王裕川，刘芳，曹妙，谢连凤，谭述香，刘琳琳

近视是导致视力丧失的常见原因，并已成为全世界主要的公共卫生问题之一。近视，尤其是高度近视的患病率在过去的半个世纪里显著增加，各种与社会经济和生活方式有关的遗传和环境因素已被报道与这些变化有关[1]。其中，高度近视增加了孔源性视网膜脱离、近视性黄斑变性和近视性青光眼等眼部病变的风险，已成为导致不可逆失明和视力障碍的主要原因之一[2]。因此，防控近视进展势在必行。有研究[3]证实，在儿童时期花更多的时间在户外活动可以降低患近视的风险。1 项系统综述[4]显示，每周每增加1 h 的户外活动时间，近视的风险就会降低2%。如果户外活动时间从每周0～5 h 增加到每周14 h 或更多，患近视的几率就会降低约三分之一[5]。还有研究[6-7]表明，人眼需要充足的光营养，户外活动不仅有助于降低非近视儿童患近视的风险，还可以减缓近视儿童屈光不正和眼轴的增长速度。但是，儿童青少年缺乏从户外活动中获得自然光照的时间，又长时间在普通照明灯下学习生活，进而导致近视程度不断加深[8]。本文对当前发现的户外光照与近视的关系及作用机制进行梳理，以期为近视防控提供新的思路。

1 光照激活光感受器通路

视觉系统能够检测到广泛的光，由不同的光感受器通路互补激活，从而允许人眼在不同的照明水平上优化视力。其中，暗视光刺激视杆细胞，中等视光激发视杆细胞和视锥细胞，明视光激发视锥细胞，控制这些激发的机制可能是基于不同光线水平激活相应的视网膜通路[9]。视网膜通路活性的改变调节不同眼内平衡控制机制之间的相互作用，从而调节了人眼的生长。视觉刺激触发视网膜信号传导过程的级联，激活了乙酰胆碱信号通路、视黄酸信号通路、转化生长因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信号通路、音猬因子（sonic hedgehog，SHH）信号通路、一氧化氮-环磷酸鸟苷（nitric oxide-cyclic guanosine monophosphate，NO-cGMP）信号通路等，最终诱导生物化学变化[10]。

2 光照与视网膜之间的联系

2.1 光照增加视网膜多巴胺水平

有研究[11]指出，暴露在户外阳光下会刺激视网膜释放多巴胺（dopamine，DA）。DA 的释放和活性在接受日光或室内光照时增加，没有光照时减少，DA 可以启动分子信号级联，最终导致眼球生长放缓。DA是视网膜中一种重要的神经递质，是一种由多巴胺能无长突细胞（dopaminergic amacrine cell，DAC）释放的视网膜神经递质[12]。这种神经递质在视觉引导的眼球生长中起着重要作用，其合成和释放与照射在视网膜上的光强度呈正相关。DA信号通过与视觉通路相互作用，以调节视觉驱动的眼球生长：DA可作用于特定视觉通路的DA 受体，从而调控视杆细胞通路、视锥细胞通路和视网膜缝隙连接，进一步激活了DAC，进而增加了视网膜DA 的含量，从而有助于控制近视的发展。此外，在视网膜DA 释放的基础上存在正反馈机制：强光激活DA 受体，信号传递至双极细胞，激活DA 能突触，导致更高水平的DA 释放，并进一步激活DA 受体，这反过来又进一步触发DA 释放。来自药理学和遗传学研究的证据[13]也提供了多个关于光或视觉传入如何控制视网膜DA 信号并促进屈光发育的细节，认为DA在近视增长过程中扮演着“停止”信号的角色。

2.2 光照增加视网膜DA相关蛋白水平

在视网膜中，DA相关蛋白可能有增加DA活性以防止近视的作用。为了确定这一作用，有研究[14]检测了视网膜中控制DA 存在和定位的视网膜蛋白质包括囊泡单胺转运体2（vesicular monoamine transporter 2，VMAT2）、多巴胺转运体（dopamine transporter，DAT）、单胺氧化酶（monoamine oxidase，MAO）及DA代谢物3, 4-二羟基苯乙酸（dihydroxyphenylacetic acid，DOPAC）的水平，证实VMAT2、DAT、MAO、DOPAC 的表达水平以及DOPAC/DA 比率在明视光下最高，而在暗视光下最低。长期光照后DA和DOPAC水平表现出对强光的适应，使DA 的合成和代谢达到动态平衡。既然光照可以增加DA 水平来减缓近视的进展，那么增加DA 水平或DA 受体活性将有可能预防近视。故研究者利用多种动物模型，包括鸡[15]、恒河猴[16]、豚鼠[17]和小鼠[18]，通过药理学方法内源性增加DA 合成和释放来研究DA 与近视之间的联系，发现DA 水平或活性的增加可以抑制形觉剥夺性近视的形成。还有研究[19]观察了多巴胺1 型受体（dopamine1 receptor，D1R）拮抗剂、多巴胺2 型受体（dopamine2 receptor，D2R）拮抗剂和光照对近视进展的作用，结果显示D1受体和D2受体拮抗剂逆转了光照的保护作用。此外，当DA 合成中的限速酶—视网膜酪氨酸羟化酶被选择性地敲除时，小鼠在正常情况下DA 水平降低，并发展为自发性近视。

3 光照与脉络膜之间的联系

脉络膜作为一种高度血管化的结构，位于视网膜和巩膜之间，为相邻结构提供氧气和营养物质，并通过脉络膜厚度的变化调整视网膜的位置，释放与调节血管形成、巩膜重塑和眼球生长有关的细胞因子和酶[20]。有研究[21]分析了客观环境光暴露与人的眼轴和中心凹下脉络膜厚度（subfoveal choroidal thickness，SFCT）的每日变化之间的关系，以及12 个月内眼轴和SFCT 的长期变化。该研究认为，与正视眼相比，近视眼眼轴的日变化幅度更大，也与眼轴的纵向变化有关，在强光下暴露的时间也显著影响眼轴的日变化幅度，暴露在强光下的时间越长，眼轴的日变化幅度就越小。这些联系的潜在机制，可作为新的证据来支持光暴露和脉络膜在近视中的重要作用。在动物实验中同样有光照影响脉络膜厚度变化的证据，如MURALIDHARAN AR 等[22]通过研究模拟太阳光的全光谱发光二极管对近视模型鸡的眼部生长和屈光状态的影响，发现全光谱发光二极管可以通过改变脉络膜介导的途径来促进近视的好转。SHE Z 等[23]发现，环境照明水平的减少会影响幼猴的屈光发育的调节机制，虽然没有增加形觉剥夺性近视的程度，但会使脉络膜变薄。以上研究提出了2 种可能的途径，其一是强光增加脉络膜厚度和脉络膜血流灌注量，通过视网膜DA 信号传递；另一种可能是通过瞳孔收缩，这可以增加焦深，削弱远视散焦，导致脉络膜增厚。

4 光照与巩膜之间的联系

眼睛的正视化过程通过重塑眼球最外层的巩膜来调节眼球的延伸速度，使眼球能够相当准确地检测和减少屈光不正。因此，视觉信号通过视网膜—脉络膜—巩膜信号级联影响眼轴伸长，其中由于视网膜和脉络膜独特的结构及位置，使得视觉信号在视网膜和脉络膜中被传递至巩膜[24]，然后被转化为影响巩膜肌成纤维细胞转分化和细胞外基质重塑的信号，最终导致巩膜重塑[25]，改变眼轴长短。因此，光照对巩膜重塑的影响主要依靠脉络膜作为纽带。形觉剥夺性近视引起的间质成纤维细胞的增加主要出现在靠近脉络膜的巩膜层，也提示了脉络膜在巩膜成纤维细胞的转分化中起作用，依靠脉络膜厚度和脉络膜血流灌注量[26]的变化来调节巩膜重塑。

5 光强度与近视之间的联系

在现有的研究中已经有充足的证据表明户外光暴露能够抑制近视眼的发生。WU P 等[27]开展的一项围绕校园的研究发现，较长时间暴露于中等强度的户外光照也能起到预防近视的作用，且暴露于强光下几乎没有副作用。此外，根据MORGAN I 等[28]的观察，随着季节的不同，光强度也会存在差异，对近视的影响也不同，近视的进展在日照少的冬季比日照多的夏季更快。户外光强度取决于天气、海拔和纬度。晴天的光强度可达130,000～150,000 Lux，雾天的光强度可达50,000 Lux，阴天的光强度可达15,000 Lux，而室内光照水平约为100～1000 Lux[29]。有研究[30]表明，在黑暗的冬季，近视的发展速度要比明亮的夏季更快。中国的1 项研究[31]发现，将学校教室的光线水平从100 Lux增加到500 Lux，减缓了受试者近视的发生和眼球伸长。另1 项分析报告[32]显示，光照强度大于3,000 Lux 是一个保护因素。此外，动物实验的研究[33]结果也表明，正常动物长期暴露在低光照水平下会发展成近视，而动物形觉剥夺性近视和眼轴增长在光照15,000～25,000 Lux的范围内会减轻。

6 光波长与近视之间的联系

除了光照强度对近视的影响外，不同波长的光对近视的影响也越来越受到关注。各种动物模型包括鸡、树鼩、恒河猴、豚鼠、兔和斑马鱼，已被广泛用于研究近视的发病机制和潜在治疗方法[34]。然而，现有的动物实验数据存在较大差异。斑马鱼、鸡和豚鼠这些动物在短波长蓝光的持续照明下向远视状态偏移，而在长波长红光的照明下向近视状态偏移。而恒河猴和树鼩在短波长蓝光和长波长红光的照射中观察到了相反的屈光状态变化。这可能是因为不同的动物模型各有优势，包括与人类的亲缘程度、人眼结构和发育机制的相似性、眼睛对环境的反应以及调节机制等。尽管存在差异，这些证据表明，屈光功能发育是由眼球的有效屈光状态（即光学离焦）产生的视觉反馈来主动调节的。光谱组成可能会以各种方式影响光学离焦驱动的正视化过程，从而影响眼球屈光功能的发育。而近来，JIANG Y 等[35]及ZHOU L等[36]发现低强度红光治疗可有效控制学龄儿童的近视进展，并且有部分儿童眼轴回退、近视度数下降，表明低强度红光[37]有潜力成为一种有效的治疗方法。

7 小结

目前近视影响着世界近四分之一的人群，周围环境的压力促使儿童青少年进行长时间阅读。这种做法严重减少了儿童青少年的户外活动时间，影响了暴露在阳光下获得自然光补充的时间。户外活动对视力保护有益，其中主要是光暴露对视力的保护作用[38]。本文通过对户外光照与近视的关系及作用机制进行分析，发现光作为一种有效的工具，在控制近视进展方面存在很大的潜力。光照引起DA 信号通路的改变可以为开发新的治疗方法提供新的靶点，如开发以DA 为基础的药物预防或治疗近视。此外，还可以模拟户外光的光强度、光波长及光谱分布来研发治疗仪器和灯具，从而补充青少年所需的光营养[39]。总之，儿童青少年的视力健康需要引起重视，并继续探索新的有效和安全的干预措施来减缓近视进展。