撰文：mumu
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亮点
户外活动，增加光照与近视眼之间关系的理论最成熟。
昼夜节律、光的色度和SF特征可能与近视眼有关，但支持这一点的人类研究证据有限。
体力活动、维生素D或近距离工作与近视似乎不相关。
年4月，西澳大利亚大学的SeyhanYazar博士在《TheBritishJournalofOphthalmology》上发表了一篇名为“Howdoesspendingtimeoutdoorsprotectagainstmyopia?Areview”的综述。文中对八个关于户外活动如何预防近视的主要假设进行了全面的总结：明亮的光线，减少周边离焦，较高的维生素D水平，不同的色光光谱，较高的体力活动，夹带昼夜节律，减少近距离工作和更高的空间频率（SF）能量。总体来说，已有确凿的证据表明，暴露在更明亮的光线下可以降低近视的风险。外周离焦可以调节眼睛的生长，但花时间在户外是否会显著改变外周离焦模式，以及这如何影响近视的风险尚不清楚。光谱、昼夜节律和SF特征是可能的因素，但缺乏来自人体研究的确凿证据。维生素D、体力活动和近距离工作似乎不太可能介导户外活动时间与近视之间的关系。
近视作为一种常见的眼科疾病，在全球范围内日益流行。患病率的上升不仅有直接和间接的相关成本，而且目前的数据表明，近视相关的状况会增加失明和视力障碍的负担。例如近视性黄斑病变，青光眼和视网膜脱离，其风险随着近视程度的增加而增加。因此，寻找可改变的近视发作和发展风险因素是研究的重点。在年发表的一篇具有开创性意义的文章中，无论是否从事体育活动，花更多的时间在户外与儿童近视发病率较低有关。此后的纵向研究和随机对照试验证实，花更多的时间在户外可降低儿童近视发病的风险，并可能降低儿童和青少年近视的发展，目前假设花更多的时间在户外可以通过多种途径降低近视的风险（图1）。确定这种关系背后的因素可以有针对性地进行干预，从而避免与户外时间相关的潜在有害影响，如晒伤和皮肤癌风险增加。
近视通常发生在儿童和青少年时期。发病后，近视在年轻时发展最快，直到成年之前才稳定。眼轴生长（称为“眼生长”）作为关键的生物标志物，是儿童/青少年近视发生和发展的主要驱动因素。对近视和近视发展原因的深入了解在很大程度上取决于动物模型，最常见的是小鸡、树鼩、豚鼠或恒河猴。这些物种的眼睛和人类的眼睛之间存在差异，例如视锥感光细胞类型的数量和调节机制。灵长类动物的研究结果最适用于人类。动物中有两种常见的诱导性近视模型（图2）：形觉剥夺性近视（FDM）和晶状体诱导性近视（LIM）。每天正常视觉输入2-4小时，FDM和LIM基本上都可以被否定。目前尚不清楚哪种模型最适用于人类；人类近视是进行性的，与FDM相似，但人类的眼睛在正常环境中一般不会被剥夺形状。另外，远视离焦可能发生在儿童身上，但需要几乎恒定才能诱发近视，这似乎也不太可能。导致近视眼生长的生化途径还不完全清楚。目前的理解是信号传导级联反应，视觉输入引起视网膜色素上皮和脉络膜的改变，最终导致巩膜重塑和眼睛生长，从而在视网膜内启动信号级联。与此信号有关的生化物质包括多巴胺、乙酰胆碱、胰岛素、黑素视素，维甲酸、一氧化氮和γ-氨基丁酸。
室外光照度（亮度）通常是室内光照度的10-倍，这可能与户外时间和近视眼有关。在低照度（50勒克斯）条件下饲养的雏鸡会患近视，而更明亮的环境光照（0-勒克斯）会阻止雏鸡和恒河猴患FDM剂量依赖性。多巴胺-2受体的抑制完全阻断了强光对雏鸡FDM的保护作用，证明了多巴胺在FDM中的关键作用。照度似乎在LIM中的作用较小。在小鸡和恒河猴中，较亮的光照并没有减少LIM的数量，但在小鸡中，确实减慢了LIM的发育速度。多巴胺受体在LIM中的作用似乎也较小，表明受其他途径的调节。在人类中，光暴露可以直接测量使用个人测光仪佩戴1-2周的时间。使用光度表研究发现，较高的平均每日光照与眼睛生长缓慢有关，每天40分钟的强光（勒克斯）照射与眼睛生长速度减慢显著相关。人为增加光照也可能降低近视风险。在22名年轻人中，连续7天30分钟的光疗眼镜（勒克斯）会导致脉络膜稍厚，与儿童的眼睛生长变慢有关。在为期1年的干预研究（n=）中，将教室照度从大约勒克斯增加到勒克斯可降低6%的近视发病风险；值得注意的是，如果较亮的光线能够预防人类近视，这可能表明人类近视与FDM相似。综上所述，儿童和青少年在较明亮的光线照射下，近视风险较低。在动物中，暴露在较亮的光线下可阻止FDM的发生和发展；然而，它在LIM中的作用可能较小。增加眼光暴露是一种很有前途的近视干预措施。但仍需进一步的干预性研究，以独立于在户外度过的时间来获得更高的光照度是否可以防止人类近视。
动物研究表明，与LIM一样，远视离焦会导致眼睛生长。在恒河猴和豚鼠中，外周视网膜可调节眼睛的生长。外周视网膜的远视离焦是近视的潜在驱动因素。与正视眼相比，近视眼更扁长，并且具有更多的相对远视（RPH）。然而，这些特征很可能是继发于近视发病的，因为大型纵向研究发现基线RPH（高达30°偏心率）与近视发病或进展的风险之间没有联系。然而，设计用于诱发相对周围性近视（RPM）的隐形眼镜和同样诱发RPM的角膜塑形镜似乎可以减缓儿童近视的进展。因此，眼形诱发的周围性离焦可能参与近视的进展，而不是近视的发生。然而，环境诱导的周边离焦是否与近视的发生或发展有关尚不清楚。在室外环境中，物体通常远离眼睛，并且屈光环境通常是均匀的（图3）。因此，外围物体在户外时离焦最小。相反，在室内，物体通常更近，物体的屈光距离变化更大。在这种屈光变化的环境中，物体有可能产生更大的RPH或RPM。有人建议，花更少的时间在户外，花更多的时间在室内，使儿童暴露于更多的周边离焦，可能导致眼睛生长。相反，室外环境的屈光均匀性以及由此产生的周边离焦最小化可能会在某种程度上保护近视眼。然而，RPM使这一假设变得复杂，RPM也存在于室内环境中，却是眼睛生长的强烈抑制剂。此外，在动物身上引起近视几乎需要恒定的远视离焦，而在人类身上这是一种不太可能的环境状况。总之，动物研究表明，RPH可以引起近视。人类研究表明，周边离焦可能参与近视的进展，但可能不会发作。很少有证据评估环境引起的周边离焦在近视中的作用。室内环境是否能产生足够的稳定的RPH来刺激眼睛的生长，以及外周离焦在室外环境中是否有实质性的不同，这些都是未知的。测量物体距离的可穿戴设备将有助于更好地了解视觉环境中的离焦模式，并可能阐明环境诱导的周边离焦在人类近视中的作用。
当皮肤暴露于紫外线辐射时，会产生维生素D，这可能与户外活动和近视眼有关。但血清25-羟基维生素D水平（维生素D充足性的常用标志物）可能仅作为近期户外活动时间（数周-数月）的生物标志物，与近视无因果关系。在评估25-羟基维生素D水平与近视之间关系的流行病学研究后发现，近视眼患者的25-羟基维生素D低于非近视眼患者。唯一的纵向研究表面，在调整之前报告的时间支出后，基线25-羟基维生素D水平与儿童“可能近视”发病之间没有关联。此外，一项基于四种单核苷酸多态性（SNPs）的孟德尔随机（MR）研究发现，低25-羟基维生素D浓度的遗传易感性与近视风险的增加无关。维生素D与近视相关的证据不一致。这可能是由于无法准确测量户外活动时间造成的残余混淆，或者是横断面研究中的反向因果关系。MR研究能够很大程度上忽略户外时间作为协变量；然而，由于SNPs对25-羟基维生素D浓度的影响很小，本研究可能没有检测到阈值效应。然而，纵向和MR研究提供了最有力的证据，维生素D似乎不太可能与近视有因果关系。
波长较短的光（如蓝色）比波长较长的光（如红色）折射得更大；因此，红光在眼睛中的聚焦将在蓝光的后面。雏鸡的眼睛利用光的这种色度线索来调节眼睛的生长。与钨灯和荧光灯相比，阳光中含有相对更多的绿色、蓝色和紫外线。人造光的不同色度光谱可能会导致视网膜错误地解释散焦信号并诱导眼睛生长，从而将户外活动和近视眼联系起来。在窄带波长的光下饲养动物会引起眼睛生长的变化，这种变化在不同物种和不同波长的光下不同。同样，单色照明对FDM或LIM的发展也有不同的影响。红色照明阻止了恒河猴的FDM或LIM和豚鼠的LIM，但对雏鸡的FDM没有影响，而蓝光轻度抑制雏鸡的FDM，但对LIM没有影响。尽管是在人工条件下进行的，但这些研究表明不同的光谱可能诱发屈光变化。在更现实的研究中，将豚鼠放在发射光谱接近日光的卤素灯下或室内荧光灯下产生等量的LIM。紫外光（–nm）可能对预防近视很重要。与对照组相比，在小鸡身上添加紫罗兰荧光灯会阻碍FDM和LIM，佩戴紫罗兰色透光隐形眼镜的儿童（n=）的眼睛生长速度比佩戴部分阻挡紫罗兰色光线的隐形眼镜的儿童（n=31）慢0.05毫米/年。然而，有人认为，晶体晶状体不能传输足够的紫外光，在视网膜上产生相应的影响。视网膜中吸收视蛋白的中波长（绿色）或长波（红色）的量也可能影响近视的风险；一项大型病例对照研究发现，红/绿色觉缺陷个体的近视患病率较低。一项针对雏鸡的研究发现，中长波视锥（M:L）比率与FDM严重程度之间没有关联，但高M:L比率与对照眼更多远视屈光不正之间存在关联。色光光谱可以潜在地改变眼睛的生长，但直接联系色光和近视发病的经验证据仍然相对薄弱。需要复制和新的研究来解决太阳光和人造光的色差是否能够诱发近视。
早期的研究发现，更多的体力活动可能通过运动引起的生化变化来预防近视。然而，这些研究没有调整户外活动的时间，也没有使用体力活动和户外活动的联合测量。在一项针对儿童的横断面研究中，花在户外运动和活动上的时间越多，近视风险越低，但室内运动和活动没有类似的效果。这表明，户外活动比体育活动更贴切。最近的纵向研究旨在调整户外活动时间作为协变量，证实体育活动本身与近视风险无关，因此，户外活动时间与近视没有联系。
昼夜节律的调节和眼睛的生长在信号传递上有明显的重叠，多巴胺是昼夜节律和眼睛生长的关键调节因子。眼轴长度和脉络膜厚度之间也会发生近似相反的昼夜变化（约10至20μm）。诱导的远视离焦，如在LIM中，会破坏这些昼夜变化。此外，在雏鸡中，与对侧眼相比，形觉剥夺眼中调节昼夜节律的基因表达轻度降低，而在小鼠中，关键昼夜节律基因Bmal1的视网膜特异性条件敲除诱导近视眼生长。因此，昼夜节律可能参与调节屈光发育；曝光对于保持昼夜节律很重要，表明从户外活动到近视的可能途径。褪黑素与昼夜节律密切相关，睡眠时高，白天低。在雏鸡中，玻璃体腔注射≤1毫克的褪黑素会轻微增强FDM的严重程度，而非常高的剂量（2毫克）会轻度延缓FDM。在人类中，两项横断面研究（n=55，年龄21–64岁，n=24，年龄在17-40岁之间）发现褪黑素浓度振幅和相位与近视没有直接关系。相反，在另一项研究（n=54，年龄在18-20岁之间）中，近视患者的早晨褪黑素水平高于非近视患者。这些相反的发现可能是由于受试者或受试者的年龄不同小样本。在对中国儿童和青少年进行的两项大型横断面研究中，近视与较短的自我报告睡眠时间有关。总的来说，昼夜节律可能通过多巴胺能途径调节眼睛的生长。然而，近视患者昼夜节律紊乱的证据通常很少，而且质量有限。褪黑素本身可能与近视没有直接关系，但它可能是昼夜节律调节的有用标志。
长期以来，人们一直认为过多的近距离工作会导致近视。在大数据分析中，尽管纳入研究之间存在不一致的发现，并且近距离工作的量化方法存在很大差异（例如，屈光度小时，每周阅读的书籍），但近距离工作被认为是近视的危险因素。因此，近距离工作和近视眼之间的关系可能仅仅是由于个人在户外工作较少而造成的。但有几项研究证明，花在近距离工作上的时间和花在户外的时间在很大程度上不相关。澳大利亚6-12岁儿童户外时间与近距离工作时间的相关性较弱（分别为r=0.20和r=0.03）。其他横断面和纵向研究发现，户外时间和近距离工作时间对近视风险有独立影响，虽然这可能是由于精确测量这些变量的局限性造成的。从近距离工作到近视眼的可能原因也不清楚。花在近距离工作上的时间似乎不太可能调节户外时间与近视之间的关系。
最近有人提出，室外场景的SF特征可能有助于预防近视。在张不同室内和室外场景的人类锥敏感度匹配图像中，室外场景与室内场景相比，含有更多的中或高SF。在中SF和/或高SF具有较大能量的环境能够防止雏鸡的近视移位。由SF刺激物的运动转化而来的时间闪变似乎也能调节眼睛的生长，与高频率闪变环境相比，低频率闪变环境可诱导眼睛的生长。
花时间在户外可能通过多种方式预防近视。在动物和人类研究的支持下，高照度是最成熟的理论。增加光照是一种很有前途的近视眼干预措施，但在临床应用前，需要在不改变户外时间（如使用人造光）的情况下增加光照的干预性研究。外周离焦似乎能够调节眼睛的生长；然而与室内环境相比，在室外环境中，外周离焦的差异是否介导了户外时间与近视之间的关系尚不清楚。测量物体与观察者距离的可穿戴设备可以通过描述不同环境中的周边离焦来帮助阐明这种关系。昼夜节律、光的色度光谱和SF特征可能与户外活动时间和近视眼有关，但支持这一点的人类证据有限。体力活动、维生素D或近距离工作与近视似乎不相关。花时间在户外也可以通过多种方式预防近视，这些因素的一些组合可能需要最大的功效。例如，在小鸡身上，更明亮的光线和诱导的RPM对减少眼睛生长有加性作用。令人欣慰的是，紫外线照射可能不需要保护近视眼；因此，增加户外活动时间的临床建议或公共卫生干预措施可能与皮肤保护和太阳镜的使用相一致，但不会显著降低光照强度。然而，应注意的是，尽管澳大利亚开展了广泛的防晒运动，青少年的皮肤保护仍然不够理想。了解户外活动如何预防近视，将有助于设计有针对性的近视干预措施，以对抗日益上升的近视发病率。
教授介绍
SeyhanYazar博士目前在西澳大利亚大学任职。其主要的研究兴趣是生物信息学和生物统计学、流行病学、计算基因组学、电脑编程、工程序列分析和进行有效的和可重复的计算眼研究。她与Mackey教授共同建立了西方眼部保护研究、Kidskin青少年近视研究、Busselton健康老龄化研究和Raine研究（20年眼部随访）。她还协助DavidMackey教授和AlexHewitt教授建立的西澳大利亚眼科生物库的协调和数据分析。目前，她正在参与建立Raine研究28年的随访。其在一系列同行评议的期刊上发表了多篇文章，包括《Nature》和《NatureGenetics》等高影响力期刊。
参考文献
LinghamG,MackeyDA,LucasR,etalHowdoesspendingtimeoutdoorsprotectagainstmyopia?AreviewBritishJournalofOphthalmology;:-.
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