(jìn)展

蔣百川

視光學(xué)對于近視眼有明確的定義，就是在眼的調(diào)節(jié)完全放松的狀態(tài)下，眼的光學(xué)系統(tǒng)只能將遠(yuǎn)處物體成像在視網(wǎng)膜的前面，而不是在視網(wǎng)膜上；或者說近視眼的遠(yuǎn)點(diǎn)位置不是在無窮遠(yuǎn)，而是在眼睛前面的有限距離上。雖然從光學(xué)角度對近視眼有非常明確的界定，但是對于近視眼的成因以及有效的預(yù)防方法至今仍不十分清楚。

在近視眼的研究中，較早的一個(gè)爭論是近視眼由遺傳因素還是環(huán)境因素造成的。在遺傳因素的研究方面，早先的工作發(fā)現(xiàn)雙生子的屈光狀態(tài)之間有很高的相關(guān)性，提示屈光與遺傳的關(guān)系。另一類工作是比較雙親都是近視、僅一人是近視、或雙親都不是近視的3種條件下，子女為近視的發(fā)病率。其中一個(gè)比較典型的研究是Zadnik等[1]1994年的報(bào)道,他們在美國加州橙縣，查訪了716名6～14歲的學(xué)生及他們的家長。結(jié)果表明，即使大部分孩子(662名)當(dāng)時(shí)仍處在正視的階段，雙親都是近視的孩子在眼軸長度方面已經(jīng)存在演變?yōu)榻暤臐撛谖ｋU(xiǎn)。2007年，俄亥俄州立大學(xué)一個(gè)研究組[2]報(bào)告了一項(xiàng)縱向研究，在514名小學(xué)生中比較近視學(xué)生(21.6%)的父母與仍為正視學(xué)生的父母近視狀況，表明兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。這些研究提示了遺傳在兒童近視的發(fā)生和發(fā)展中的作用。但是近視的產(chǎn)生是否完全由遺傳因素所決定？這可以利用統(tǒng)計(jì)遺傳方法做進(jìn)一步研究。如果近視完全為遺傳因素決定，這個(gè)指標(biāo)為1.00，但是Sorsby等(1966年)在英國得到的結(jié)果為0.45，而Kimura(1965年)在日本得到的結(jié)果為0.81。這些數(shù)據(jù)雖然隨地域和種族而變，但至少顯示環(huán)境因素在近視的成因上也有相當(dāng)作用。

對于由諸多環(huán)境因素引起近視的研究方面，首先是確定哪一個(gè)因素對近視的發(fā)生和進(jìn)展有較大影響?，F(xiàn)在比較公認(rèn)的是視近工作，如長時(shí)間閱讀書籍或在計(jì)算機(jī)前工作。這方面比較經(jīng)典的一項(xiàng)研究是Young等1969年的報(bào)告。他們追蹤了生活在阿拉斯加的3代愛斯基摩人，發(fā)現(xiàn)早先的一代中只有很少人有近視眼，但是到了最近一代，近視眼的比率已達(dá)到65%。近視的增多，顯然與年輕一代開始受到的義務(wù)教育有關(guān)。與此同時(shí)和稍后，有一系列的報(bào)道及總結(jié)都確認(rèn)視近工作確實(shí)會造成近視的發(fā)生和進(jìn)展。McBrien和Adams(1997)[3]追蹤了166名使用顯微鏡的醫(yī)務(wù)人員(年齡為21～63歲)。在兩年期間，起始時(shí)為正視眼中有39%人員的屈光向近視眼變化，平均變化為-0.58 D；起始時(shí)便為近視眼中有48%人員的屈光有近視進(jìn)展，平均進(jìn)展為-0.77 D。對這些受試者的眼結(jié)構(gòu)參數(shù)測量表明，成年人近視的進(jìn)展與玻璃體腔變長有關(guān)。Jiang和Woessner(1996)[4]通過對一位遲發(fā)性近視受試者(從19歲時(shí)為正視眼開始) 連續(xù)3年的觀察，發(fā)現(xiàn)受試者的屈光變化(右眼-2.63 D，左眼-3.00 D)完全可以用她眼睛的玻璃體腔長度變化來定量推定。這些工作進(jìn)一步確定了成年人在眼球的生長和發(fā)育完成后，受到視近工作的環(huán)境因素影響，仍然可以導(dǎo)致近視的發(fā)生和進(jìn)展。從眼球的結(jié)構(gòu)角度，視近工作會引起眼軸變長。

除了視近工作被看成產(chǎn)生近視的危險(xiǎn)因素外，有些研究者還從其他角度去探討這個(gè)問題。例如，Hirsch(1964)發(fā)現(xiàn)5～6歲的兒童，如果有+1.50 D以上的遠(yuǎn)視，到13～14歲時(shí)通常仍為遠(yuǎn)視；如果屈光為+0.50～+1.24 D，到13～14歲時(shí)多數(shù)在正視范圍 (-0.49～+0.99 D)；如果屈光為0～+0.49 D，則13～14歲時(shí)容易成為近視；5～6歲時(shí)已經(jīng)近視的兒童到13～14歲時(shí)多有加深。Gwiazda等(1993)[5]報(bào)道了72名兒童從年齡6個(gè)月開始連續(xù)9年以上測得的屈光數(shù)據(jù)。他們將這些兒童以初始的屈光狀態(tài)分為近視和遠(yuǎn)視兩組，數(shù)據(jù)表明在最初的數(shù)月至1歲多時(shí)，兩組的屈光都向正視方向變化。對于近視組的屈光可以維持在正視范圍直到7～8歲，然后約42%的兒童逐漸成為近視。而遠(yuǎn)視組在8歲以后僅有10%發(fā)生近視。Goss和Jackson(1995)報(bào)道了對一組初始屈光為正視的兒童為期3年的縱向研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)變?yōu)榻暤膬和?，初始眼軸長度與角膜曲率半徑之比 (AL/CR) 明顯高于仍為正視兒童的。對數(shù)據(jù)的仔細(xì)分析發(fā)現(xiàn)，引起這個(gè)差別是由于變?yōu)榻暤膬和跏冀悄で舛?角膜曲率半徑與角膜屈光度成反比關(guān)系) 較另一組高。顯然這個(gè)觀察結(jié)果與前述的一些報(bào)道也是一致的。

在研究視近工作導(dǎo)致近視的發(fā)生和進(jìn)展的工作中，近幾十年的工作可歸結(jié)為解答兩個(gè)方面的問題。第一個(gè)問題是為什么在經(jīng)歷同等視近工作的人群中，有些人會變成近視，而另一些人卻能保持原有的屈光狀態(tài)？第二個(gè)問題是什么機(jī)制引起視軸變長？這里值得注意的是許多工作都是橫向研究，這種研究雖然可以發(fā)現(xiàn)正視組與近視組之間在某些方面的差別，但是無法肯定這種差別是存在于近視發(fā)生之前，還是由于發(fā)生近視以后而造成的，所以無法由此來推斷可能引起近視的危險(xiǎn)因子。對于上述的第一個(gè)問題，人們很容易想到是否某些個(gè)體在近視發(fā)生前，他們與調(diào)節(jié)功能有關(guān)的參數(shù)便已與其他個(gè)體不同，或者是這些參數(shù)因視近工作引起的變化與他人不同。這方面的工作最初集中在對于人眼暗焦點(diǎn)(或稱張力性調(diào)節(jié))的研究上。大部分人的暗焦點(diǎn)是相對穩(wěn)定的，但是視近工作會引起暗焦點(diǎn)移近，這種變化稱為調(diào)節(jié)性適應(yīng)或滯后，它代表了睫狀肌張力的增加。Jiang[6]通過一項(xiàng)縱向研究發(fā)現(xiàn)，正視眼在變近視之前，其暗焦點(diǎn)較仍為正視眼者要近。他的研究小組(2005)[7]報(bào)道了對視光學(xué)院學(xué)生一年多的觀察，發(fā)現(xiàn)這些學(xué)生的暗焦點(diǎn)在學(xué)期中變近，而放假后則會移遠(yuǎn)。顯然這種變化與學(xué)生上學(xué)時(shí)有較多的閱讀有關(guān)。與此相應(yīng)的是學(xué)生的屈光變化，學(xué)生屈光在學(xué)期中有向近視方向的進(jìn)展，而在假期中則沒有變化。在視近工作影響下發(fā)生了調(diào)節(jié)性適應(yīng)后，調(diào)節(jié)響應(yīng)會有怎樣的變化？一度也成為研究者關(guān)注的課題。Jiang和White(1999)[8]發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)適應(yīng)會影響負(fù)調(diào)節(jié) (即從近到遠(yuǎn)) 的速度，但不影響正調(diào)節(jié) (即從遠(yuǎn)到近) 的速度。這與我們在日常生活中體驗(yàn)也是一致的，有些人在長時(shí)間做視近工作后，變得無法立即看清遠(yuǎn)處的目標(biāo)。Ciuffreda和Wallis(1998)[9]讓受試者在調(diào)節(jié)適應(yīng)后馬上看6 m遠(yuǎn)處視標(biāo)，測量了他們的動態(tài)調(diào)節(jié)過程。發(fā)現(xiàn)遲發(fā)性近視比早發(fā)性近視對焦到目標(biāo)需要更長時(shí)間，而正視眼與遠(yuǎn)視眼的調(diào)節(jié)則基本上不受調(diào)節(jié)適應(yīng)的影響。這種由視近工作造成的，在視遠(yuǎn)時(shí)調(diào)節(jié)不易立即放松的現(xiàn)象稱為暫時(shí)性近視 (nearwork-induced transient myopia, NITM)。一旦這種NITM由于持續(xù)地做視近工作而保持并積累起來，是否使眼睛發(fā)展成為通常所說的假性近視，進(jìn)而再變?yōu)榻?？目前尚無研究證實(shí)。調(diào)節(jié)適應(yīng)后的NITM是否是預(yù)測近視發(fā)生和進(jìn)展的一個(gè)指標(biāo)，還需要進(jìn)一步的縱向研究證明。

在視近工作基本上確定為造成近視的主要環(huán)境因素時(shí)，近年又出現(xiàn)了另外一種意見。Jones等[2]通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)在變成近視與保持正視的兒童之間，在每周戶外活動的時(shí)間上有明顯區(qū)別，而閱讀時(shí)間的長短在他們的統(tǒng)計(jì)模型中對近視的產(chǎn)生則無顯著影響。他們的結(jié)果其實(shí)與Jiang等[7]觀察到在假期中學(xué)生的屈光幾乎沒有變化是一致的。正如Jones等在文章里討論的，戶外活動或許會對眼球的增長起到抑制作用。然而由此而否定視近工作是引起近視的環(huán)境因素，似乎在邏輯上有點(diǎn)問題。

在眼的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，另一個(gè)重要參數(shù)是調(diào)節(jié)性輻輳與調(diào)節(jié)之比(AC/A)，這個(gè)參數(shù)描述了在調(diào)節(jié)響應(yīng)變化一個(gè)單位時(shí)所能引起隱斜的變化。在Jiang[6]的一項(xiàng)縱向研究中，發(fā)現(xiàn)在正視眼的大學(xué)生受試者中有較高AC/A的人容易產(chǎn)生近視。此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)隨后為Mutti 等(2000)[10]及 Gwiazda等(2005)[11]對兒童受試者進(jìn)行的研究中證實(shí)。但是較高的AC/A究竟是由于對近距離刺激的較大調(diào)節(jié)滯后，還是由于較高的近距離內(nèi)隱斜所引起？不同的研究者之間仍有分歧。Gwiazda等[11]認(rèn)為，兒童變近視前有較高的AC/A值是由于他們的調(diào)節(jié)響應(yīng)降低。但是Mutti等(2006)[12]的研究結(jié)果卻表明調(diào)節(jié)滯后的增加是出現(xiàn)在近視發(fā)生后。他們的結(jié)果也許可以校正許多從橫向研究得出的看法。在那些工作中，通常得出近視眼在視近時(shí)有較大的調(diào)節(jié)滯后，由此，所引起的視網(wǎng)膜上成像的離焦也是產(chǎn)生近視的原因。在臨床觀察方面，Goss和Jackson(1996)通過對近百名初始為正視的兒童3年追蹤觀察，發(fā)現(xiàn)在后來變近視的兒童與保持正視的兒童兩組之間，遠(yuǎn)視時(shí)的隱斜并無差別，但在近距離隱斜上則有明顯差別。變近視的兒童組有更向內(nèi)的隱斜。根據(jù)調(diào)節(jié)-輻輳相互關(guān)系理論，近距內(nèi)隱斜與調(diào)節(jié)滯后在雙眼視條件下是相互關(guān)聯(lián)的。問題是兩者究竟孰先孰后？本文作者認(rèn)為是隱斜在先，調(diào)節(jié)在后。為了抵償內(nèi)隱斜而避免復(fù)視，視覺系統(tǒng)必須減少調(diào)節(jié)引起的輻輳，從而降低調(diào)節(jié)響應(yīng)，造成較大的調(diào)節(jié)滯后。由此推測，減少內(nèi)隱斜或許可以阻斷調(diào)節(jié)響應(yīng)降低，防止近視的發(fā)生與進(jìn)展。只是目前尚無這方面的報(bào)道。

研究視軸變長的生理機(jī)制是近視眼研究的另一個(gè)很重要的方面?；仡櫄v史，對調(diào)節(jié)在近視發(fā)生和發(fā)展中作用的認(rèn)識有一個(gè)曲折過程。有些研究者曾經(jīng)認(rèn)為屈光狀態(tài)完全由遺傳決定，因而忽略了眼的調(diào)節(jié)作用。其中，Sorsby等(1957)的工作可算是比較有代表性的。他們認(rèn)為屈光不正的原因是由于在生長發(fā)育過程中，屈光參數(shù)(如角膜曲率、晶狀體的屈光、眼軸長度)之間的變化沒有很好匹配。這個(gè)觀點(diǎn)曾被稱為生物-統(tǒng)計(jì)理論。與此相反的是“過度使用”理論，最早是由Cohn(1886)提出。后來Young等(1972—1977)雖未否定遺傳因素，但他們的一系列工作證明了環(huán)境尤其是視近工作是近視的產(chǎn)生和進(jìn)展的重要因素。根據(jù)他們的縱向研究，Young等認(rèn)為近視的產(chǎn)生有兩個(gè)步驟，首先是由于長時(shí)間的視近工作，造成調(diào)節(jié)的持續(xù)緊張，使晶狀體暫時(shí)變厚。然后長期調(diào)節(jié)緊張會引起玻璃體內(nèi)壓力升高和前房壓力降低，最終使玻璃體腔變長?？梢钥闯鏊麄兪菑臋C(jī)械力學(xué)的角度考慮眼軸的變化。調(diào)節(jié)的“過度使用”理論現(xiàn)在被OEP (optometric extension program) 學(xué)派奉為信條，代表人物是Skeffington。他們在視近工作這個(gè)因素之外，還加上與視近工作有關(guān)的心理壓力及個(gè)體的認(rèn)知能力等條件，并將它們一起視為是產(chǎn)生近視的重要原因。調(diào)和這兩種不同觀點(diǎn)的理論，或許可稱為“正視化理論”。van Alphen 的工作可算是這個(gè)理論在早期的代表。他提出由出生開始到6～14歲結(jié)束的正視化過程，是一種由自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)控的負(fù)反饋控制過程，而也受自主神經(jīng)支配睫狀肌的張力則會影響這個(gè)控制過程。這個(gè)理論認(rèn)可在正視化過程中各屈光分量之間的協(xié)調(diào)是由遺傳確定的，同時(shí)也認(rèn)為在正視化過程中個(gè)體的神經(jīng)調(diào)控會因環(huán)境因素而變化，從而影響最終的屈光狀態(tài)。至20世紀(jì)90年代，研究者逐漸把注意力集中到視網(wǎng)膜上成像的離焦上。最初的假設(shè)是認(rèn)為，眼軸的生長是一種與正視化類似的過程，其目的是減少視網(wǎng)膜像的離焦。這方面的研究工作在1998年視覺與眼科學(xué)研究協(xié)會會議上舉行的一個(gè)“調(diào)節(jié)的視近響應(yīng)，正視眼和近視眼”小型專題報(bào)告，及1999年英國OphthalmicandPhysiologicalOptics雜志出版的與上述會議有關(guān)的一個(gè)專輯 (19卷2期)中有很好記載。這個(gè)理論適用于理解以下情況，即在視近時(shí)，由于調(diào)節(jié)不足使近距離物體被成像在視網(wǎng)膜的后面，這種遠(yuǎn)視性離焦似乎正符合促使眼軸生長的條件。但是，Mutti等(2006)[12]以及Weizhong等(2008)[13]的縱向研究都沒有發(fā)現(xiàn)，近視眼兒童在近視發(fā)生前的調(diào)節(jié)滯后與正視眼兒童有所不同，所以簡單地用幾何光學(xué)推算的成像位置似乎無法解釋近視的發(fā)生與進(jìn)展。

近10年來，仍然是沿著視網(wǎng)膜像影響眼球的生長從而導(dǎo)致屈光狀態(tài)變化的思路，近視眼研究工作在兩個(gè)方面是值得關(guān)注的：第一個(gè)方面是眼對模糊的感覺閾值；第二個(gè)方面是眼的周邊屈光。Jiang(1997)[14]改進(jìn)了當(dāng)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的控制模型，在其中加入了一個(gè)感覺分量，并提出眼的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對離焦的等效閾值概念。他指出過去用的調(diào)節(jié)滯后量并不能很好地衡量不同眼睛對離焦的感覺閾值。Jiang和Morse(1997)[15]及Rosenfield和Abraham-Cohen(1999)曾用實(shí)驗(yàn)表明，近視眼比正視眼對模糊的敏感性較差。在這個(gè)方向，近年來的工作集中在經(jīng)過模糊適應(yīng)后視覺系統(tǒng)的視敏度或?qū)Ρ让舾卸鹊淖兓?，以及正視眼與近視眼之間在這方面的差別。然而早有工作表明，視覺神經(jīng)系統(tǒng)有補(bǔ)償離焦的功能 (例如Georgeson和Sullivan，1975)，所以簡單比較這種變化及差別的研究，仍無法為近視的產(chǎn)生和進(jìn)展機(jī)制提供有力的證據(jù)。在眼的周邊屈光與近視關(guān)系的研究中，基本依據(jù)是根據(jù)動物模型，在視網(wǎng)膜上除中央凹之外的各局部區(qū)域也都可以調(diào)控眼球的生長。然而也有研究者認(rèn)為，周邊屈光并不能改變正視化過程 。讓我們再從概念的角度討論這個(gè)問題，假定視網(wǎng)膜的各個(gè)區(qū)域都可調(diào)控眼球生長，那么在周邊視場的遠(yuǎn)視性離焦引起眼軸伸長的同時(shí)，也會造成中心區(qū)域成像有近視性的離焦，于是在視網(wǎng)膜上周邊的成像清晰了，但中央的成像卻反而變模糊了。這似乎是一種得不償失的結(jié)果。所以眼球在伸長時(shí)如何權(quán)重不同區(qū)域的需求，是研究者分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)必須思考的一個(gè)問題。

近視眼研究的最終目的，除了幫助人們理解近視發(fā)生的生理機(jī)制，更主要是為了找到有效的防治方法。由于目前世界人口中有約1/6是近視，同時(shí)近視患者存在進(jìn)一步患有白內(nèi)障、視網(wǎng)膜病變、青光眼等疾病的較大風(fēng)險(xiǎn)，所以近視眼的研究是一項(xiàng)非常有意義并且是緊迫的工作。因?yàn)槠年P(guān)系，本文僅試圖廓清近視研究的進(jìn)展，沒有對現(xiàn)有的防治方法總結(jié)及評論。但是筆者認(rèn)為無論是對于近視的產(chǎn)生及進(jìn)展機(jī)制的深入研究，還是對于防治方法的應(yīng)用和對其效果的判斷，都必須建立在科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)方法，以及客觀的數(shù)據(jù)處理和分析的基礎(chǔ)上。

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2010-10-08)

(本文編輯 諸靜英)

美國諾瓦東南大學(xué)視光學(xué)院 羅德岱堡 33328

蔣百川(Email：bjiang@nova.edu)