胡锦东 刘新泉



·综 述·

不利环境因素与干眼△

胡锦东 刘新泉

不利的环境因素(相对湿度低、高气流、长期视屏显示终端工作、佩戴隐形眼镜等)均是诱导干眼形成的危险因素。低湿度、高气流环境(空调建筑、飞机舱、高海拔地区等)引起泪液蒸发率增加，进而泪液渗透性升高；长时间使用视屏显示终端，眨眼率降低，脂质层厚度下降，泪膜稳定性破坏，加速泪液蒸发率；隐形眼镜佩戴会破坏泪膜生理结构，增加泪液蒸发率。这些不利环境因素均能通过增加泪液蒸发率或破坏泪膜稳定性，从而升高泪液渗透压促进干眼的形成。(中国眼耳鼻喉科杂志，2017，17：283-287)

干眼；不利环境；泪液蒸发率；泪膜稳定性

干眼是一种能引起不适、视觉障碍和泪膜不稳定的泪液和眼表的多因素疾病，伴有泪液渗透性升高和眼表炎症，并可能损害眼球表面[1]。近来研究[2-3]表明，干眼是保护性免疫和炎症调节机制失常所导致的一种自身局限性免疫疾病。其常是由泪腺功能单位(the lacrimal functional unit, LFU)障碍造成。正常情况下，LFU能够维持眼表的平衡，它是一个包括泪腺(主副泪腺、杯状细胞、眼表分泌细胞)、眼睑、睑板腺、角膜、结膜和泪膜，泪液排泄途径，及连接它们的感觉和运动神经的完整系统[3]。该单位对泪膜的主要成分进行调控，保持泪膜的完整性及角膜的透明性，并对环境、内分泌等影响作出响应[4]。当该单位任一环节出现异常，眼表的稳态平衡即被打破，从而损害泪膜的稳定性和渗透性[2,4-5]，诱发眼表损伤，启动炎症级联反应，产生特异性和非特异性免疫反应，这些免疫反应进一步导致眼表损伤和炎症的恶性循环发展[3,5]。

根据诊断标准的不同，干眼的患病率也有所不同，据大型流行病学研究[6]表明，不同年龄段干眼的患病率约为5%～35%以上。老年人的干眼发病率一直为大家所关注，据估计约323万女性和168万男性，合计491万50岁以上的美国人患有干眼[6]。国内较大规模的流行病学调查尚未见报道，但我国正步入人口老龄化社会及人们不断遭遇不利的办公环境，负担过重的视觉任务等，其发病率可能更高。干眼患者不仅需要忍受眼部的不适，如干涩、瘙痒、烧灼感、发红、流泪、刺痛感、沙砾感、异物感、视疲劳和视力模糊等[6]，而且也相应降低其生活质量，增加经济负担，影响其正常的社会交流和工作场合的互动及效率[7-8]。一项问卷调查[9]表明，干眼患者的视觉相关生活质量明显下降，患者报告普通活动中出现问题的可能性是非干眼患者的3倍(P<0.001)，尤其是在进行阅读，开展专业工作，使用电脑、观看电视及驾驶等用眼强度高的活动。此外，目前尚无治愈干眼的有效方法，仅能通过眼药水以补充泪液，泪点栓塞或湿房镜以保留泪液，促分泌素以刺激泪液生成，环孢素A或四环素等抗感染治疗，以及补充必需脂肪酸等缓解症状[10]，进一步表明干眼作为一个重要的公共卫生问题值得引起关注。

干眼的形成主要受环境的影响，这种环境可以分为内环境和外环境。内环境表示患者的特殊生理状况，例如衰老、雄激素水平较低，以及全身用药情况(抗组胺药、β-受体阻断剂、镇痉药及精神类药物)等所致的生理状况紊乱；外环境主要指人们所处不利的生活、工作环境，例如较低相对湿度、较高空气流量环境等[1]。干眼一般分为水样液缺乏性和蒸发过强性两类，起初认为干眼主要由水样液缺乏引起，然而实际上，泪液蒸发过强是大多数干眼人群更为常见的问题[11-12]。外界不利环境对干眼的影响，亦主要表现为蒸发过强型干眼。不利的环境因素如高温、大风或低湿等存在于每个地方，尤其是那些干旱或半干旱有着温热气候的地区，往往更加容易出现干眼相关的症状和表现；此外，成千上万的人正处于人工创造的各种不利环境中，比如空调建筑、车间或飞机舱等[13]。而某些产品如光学镜片、半导体、医疗用品、电池等的生产，必须在特定的洁净室内进行，其环境条件可能更差。通过连续3年对某蓄电池工厂洁净室内[相对湿度(relative humidity, RH)≤1%]的工作人员进行全面干眼相关检查，发现患病率逐年增加，干眼评分亦逐年加剧恶化[14]。阅读或使用视屏显示终端，及隐形眼镜的配戴会进一步加重症状。

1 空调建筑(病态建筑)、机舱等

随着经济水平的改善，人们对于生活、工作所处的环境质量更加关注。关于在空调建筑(病态建筑)、机舱内的投诉[15-16]逐渐被报道，主要表现为上呼吸道障碍、眼表及全身症状等。一项关于病态建筑综合征(sick building syndrome, SBS)患病率的问卷调查[17]发现，眼部、上呼吸道症状与疲劳、头痛等不适普遍存在于密闭办公楼及自然通风办公楼。一些症状在密闭办公楼更为普遍：“眼睛干涩”(33.3%vs27.1%，P=0.01)；“流涕”(37.3%vs31.3%，P=0.03)；“嗓子发干”(42.0%vs36.0%，P=0.02)；“嗜睡”(58.5%vs50.5%，P=0.03)。而一项关于欧洲8个国家167个办公室综合特征与干眼症状的调查报告[18]显示，34%的办公室人员(n=7 441)在近4周内出现了干眼症状，且大部分人(91.2%)表明症状在离开办公室后得以改善。空气污染、暴露的混凝土或石膏、乳胶漆墙面、办公室清洁率等这些不被人们注意的物理条件亦是干眼的危险因素。同时，机舱、办公室内的污染物，如挥发性有机物、臭氧、甲醛等也会引起人们眼睛和呼吸道的症状及不适[19]。

越来越多的人选择乘坐飞机出行，故舒适健康的飞机座舱环境显得尤为必要[20]。然而，目前座舱内环境的健康和舒适度并不令人满意[21]。2011年，据欧盟统计局统计，欧洲国家共有777百万人次乘客乘坐飞机；而据国际民用航空组织统计，美国共有707百万人次乘坐飞机[22]。于眼睛而言，机舱实则就是一种人为制造的不利环境。飞行过程中，机舱内压力通常保持在相当于1 500～2 500 m以上海平面大气压力，座舱内相对湿度为10%～20%，这和机舱外高海拔状态下的气压、低温环境有关[23]。飞行过程中眼睛始终处在一种极低的相对湿度环境中，这种差质量的环境可能导致干眼症状的产生，对乘客和机组成员都是一个潜在的危险因素，故飞行员有着较高的干眼患病率，且干眼症状与飞机的种类和飞行时间有直接关系。通过在机舱内配备一台蒸发加湿器，可有效增加泪膜稳定性和鼻腔通畅，减少眼、鼻、皮肤干燥症状和头痛[24]。

不利的环境因素可以通过实验室进行模拟[13]。通过对温度、湿度及压强的变化进行调控模拟飞行时机舱内的环境，发现在模拟机舱内(SIC:23℃，5%RH，局部气流，750 mb)2 h后，患者的干眼症状越来越明显，泪液量(酚红棉线试验)及泪膜稳定性[BUT:(2.18±0.28)svs(1.53±0.20)s]显著下降(P≤0.05)，角膜荧光染色(0.50±0.14vs1.25±0.19)显著增加(P≤0.05)，泪液中的白细胞介素-6(interleukin 6, IL-6)和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9, MMP-9)水平显著增加，表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)显著降低(P≤0.05)；而在标准环境中(模拟标准环境：23℃，45%RH，930 mb)，患者症状表现轻微，仅中央和下方荧光染色增加(P≤0.05)[22]。可见即使短时间暴露在较低的相对湿度环境中，泪腺功能单位也会受到明显损害，相关的炎性因子如IL-6、IL-8、MMP-9水平均显著增加[22，25-26]。在模拟机舱SIC中，荧光染色在全角膜均显著增加，尤以下角膜最显著，反映该处角膜的损伤程度最重。这可能与受试者看显示器时眼睑上抬，致使角膜下方长时间暴露在低相对湿度环境中有关。据报道，在远近距离视觉时，眨眼平均仅完成70%左右眼睛闭合，而暴露的30%主要位于角膜下方[27]。因此，下方容易表现出更高的角膜上皮损害，尤其是在执行某些用眼强度高的认知任务时，这与泪膜破裂的干斑通常出现在角膜下方的观察一致。

Goto等[28]使用新开发的泪液蒸发检测系统，测量正常受试者和睑板腺功能障碍干眼患者泪液蒸发率和动力学变化，发现干眼受试者的泪液蒸发率为[(5.8±2.7)×10-7]g·(cm2)-1·s-1，显著高于正常受试者 [(4.1±1.4)×10-7]g·(cm2)-1·s-1(P=0.000 8)。Madden等[29]研究验证了基线处干眼患者有着高于常人的泪液蒸发率(P=0.02)，及其无创性泪膜破裂时间(break-up time, BUT)明显低于正常人(P<0.05)。通过比较5%、40%、70%相对湿度条件下的泪液蒸发率(tear evaporation rate, TER)，发现相对湿度越低，泪液蒸发率越高，且干眼患者始终高于正常人(P<0.05)；于70%相对湿度时2组的泪液蒸发率均接近于0。作为一个暴露的结构，角膜前泪膜暴露在不同的环境中，可能显著影响其参数。将健康受试者分别放置在温度(21℃)相同，相对湿度不同(RH:5%和40%)的2个控制环境室内，结果发现泪液蒸发率、泪膜脂质层厚度、眼部舒适度、泪膜稳定性及泪液分泌量均受到低湿度的不利影响。泪膜参数暴露于干燥环境(RH:5%)中1 h后便出现了类似干眼患者的泪膜表现[30]。可见不管有无干眼，相对湿度均显著影响着泪液的蒸发及泪膜的稳定性。有研究[31]表明，相对湿度下降10%，将导致泪液蒸发率平均增加28.33%～59.42%。较低的相对湿度会引起泪液蒸发率增加，从而升高泪液渗透性。它可能是干眼的一个炎症触发因子，干燥应力引起的炎症反应和干眼发病机制有着密切关联[1]。

2 视屏显示终端使用

至2008年，全世界使用中的个人电脑数量突破了10亿[32]；至2009年，日本的个人电脑拥有率达87.2%。IT行业的快速发展推动了人类对可视化信息的日常使用[33]，其在给人们生活带来巨大便利的同时，也为各种眼病埋下了隐患。一项调查报告显示，8～18周岁的美国儿童平均每天花费7.5 h在电子娱乐设备上，包括看电视、玩电脑、玩电子游戏等；而成年人使用电子设备时间可能更长，平均每天8.5 h[34]。有研究[35]表明，长时间的视屏显示终端(video display terminal, VDT)作业可能诱导泪腺功能低下，从而导致干眼。由于诊断标准的不同，视屏显示终端办公人员干眼的患病率为9.5%～87.5%[36]。随着计算机使用时间的延长，干眼的症状和体征均显著增加[37-38]，约每3～4个使用者中就有1个出现泪液渗透压增高的干眼[37]。一项关于VDT用户的干眼患病率和危险因素的研究[39]发现，明确诊断为干眼的女性为18.7%，明显高于男性8.0%。年龄>30岁(OR=2.22)及每天使用VDT > 8 h(OR= 1.94)均是干眼患病的危险因素。而受试者的平均泪液分泌试验值(Schirmer)为(18.7±11.7)mm，83.1%受试者泪液分泌试验值(Schirmer)>5 mm；平均BUT为(4.0±2.5)s(78.6%受试者BUT≤5s)。可见这些受试者的干眼均由使用视屏显示终端时间过长而导致泪液蒸发增加引起。Schlote 等[40]记录了中度干眼患者在交流中的自然眨眼率及使用视屏显示终端时的眨眼率，发现使用视屏显示终端时眨眼率较交流中的眨眼率显著降低39.3%[(6.6±4.8)blinks/minvs(16.8±16.8)blinks/min，P<0.001]。使用视屏显示终端30 min后再次测量，眨眼率仍显著降低[(5.9±4.6)blinks/min，P<0.001]。使用视屏显示终端时由于注意力高度集中，眨眼率显著降低。同时视屏显示终端画面的内容、节奏快慢等，均对眨眼频率、幅度及泪膜稳定性有影响[32]。

眨眼在泪液分布和引流中起着重要的作用，并有助于保持眼表平衡和结膜囊的泪液量。眨眼模式的任何改变都可能会引起泪液分布和排泄异常，导致泪液量和其他泪液系统参数的变化[41]。此外，眨眼在泪膜脂质层的形成过程中发挥着重要作用[40]，通过对睑板腺的挤压增加脂质的表达，从而起到维护脂质层的作用。通过光学相干层析成像(optical coherence tomography, OCT)技术研究眨眼对泪液动力学的影响，发现每次眨眼后泪膜厚度均明显增加(P<0.05)，眼睛睁开期间厚度下降(P<0.05)[41]。比较执行不同的视觉任务(直视前方、看电影、识别快速变化的字母、玩电脑游戏)时的眨眼率、泪膜破裂时间、眼部症状，可见干眼受试者有显著较高的眨眼率(P=0.017)。在玩电脑游戏和识别字母时，受试者的眨眼率均明显降低(P<0.04)。正常受试者泪膜破裂通常发生在角膜下方，而干眼受试者的泪膜破裂更多出现在中央及上方[27]。干眼受试者有显著较高的眨眼率[27，42]，可能和干眼患者的泪膜稀薄，泪液蒸发率高，通过增加眨眼率缓解眼睛干涩不适等有关。

3 高海拔地区

高海拔意味着至少海平面2 700米以上。这种地区所特有的低气压、缺氧、干燥、寒冷的气候，长时间的日光照射，强烈的太阳紫外线和红外线辐射，都会对人体包括视觉器官产生不良影响，从而出现更高的干眼发病率[43]。国内一项关于高海拔地区——青海省泽库县老年人干眼情况的研究[44]表明，年龄增长、教育程度低、社会经济地位低、海拔高等均是干眼的相关危险因素。该县位于青藏高原东部，平均海拔为3 700 m，具有高海拔地区典型的气候特点，年平均气温-4 ℃，日照2 879 h。Gupta等[45]对印度列城(Leh，海拔3 300 m,18～24℃)和新德里(New Delhi，海拔218 m,19～24℃)的干眼患病率的研究调查表明，高海拔地区(Leh)20%的受试者、低海拔地区(New Delhi)9%的受试者可诊断为干眼。在高海拔(Leh)地区，当地人的干眼患病率(36.0%)显著比非当地而最近驻扎在该地区的军队士兵(12.0%)高(P<0.005)。在高海拔地区居住时间的长短与干眼的存在呈正相关(P=0.007 6)。Tesón等[46]初步证实了评估眼表的完整性和泪膜的稳定性受气候相关影响，主要受相对湿度影响，提示干眼的检测诊断需考虑环境因素的作用。高海拔地区有着较高的干眼患病率，特别是本地人口。应加强高海拔地区人们对干眼的认识，以及向这些地区输送更多的医疗人员以早期发现和治疗干眼，防止其继续恶化及出现不良并发症。

4 隐形眼镜佩戴

隐形眼镜又称角膜接触镜。由于工作及某些特定场合的需要，或出于对美的追求，更多的年轻人选择了佩戴隐形眼镜而非框架眼镜。隐形眼镜于眼睛而言，实则是另一种形式的不利环境。至2000年，据登记美国共有3 500万人佩戴隐形眼镜，约50%的隐形眼镜佩戴者报告干眼症状，其报告干眼症状的可能性比正常人高出12倍，比框架眼镜佩戴者高出5倍[1]。隐形眼镜在矫正屈光不正的同时，也给眼表带来了除机械性刺激外的一系列问题，如诱导眼表炎症及角膜缺氧，出现角膜上皮细胞、基质细胞水肿，角膜亮点状沉淀，上皮层微囊肿及内皮层的小水泡样改变等[47]。长期佩戴隐形眼镜会降低接触镜前泪膜脂质层的厚度，增加泪液的蒸发率[48-49]，并且会导致结膜杯状细胞密度降低[50]和结膜上皮细胞的鳞状化改变[51]，加速干眼的形成，故隐形眼镜佩戴后出现的眼部不适和干涩症状是大部分人终止佩戴的主要原因。

利用高速动态角膜视频仪记录佩戴硬性和软性接触镜8 h后眼表泪膜的图像，并进行泪膜质量评估比较。结果发现无论是硬性还是软性接触镜，均对泪膜质量不利(P<0.05)[52]。正常泪膜通过脂质层、水液层和粘蛋白层间微妙的相互作用保持了眼表上皮细胞的完整性，而接触镜则将完整的泪膜结构分离成接触镜前泪膜和接触镜后泪膜两部分[52]。故在佩戴角膜接触镜时，泪膜的各层组成可能都会发生明显的变化，包括泪膜的稳定性下降、泪液蒸发率增加及渗透压升高等[52]；软性接触镜材料可能更容易影响泪膜，尤其是那些含水量高[53-54]、厚度较薄的接触镜配戴更容易出现眼睛干涩[54]。亚洲人配戴接触镜所面临的干眼症状和角膜荧光染色均较非亚洲人群更为严重，不同种族间存在一定差异[55]。此外有研究[56]表明，接触镜佩戴者的上下泪河高度及面积均明显降低，角膜上皮层神经密度随着长期接触镜佩戴而降低，并认为接触镜佩戴相关干眼形成的原因可能涉及神经损伤和慢性炎症[57]。

综上所述，不利的环境因素，无论是自然的如高海拔地区低气压、干燥、寒冷气候的环境，还是人为制造的如空调建筑(病态建筑)、机舱内高气流、低湿度环境，以及VDT前长期不眨眼的环境，均能较大程度地引起人们眼睛干涩、瘙痒、刺激或异物感等。此外，隐形眼镜的佩戴，对于干眼患者来说无疑是雪上加霜。即使正常人佩戴隐形眼镜，由于接触镜会破坏泪膜的生理结构，从而增加干眼风险。干眼对人们的生活质量，尤其是视觉相关的生活质量产生了巨大的不良影响，作为一个公众问题亟须引起关注和重视。

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(本文编辑 诸静英)

Adverse environmental factors and dry eye disease

HU Jin-dong, LIU Xin-quan.

Department of Ophthalmology, Longhua Hospital, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 200032, China

Responsible author: LIU Xin-quan, Email: drliuxinquan@hotmail.com

Adverse environmental factors(low relative humidity,high air flow,high altitude,long term video terminal work,contact lenses wear,etc) are the risk factors for the formation of dry eye disease.Under the lower relative humidity and higher air flow conditions(building with air conditioners,aircraft cabin,high altitude area, etc),the tear evaporation rate is increased,and then osmolarity of the tear film rise.Long term visual display terminals work will cause a decrease in the blinking rate which cause the thickness of lipid layer and the stability of tear film decreased,and result in tear evaporation rate increased. Contact lens wear will destroy the physiological structure of tear film and increase the evaporation rate of tear.All these adverse environmental factors can increase osmolarity of the tear film by increasing the tear evaporation rate or decreasing the stability of tear film,thus to promote the formation of dry eye disease. (Chin J Ophthalmol and Otorhinolaryngol,2017,17:283-287)

Dry eye; Adverse environment; Tear evaporation rate; Tear film stability

国家自然科学基金(81574028)；上海市卫生和计划生育委员会项目(ZY3-CCCX-2-1002)

上海市中医药大学附属龙华医院眼科 上海 200032

刘新泉(Email: drliuxinquan@hotmail.com)

10.14166/j.issn.1671-2420.2017.04.016

2016-06-12)