青少年近视相关环境因素的研究进展

丁鑫，郇义贞，郭承伟

近视，是当眼睛调节放松时，平行于光轴进入眼睛的光线被聚焦在视网膜前的一种屈光不正，通常是由眼球前后径过长，或者由角膜过度弯曲和（或）晶状体屈光力增加造成的[1]。全球近视患病率快速上升，预期从2000年占世界人口的23%上升到2050 年的50%，已成为严重的公共卫生问题[2]。近视除了造成经济负担外，视力损害或者高度近视引起的并发症，可能导致患者生产力、生活质量和独立性的丧失[3]。虽然近视的病因尚未明确，但有证据[4]表明，近视是环境因素和遗传因素之间相互作用的多因素所致。仅靠近视的遗传学不能解释一代或两代人近视患病率迅速上升现象的原因，教育和户外活动等环境因素则显示出很强的关联性[5]。因此，探析环境因素对于近视的影响十分重要，本文将导致近视的相关环境因素的文献进行综述。

1 自然环境

1.1 光照

1.1.1 光照强度 强光和弱光暴露可能都是利用环境光照预防近视的策略选择之一。相关研究[6]表明，强光能够通过激活视网膜On 通路中的多巴胺D1 受体信号，抑制形觉剥夺性近视的发展。除了强光照射外，弱光照射刺激的视杆细胞通路对近视发展也有重要影响。一项研究[7]发现，近视和非近视儿童在1 周时间内，接受到的光照强度及呈现的屈光状态存在显著差异，近视儿童接受的弱光暴露明显少于非近视儿童，表明弱光暴露可以在一定程度上防止近视发展。上述实验证明了光照暴露能够减缓近视的进展，但光照持续时间和强度等因素对近视的影响可能存在不同的差异。在雏鸡实验[8]中，分为恒定光照组和2 h 光照周期组，前组中2,000 lux 组的近视屈光度（-4.94±1.21）D 明显低于300 lux 对照组（-9.73±0.96）D；后组中，与300 lux 对照组相比，10,000 lux 组无论是在早晨（-9.98±0.85）D、中午（-8.00±1.26）D 和晚上（-13.14±1.16）D，对屈光状态均无显著影响，但中午组的近视发生率明显低于晚间组。结果显示，在白天连续增加每日光照比在2 h内增加同等强度的强光更能有效地抑制近视，在对强光暴露的反应中，似乎一日之内也存在微弱的时间效应。有关光照持续时间及强度对近视的影响未来需要进行更多的科学研究。

1.1.2 光照类型 WANG 等[9]将恒河猴分为人工（室内）光照饲养组和自然（室外）光照照射组，发现与后一组相比，前组的猴子表现出更明显的近视屈光参差，表明暴露在自然光下可能对减少远视性离焦诱导的近视有一定的效果。GAWNE 等[10]研究了长波和短波对树鼠屈光发育的影响，发现窄带红光（626 nm）能够减缓玻璃体生长、产生远视，闪烁的窄带蓝光（464 nm）能够导致玻璃体拉长和近视。TORII等[11]发现，紫光（360～400 nm）使近视的抑制基因早期生长反应基因1（early growth response 1，EGR1）表达上调，在相同条件下，紫光诱导雏鸡脉络膜视网膜组织中EGR1 的表达明显高于蓝光，TORII 等[11]的回顾性研究比较了近视儿童配戴眼镜（紫光遮蔽）和2 种类型的隐形眼镜（部分紫光遮蔽和紫光透射）的眼轴延长程度，数据显示，紫光透射式隐形眼镜对近视进展的抑制作用最强。实验提示自然光线、窄带红光和紫光是控制近视的重要光照类型。

1.1.3 光照减缓近视的作用机制 环境光照减缓动物近视发展的潜在机制，可能是由于光照诱导视网膜释放多巴胺[12]。多巴胺是视网膜中一种重要的神经递质，参与调节视网膜发育、视觉信号和屈光发育等多种功能[13]。多巴胺的释放能够防止眼球增大，并抑制眼球轴向伸长。光剥夺和低照度环境抑制了动物的多巴胺受体，眼球轴向伸长不会受到抑制，近视会进一步发展[14]。

1.2 空气质量

环境污染日益严重，空气污染物逐渐被证实与近视等视力损害的风险之间存在潜在的联系。人眼是直接接触外界环境的器官，极易遭受周围空气污染物中毒性成分的影响。一项来自6个发展中国家，33,626名50岁以上受试者参加的研究[15]发现，长期暴露在空气中的细颗粒物（fine particulate matter，PM2.5）和臭氧与老年人近视有关。但PM2.5 和臭氧浓度与近视之间的关联的潜在机制在很大程度上仍然是未知的。推测长期暴露在含有PM2.5 和臭氧的空气中造成的氧化应激和慢性炎症可能会影响睫状肌的调节功能，使晶状体弹性下降，最终导致近视[16-17]。未来需要更多的研究来证实这一猜测。

1.3 昼夜节律

有研究[18]认为，睡眠时间不足、睡眠障碍可能是影响儿童青少年近视的重要影响因素，也有研究认为二者引起的昼夜节律紊乱才是引起儿童青少年近视的根本原因。眼球屈光发育的信号机制是以视网膜昼夜节律为中心，当视网膜神经递质与视网膜生物钟发生相互作用时，此信号机制控制眼球的生长和大小的昼夜节律，从而调节眼球的屈光发育；光、温度和饮食等因素，均可以影响视网膜生物钟与昼夜节律的同步性[19]。

2 生活环境

2.1 户外活动

户外活动是目前近视预防的主要干预措施之一。户外活动预防近视的机制是通过减缓眼轴拉长的进程，降低近视风险[20]。XIONG等[21]的Meta分析显示，当以户外时间作为干预措施时，经过3年的随访，干预组的近视发展比对照组减少了-0.30 D，每日增加76 min的户外时间能使近视发生率降低50%。HO 等[22]发现每日户外活动时间超过120 min，亚洲个体可以降低约50%的近视发病率，并减缓近视32.9%的等效球镜度数进展和24.9%的眼轴拉长进程。台湾开展了1项户外活动推广计划，结果[23]显示，每周户外活动时间大于11 h，干预组的眼轴拉长度（0.28 mm）明显低于对照组（0.33 mm），近视快速发展的风险降低54%。从而得出结论，户外活动可以预防儿童近视的发展，同时户外活动时间越长，儿童近视的可能性越小，但眼轴拉长的过程是不可逆的，因此，户外活动主要在于预防和减缓近视的发展。

2.2 近距离工作

近距离工作已经被研究证实是近视发展的环境危险因素之一[24]。东亚国家近视患病率快速增长，与学生花费较多的时间在阅读和家庭作业上有关。研究[25]证明，随着时间的推移，近距离阅读时眼睛在向下凝视的调节过程中眼轴显著伸长，并伴明显的脉络膜变薄。一项研究[26]表明，当学生阅读学习距离大于30 cm 时，近视的患病率显著降低，而连续近距离工作时间超过30 min，相比时间少于30 min的学生近视程度更高。不同于上述研究观点，有学者[27]认为，近视与近距离工作持续时间之间没有明显的关联，近视与近距离连续阅读的强度有显著的独立关联，即近距离工作的强度是一个重要因素，而不是总持续时间。可以看出，向下凝视行为、较近的工作距离会增加近视的风险，近距离工作的持续时间和强度对近视的影响还需要进一步探讨。

2.3 屏幕时间

近年来随着智能手机、平板电脑和电脑等电子设备的普及，屏幕时间被认为在近视的发展中产生了影响。特别是在儿童时期过早接触电脑等屏幕设备，更容易促进近视发展[28]。HINTERLONG 等[29]的研究表明，当多媒体教学取代了传统教学形式时，学龄儿童的近视率呈现出上升趋势。HANSEN 等[30]观察到，丹麦16～17 岁的健康青少年在长期使用屏幕设备后近视患病率达到25%，如果使用屏幕设备每天大于6 h，患近视的风险大约增加1 倍。近视患病率的上升发生在屏幕设备推出之前的几十年，故屏幕时间不能解释近视在东亚国家的流行，但可以评估这一最新趋势，即屏幕使用时间的快速增长可能会进一步增加亚洲和世界范围内的近视率，有必要使用客观的屏幕时间测量方法进行进一步的研究[31]。

3 社会环境

3.1 教育

近视，特别是高度近视患病率的增加，与儿童发病年龄越来越早和进展率较高有关[32]。这种高度近视是后天的，与教育有关[33]。研究[34]发现，受教育程度越高、年限越长，近视的患病率和进展率越高。特别是近视的高发区，如东亚和东南亚发达国家和地区，高等教育成果与近视的高患病率相一致。上海市儿童近视的患病率在3～5岁期间低于其他人群，或与之相当，但在6 岁后急剧上升，这与学校教育对近视发展的环境作用高度一致[35]。还有研究[36]发现，高度近视与普通近视的患病率将从大学入学前的15%上升到研究生毕业后的45%以上，这些数据与研究生的研究项目要求多年学习相关。有数据[37]表明，每多接受1 年教育，近视屈光不正就会增加-0.25 D/年。对于那些在18 岁之后离开全日制教育的人，这一比率则放缓到增加-0.10 D/年。

学校近视的大幅增加可能是有限的户外时间和近距离工作，例如缺少体育课、长时间高强度阅读和使用计算机共同推动的。一项以色列男性青少年近视患病率和严重程度关系的研究[38]中，极端正统教育系统中的男性青少年由于每天从事密集的近距离工作活动（阅读字体非常小的圣经经文），比其他教育系统的青少年患近视或高度近视的几率更高。除此之外，MILNE 等[39]评估了20 世纪90 年代末为期4 年的教育对小学生户外阳光暴露行为的影响，证实了儿童在受教育时期阳光暴露不足也会增加患近视的风险。

3.2 移民

近视在移民中的发病率较低，且随着移民年龄的增加而降低，5岁以前移居的埃塞俄比亚人的近视率是11岁以后移居者的2 倍，其高度近视的患病率也较高[40]。新加坡的第1 代和第2 代印度裔移民的近视患病率分别为23.4%和30.2%，其中高度近视患病率分别2.5%和4.8%，这提示，越早移民至新环境，便越早受到更高等的教育，也会导致更高的近视率，当然这还与个人生活方式、学校社区环境、家庭经济条件及社会政策等因素变化有关。

4 家庭环境

4.1 父母对近视的态度

随着近视患病率的上升，父母对近视原因和近视控制认识的重要性不可低估。任何要求改变儿童不良用眼行为或接受新的儿童近视治疗方案的成功，很可能取决于父母对这种状况的了解，以及他们是否接受所提议的干预措施作为一种必要的治疗选择。有研究[41]发现，父母对近视并发症和视力下降的风险认识不足，以及缺乏对儿童近视诊断的关注。不仅仅是家长，眼科医生、教师和学生对近视及其危险因素和预防都缺乏足够的认知[42]。

4.2 家庭经济状况

香港6～8岁儿童及其父母近视发病率很高，并且与教育程度相关，父母学历与社会阶层越高，其本身与孩子的近视患病率就越高[43]。家庭经济状况在影响受教育程度的同时还影响着孩子的生活学习习惯。城市的经济发展水平较高，儿童户外活动较少，与经济相对落后的农村地区相比，呈现出更高的近视患病率。中国农村儿童近视的患病率相对较低，而在经济发达的香港和广州，12 岁儿童近视的患病率分别高达53.1%和49.7%，提示家庭经济决定的物质环境对近视有很大的影响[44-45]。

5 结语

近视正在世界范围内迅速流行，其发病机制尚未明确，但研究发现近视是由遗传和环境因素共同作用的结果。虽然遗传因素会影响近视，但并不能解释青少年近视患病率的快速增加，近视相关的环境因素对近视的发展至关重要。不同的光照时间、强度与光照类型，均会对近视产生不同影响；长时间近距离工作和紧盯电子屏幕，缺乏户外活动，以及昼夜节律紊乱会加剧近视，空气质量下降也可能是影响近视的重要原因。除上述因素外，家庭与教育等因素也与近视的发生发展有着密切联系。因此，鼓励进行更多的户外活动，增加青少年的户外活动时间是非常有效的近视防治举措。此外，关注青少年的教育健康，制定合理有效的近视公共卫生防治方案，提高家长及眼科医生对近视防控的参与度，应尽早提上日程。