呂夢(mèng)，亢澤峰

隨著社會(huì)結(jié)構(gòu)和生活方式的轉(zhuǎn)變，近距離、室內(nèi)的工作生活?yuàn)蕵?lè)成為日常主流，近視的發(fā)病呈現(xiàn)年齡低、發(fā)病率高、增長(zhǎng)快的趨勢(shì)[1]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)近視的影響因素不斷探索，除了分子生物學(xué)層面的深入研究，“戶外運(yùn)動(dòng)”等社會(huì)因素受到廣泛關(guān)注。Guo Y等[2]觀察北京小學(xué)生4年中眼軸增長(zhǎng)和近視進(jìn)展的相關(guān)性，認(rèn)為戶外運(yùn)動(dòng)時(shí)間、近距離學(xué)習(xí)時(shí)間、父母遺傳等因素，與近視進(jìn)展顯著相關(guān)。Xiong S等[3]評(píng)價(jià)戶外活動(dòng)時(shí)間與近視發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系，認(rèn)為增加在戶外的時(shí)間可以有效地防止近視的發(fā)生以及減緩近視漂移。戶外活動(dòng)時(shí)間與近視發(fā)生發(fā)展的影響，已成為學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)[4]，但對(duì)此因素研究的動(dòng)物模型的報(bào)道較少，本研究通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和模擬戶外環(huán)境飼養(yǎng)的三色花豚鼠屈光度和眼軸的變化，觀察戶外活動(dòng)因素對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物屈光發(fā)育的影響，以期為其后續(xù)研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

動(dòng)物的飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)由首都醫(yī)科大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心統(tǒng)一管控，動(dòng)物均用于視覺(jué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。3周齡雄性花豚鼠120只（由本中心提供），體重140～180 g，由于運(yùn)輸導(dǎo)致的應(yīng)激反應(yīng)，死亡4只，其余116只于3日后，做基礎(chǔ)篩查，測(cè)量眼軸和屈光度，此操作連續(xù)2 d由相同兩名實(shí)驗(yàn)員完成，其中14只存在屈光參差（雙眼屈光度相差2.5 D以上），由于本實(shí)驗(yàn)有環(huán)境因素干預(yù)，屈光參差影響數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，故將其剔除本實(shí)驗(yàn)，其余102只中24只屈光度＜+2.00 D，發(fā)育比其它動(dòng)物快，作者將其作為遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組，隨機(jī)分為兩組，各 12 只（24 只眼），C 組（n=24），D 組（n=24），其余78只遠(yuǎn)視儲(chǔ)備正常組隨機(jī)分為兩組，各39 只（78 只眼），A 組（n=78）B 組（n=78）。 飼養(yǎng)六周后，A組5只（3只雙眼，2只單眼）晶體混濁，1只發(fā)育為屈光參差，1只死亡（解剖未發(fā)現(xiàn)疾?。?；B組死亡6只（解剖未發(fā)現(xiàn)疾病），4只外傷導(dǎo)致高度散光，2只單眼晶體核硬化；C組1只（雙眼）晶體混濁，1只右眼外傷；D組死亡2只（解剖未發(fā)現(xiàn)疾病），1只左眼外傷，1只雙眼晶體核硬化；以上樣本剔除實(shí)驗(yàn)后，模擬戶外正常組（A組）32只，實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)正常對(duì)照組 （B組）26只，模擬戶外遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組（C組）10只，實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組（D組）8只。于實(shí)驗(yàn)前和豚鼠9周齡分別檢測(cè)雙眼的屈光度、眼軸長(zhǎng)度。對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后和實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組屈光發(fā)育的差異，綜合評(píng)估不同環(huán)境對(duì)豚鼠屈光發(fā)育的影響。本研究動(dòng)物實(shí)驗(yàn)通過(guò)首都醫(yī)科大學(xué)倫理委員會(huì)的倫理審查，實(shí)驗(yàn)過(guò)程符合《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理?xiàng)l例》。

表1 各組晝夜節(jié)律及飼養(yǎng)環(huán)境

1.2 觀察視覺(jué)光環(huán)境及晝夜節(jié)律對(duì)豚鼠屈光發(fā)育的影響

各組的視覺(jué)光環(huán)境及晝夜節(jié)律按照表1執(zhí)行，4組間飲食無(wú)差異，每日密切觀察其全身狀況和眼部變化。

圖1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物豚鼠的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。1A模擬戶外環(huán)境；1B實(shí)驗(yàn)室環(huán)境

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

所有動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)前（3周齡）測(cè)量生物學(xué)指標(biāo)，區(qū)別環(huán)境因素飼養(yǎng)6周后，于動(dòng)物9周齡再次測(cè)量生物學(xué)指標(biāo)，記錄結(jié)果。

1.3.1 屈光度 所有豚鼠雙眼結(jié)膜囊滴1%復(fù)方托吡酰胺滴眼液4次，每次間隔5 min，帶狀光檢影驗(yàn)光（在工作距離0.33 m處檢影，散光以等效球鏡計(jì)算），屈光狀態(tài)以等效球鏡度數(shù)（D）表示。剔除屈光間質(zhì)質(zhì)量欠佳，影動(dòng)似毛玻璃樣的個(gè)體。

1.3.2 眼軸長(zhǎng)度 豚鼠全身麻醉，用深圳市瑞沃德生命科技有限公司生產(chǎn)的R520小動(dòng)物麻醉機(jī)，3.5%異氟烷，0.8 L/min，時(shí)間1 min。結(jié)膜囊滴0.4%鹽酸丁氧普魯卡因表面麻醉后，A超測(cè)定儀 (AVISO E-chograph Class I-Type Bat，Quantel Medical，Clermont-Ferrand，F(xiàn)rance)測(cè)定雙眼眼軸長(zhǎng)度，探頭有效直徑5 mm，頻率11 MHz[5]，脈沖式接收，超聲探頭直接接觸角膜，測(cè)量時(shí)探頭頂端紅光垂直于角膜平面對(duì)準(zhǔn)瞳孔中心測(cè)量，可檢測(cè)角膜表面被探頭輕壓導(dǎo)致的凹陷，形成不規(guī)則的噪聲波，及時(shí)予以調(diào)整，出現(xiàn)理想波形時(shí)進(jìn)行標(biāo)記，手動(dòng)模式連續(xù)測(cè)量10次，分別記錄生物特征數(shù)據(jù)并計(jì)算其平均值，精確到0.01 mm[6]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS Statistics V21軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，將計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)分布及Levene方差齊性檢驗(yàn)后，用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(xˉ±s)表示，眼別、周齡等因素對(duì)屈光性狀的影響采用多因素方差分析，實(shí)驗(yàn)前后比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)；組間比較采用單因素方差分析，若P＜0.05則認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

實(shí)驗(yàn)前豚鼠屈光度和眼軸，A組 （n=64）、B組（n=52）兩組數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，組間、組內(nèi)、雙眼間屈光度和眼軸長(zhǎng)度差異，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。C組（n=20）、D 組（n=16）兩組數(shù)據(jù)呈正態(tài)分布，組間、組內(nèi)、雙眼間屈光度和眼軸長(zhǎng)度差異，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＞0.05）。

2.1 不同視覺(jué)光環(huán)境下飼養(yǎng)6周后屈光度的變化

在觀察期間，所有豚鼠雙眼均朝向近視的方向發(fā)展。不同視覺(jué)光環(huán)境飼養(yǎng)42 d后，以雙眼屈光度數(shù)均值的減少量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，配對(duì)t檢驗(yàn)結(jié)果顯示：A 組近視漂移 （-2.57±1.38） D，t=14.81，P＜0.001。 B組近視漂移（-6.88±1.73） D，t=28.68，P＜0.001。 C 組近視漂移（-2.21±2.41） D，t=4.11，P＜0.01。D 組近視漂移（-3.98±2.60） D，t=6.14，P＜0.001。 A 組比 B 組近視漂移要少，F(xiàn)=311.891，P=0.000，C組比 D組近視漂移要少，F(xiàn)=34.628，P=0.000，各組左右眼之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2、圖2）。

表2 4組豚鼠實(shí)驗(yàn)前后屈光度、眼軸長(zhǎng)度變化（xˉ±s）

圖2 4組豚鼠屈光度變化分布圖。2A正常組；2B遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組

2.2 不同視覺(jué)光環(huán)境下飼養(yǎng)6周后 （豚鼠9周齡）眼軸的變化

不同視覺(jué)環(huán)境飼養(yǎng)42 d后，所有豚鼠眼軸長(zhǎng)度均逐漸增加，進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，A組眼軸增長(zhǎng)（0.78±0.43）mm，t=14.533，P＜0.001；B 組增長(zhǎng)（1.14±0.55）mm，t=14.743，P＜0.001。 C 組增長(zhǎng) （0.75±0.49） mm，t=6.820，P＜0.001；D 組增長(zhǎng) （0.78±0.32） mm，t=9.826，P＜0.001（表 2、圖 3）。

B組和A組相比眼軸長(zhǎng)度增加差異，F(xiàn)=39.066，有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），D組和C組相比眼軸長(zhǎng)度增加差異，F(xiàn)=2.713，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.109）。

圖3 4組豚鼠眼軸長(zhǎng)度變化分布圖。3A正常組；3B遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組

3 討論

3.1 不同品系的豚鼠屈光發(fā)育存在差異

本研究應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)的豚鼠為英國(guó)短毛種遠(yuǎn)交系豚鼠，遺傳不穩(wěn)定，個(gè)體間屈光發(fā)育及實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在差異，3周齡相近體重豚鼠中部分個(gè)體表現(xiàn)出遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常，116只豚鼠，在基礎(chǔ)篩查中發(fā)現(xiàn)，24只屈光度＜+2.00 D，屈光發(fā)育比其它動(dòng)物快。Jiang報(bào)道，220只4周齡野生豚鼠中篩查出28雙眼近視 (超過(guò)-1.50 D)[7]，白化的豚鼠品系2周齡近視率為70.1%，對(duì)照有色品系近視率為28.6%[8]；Zhou認(rèn)為正常的豚鼠3周齡已經(jīng)完成正視化[9]。不同的豚鼠品系屈光性狀可能存在不同。Pardue MT[10]分析使用小鼠進(jìn)行近視研究的文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)相同周齡的C57BL/6J小鼠在不同實(shí)驗(yàn)室測(cè)定的屈光度差距很大。這提示我們?cè)谥谱鹘晞?dòng)物模型開(kāi)展相關(guān)研究時(shí)，一定要選擇遺傳背景清楚，繁育規(guī)范的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

3.2 眼軸與屈光度的相關(guān)性

在人類，眼屈光系統(tǒng)中各個(gè)因素之間的相互協(xié)調(diào)決定了最終的屈光狀態(tài)，最主要的是眼軸長(zhǎng)度的因素。Zuo B[11]在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：相對(duì)近視恢復(fù)的早期過(guò)程中，正常對(duì)照眼的屈光與眼軸長(zhǎng)度呈一致性變化，而近視恢復(fù)眼實(shí)驗(yàn)眼的屈光與眼軸長(zhǎng)度呈反向分離性變化。Jong M[12]對(duì)100名兒童的眼軸和屈光度進(jìn)行測(cè)量。屈光度范圍為（+2.25～+8.25）D，軸向長(zhǎng)度為（19.34～23.66）mm。屈光度和測(cè)量的軸向長(zhǎng)度有很強(qiáng)的相關(guān)性。大多數(shù)眼睛的估計(jì)和測(cè)量值相差＜0.5 mm(33/50，66%)，所有眼睛的估計(jì)和測(cè)量值都在1 mm之內(nèi)。

本研究發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常的豚鼠發(fā)育過(guò)程中眼軸與屈光度并不存在明顯相關(guān)性，D組和C組相比眼軸長(zhǎng)度增加差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這與人類存在差異。Chung HJ[13]報(bào)道高度近視眼屈光度不隨眼軸增加而增加，這可能是由于眼球前部和后部伸長(zhǎng)的差異。高度近視眼的眼生物特征參數(shù)的解釋?xiě)?yīng)考慮這些差異。豚鼠晶狀核硬化，晶狀體發(fā)生屈光力變化，近視的發(fā)展多是各屈光成分綜合作用的結(jié)果，而非僅為眼軸的延長(zhǎng)。

3.3 視覺(jué)光環(huán)境對(duì)屈光狀態(tài)的影響

有關(guān)戶外活動(dòng)降低近視發(fā)病的原因目前尚不確切，Lin Z等[14]評(píng)價(jià)中國(guó)農(nóng)村兒童（被認(rèn)為戶外活動(dòng)頻繁人群）近距離工作和戶外活動(dòng)與屈光不正的關(guān)系，認(rèn)為近距離工作和近視之間沒(méi)有聯(lián)系，戶外活動(dòng)對(duì)中國(guó)農(nóng)村兒童近視的保護(hù)作用較弱。Erdinest N等[15]報(bào)道，增加約76 min/d可使近視發(fā)生率降低50%。增加戶外活動(dòng)的時(shí)間可以更好地預(yù)防近視的發(fā)生，但并不會(huì)減緩近視的進(jìn)展。Lin Z認(rèn)為戶外活動(dòng)可增加陽(yáng)光照射，刺激眼內(nèi)多巴胺的分泌和釋放，后者能抑制眼軸的增長(zhǎng)，從而可以預(yù)防近視。同時(shí)陽(yáng)光照射可以導(dǎo)致維生素D的增加，維生素D具有強(qiáng)大的抗增殖作用，進(jìn)而可以穩(wěn)定眼球的增長(zhǎng)。Chuang AY[16]研究顯示維生素D受體基因多態(tài)性與高度近視間接相關(guān)，它可能會(huì)間接影響到某些相關(guān)因子，調(diào)節(jié)鈣的代謝，而鈣離子具有增強(qiáng)平滑肌收縮，穩(wěn)定睫狀肌的功能，使視網(wǎng)膜呈清晰的像。本研究觀察了正常組和遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組在模擬戶外環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的屈光發(fā)育，A組比B組近視漂移要少，C組比D組近視漂移要少，發(fā)育期豚鼠對(duì)不同的視覺(jué)光環(huán)境是敏感的，戶外活動(dòng)可減緩正常組和遠(yuǎn)視儲(chǔ)備低常組近視漂移的程度，對(duì)眼軸作用不顯著，同時(shí)，由于物種原因，豚鼠戶外組晶體核硬化高發(fā)。