健康照明與兒童近視防控的研究進(jìn)展

【 摘要】 近視在我國發(fā)病率較高，是影響兒童視覺健康的重要因素?，F(xiàn)有的研究表明， 過長的屏幕使用 時(shí)間和過少的戶外活動(dòng)是兒童近視的重要誘因， 這些危險(xiǎn)因素都與光照參數(shù)，如光照強(qiáng)度、時(shí)常、頻率、光譜有關(guān)。并且，不當(dāng) 的夜間 照明也會(huì)對(duì)兒童的晝夜節(jié)律、睡眠產(chǎn)生影響并導(dǎo)致近視?，F(xiàn)對(duì)屏幕時(shí)間、戶 外活動(dòng)、光照屬性以及晝夜節(jié)律的臨床研究以及流行病學(xué)資料進(jìn)行綜述，為兒童近視預(yù)防提供一些建議與指導(dǎo)。

【 關(guān)鍵詞】兒童；近視；光照；屏幕時(shí)間；晝夜節(jié)律

近視是一種屈光不正，表現(xiàn)為遠(yuǎn)處視力下降。其病因通常是眼睛軸向長度增加，在眼睛中形成的圖像的焦點(diǎn)被放置在視網(wǎng)膜的前面，導(dǎo)致被觀察物體的模糊 ［１］ 。如今，兒童在智能手機(jī)、電視、平板電腦等設(shè)備的包圍下成長， 使用這些電子設(shè)備會(huì)對(duì)其視力造成不良影響。研究表明，８ ～ １２ 歲兒童的平均屏幕時(shí)間已從 ２０１６ 年的 ４ ｈ １８ ｍｉｎ 增加至 ２０１９ 年的 ５ ｈ ７ ｍｉｎ ［２］ 。專家預(yù)測(cè)，到 ２０５０ 年， 全球約 ５０％ 的 人口 將近視 ［３］ 。在亞洲 國 家， 近視影響 到８５％ ～９０％ 的兒童 ［４］ 。兒童早期近視不僅導(dǎo)致眼球軸向長度增加使屈光異常，還可能致盲。這需要我們提出針對(duì)兒童近視的預(yù)防措施，以限制近視的發(fā)展，并防止視力受損。

光照是影響兒童近視的重要因素， 不同的光照強(qiáng)度、時(shí)間、光譜構(gòu)成等都可以影響近視的發(fā)生發(fā)展。研究表明， 照明不足和戶外活動(dòng)減少是導(dǎo)致近視的重要環(huán)境因素 ［５、６］ 。增加戶外暴露會(huì)產(chǎn)生抗近視效應(yīng)，因?yàn)橐暰W(wǎng)膜多巴胺會(huì)在暴露于紫外線時(shí)釋放，從而減少眼睛軸向長度的增長 ［７、８］ 。本文將從健康照明的角度分析不同光環(huán)境對(duì)兒童視力的影響。

１　 兒童近視防控基本準(zhǔn)則

兒童近視防控是一種綜合防控， 其相關(guān)工作的開展不僅需要眼科醫(yī)師的幫助，還需要包括營養(yǎng)、節(jié)律、室外活動(dòng)、室內(nèi)照明環(huán)境、電子產(chǎn)品使用等各方面、各領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的共同參與 ［９］ 。綜合近視防控方案實(shí)際上是一個(gè)跨界需求方案， 是工科與醫(yī)科相結(jié)合的結(jié)果。防控兒童近視類似于于慢病管理。因?yàn)榻暿且环N眼睛發(fā)育問題， 兒童近視的度數(shù)并不是突然增長的， 而是一個(gè)逐步變化的過程。近視防控一方面要預(yù)防近視發(fā)生， 盡量保留兒童的遠(yuǎn)視儲(chǔ)備；另一方面對(duì)于已經(jīng)近視的患兒， 要抑制、減緩其近視進(jìn)展速度 ［１０、１１］ 。這兩點(diǎn)都是一個(gè)長期的， 類似慢病管理的過程， 這個(gè)過程本身也需要各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域如科研、臨床、企業(yè)等共同參與， 進(jìn)而形成一個(gè)綜合防控類慢病管理體系。

２　 屏幕時(shí)間對(duì)兒童近視的影響

研究發(fā)現(xiàn)，在新型冠狀病毒大流行之前， 用于在線學(xué)習(xí)的數(shù)字屏幕設(shè)備平均每天花費(fèi) ０． ６７ ｈ， 這與我國近視預(yù)防指南一致， 即數(shù)字屏幕設(shè)備每天使用少于 １ ｈ，可以控制近視 ［１２］ 。在居家隔離期間， 學(xué)校關(guān)閉，學(xué)齡兒童被要求在線學(xué)習(xí)， 這不可避免地導(dǎo)致過度使用數(shù)字屏幕設(shè)備。在線學(xué)習(xí)的屏幕時(shí)間顯著增加，在后續(xù)隨訪時(shí)達(dá)到平均每天 ５． ２４ ｈ， 比之前延長了近 １０ 倍 ［１３］ 。 最近研究還發(fā)現(xiàn)， 近視兒童花在電腦和視頻游戲上的時(shí)間較非近視兒童多， 這說明過度使用屏幕設(shè)備與近視患病率增加有關(guān) ［１４］ 。此外，兒童近視的發(fā)病率和進(jìn)展在不同年齡、地區(qū)之間存在顯著差異。中國不同地區(qū)的區(qū)域經(jīng)濟(jì)和教育發(fā)展不平衡，因此不同地區(qū)兒童的屏幕使用時(shí)間不同，近視程度也有所不同。北京一項(xiàng)研究招募了 ２２０ 名６ ～ １２ 歲兒童， 近視進(jìn)展率為每年 ０． ７６ Ｄ。而在經(jīng)濟(jì)相對(duì)不發(fā)達(dá)的重慶的一項(xiàng)研究中，６ ～１５ 歲兒童的進(jìn)展率為每年 ０． ４３ Ｄ， 遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)地區(qū)的近視發(fā)展率 ［１５］ 。

同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)使用投影儀和電視進(jìn)行在線學(xué)習(xí)的學(xué)生， 其近視進(jìn)展較使用手機(jī)和平板電腦的學(xué)生慢 ［１４］ ，表明近視與使用電腦和手機(jī)之間存在強(qiáng)烈的關(guān)聯(lián)， 但與使用電視之間的關(guān)聯(lián)相對(duì)較弱［１６］。

目前有兩種基本機(jī)制可以解釋：首先， 投影儀和電視屏幕與眼睛之間的距離通常大于 １ ｍ，但使用手機(jī)或平板電腦時(shí)， 由 于字體尺寸 較小， 距離 總 是小 于５０ ｃｍ，而較短的觀看距離被證明與更多近視進(jìn)展相關(guān) ［１７］ 。其次，除了觀看距離， 學(xué)生會(huì)花費(fèi)更多時(shí)間用平板電腦（ 每天 ０． ５ ｈ 或更高） 和手機(jī)（ 每天 １ ｈ 或更高） 進(jìn)行游戲或視頻的娛樂活動(dòng) ［１８］ 。因此， 當(dāng)在線學(xué)習(xí)不可避免時(shí)， 使用投影儀和電視是預(yù)防近視發(fā)展更合適的選擇。

３　 戶外時(shí)間對(duì)兒童近視的影響

研究表明， 增加戶外活動(dòng)時(shí)間可以預(yù)防或延緩近視的 發(fā) 生， 兒 童 近 視 與 戶 外 活 動(dòng) 時(shí) 間 顯 著 相關(guān) ［１９］ 。研究表明，增加 ４０ ｍｉｎ 的戶外活動(dòng)可使兒童未來 ３ 年近視發(fā)病率降低 ［２０］ 。Ｗｕ 等 ［２１］ 研究了室外時(shí)間和光照增加對(duì)一年級(jí)小學(xué)生折射率變化的影響，與對(duì)照組相比，干預(yù)組學(xué)生的屈光度向近視方向的變化和軸向長度的增加均明顯較少。戶外活動(dòng)時(shí)間的增加對(duì)近視的保護(hù)作用同樣適用于進(jìn)行大量近距離活動(dòng)的兒童， 這主要?dú)w因于暴露于高照度的陽光下，而與活動(dòng)無關(guān) ［２２］ 。有研究顯示， 每天在沒有室外光線的健身房進(jìn)行體育活動(dòng)的兒童， 在一年內(nèi)較在室外待同樣時(shí)間的兒童更容易患近視 ［２３］ 。Ｈｏ等 ［２４］ 對(duì)４ ～１４ 歲亞洲兒童的戶外研究方法進(jìn)行薈萃分析發(fā)現(xiàn)，戶外暴露可使近視屈光度降低 ３２． ９％ ， 軸向伸長降低 ２４． ９％ ；并且防曬措施， 如樹蔭、帽子和太陽鏡，仍可讓高輻射的光線到達(dá)眼睛， 并防止近視的發(fā)展。對(duì)于戶外時(shí)間的保護(hù)作用提出的機(jī)制之一是暴露于較高輻照度的陽光下， 可刺激視網(wǎng)膜釋放更多的多巴胺， 從而抑制軸向伸長。許多動(dòng)物模型表明，視網(wǎng)膜多巴胺在調(diào)節(jié)眼睛生長和屈光不正中起重要作用 ［２５］ 。

４　 光照強(qiáng)度對(duì)兒童近視的影響

研究發(fā)現(xiàn)，光照強(qiáng)度大于3000lx 是近視的保護(hù)因素， 每天更多的光照和更多的時(shí)間 暴露在大于3000lx 的 光 照 水 平 下 與 眼 軸 生 長 減 少 顯 著 相關(guān) ［２６］ 。此外，在一項(xiàng)通過促進(jìn)戶外活動(dòng)來研究抗近視效果的臨床試驗(yàn)中， Ｗｅｎ 等 ［２７］ 使用另一種可穿戴設(shè)備來測(cè)量光強(qiáng)度，結(jié)果表明， 將每周暴露時(shí)間增加到 ７０ ｍｉｎ，以及達(dá)到大于 1000lx 的光強(qiáng)度， 可將近視發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)降低 ３５％ 。動(dòng)物研究也表明， 更高的戶外光照水平是預(yù)防近視的主要因素。雞每天暴露在高照度（15000lx） 下 ５ ｈ 會(huì)使形式剝奪性近視的發(fā)展延遲 ６０％［２１］。并且， 光對(duì)近視的保護(hù)作用呈劑量依賴性，暴露在 40000lx 的發(fā)光二極管光下 ６ ｈ可提供全面的保護(hù)， 防止近視的發(fā)生 ［２８］ 。強(qiáng)光對(duì)近視的保護(hù)作用與多巴胺釋放和 Ｄ１ 受體信號(hào)通路有關(guān)。在強(qiáng)光條件下， 光感受器通路被激活并傳遞信號(hào)刺激視網(wǎng)膜釋放多巴胺， 因此， 多巴胺水平升高，電導(dǎo)降低，多巴胺與 Ｄ２ ／Ｄ４ 受體的結(jié)合降低了腺苷酸環(huán)化酶活性， 導(dǎo)致環(huán)腺苷酸生成減少和蛋白激酶Ａ 活性降低，桿錐間隙連接因此未耦合，從而導(dǎo)致感受野尺寸減小和視力提高 ［２９］ 。其他研究表明， 與非近視兒童相比， 近視兒童在暗視和室外明視光線條件下的時(shí)間更少 ［３０］ 。除了較少的明亮光暴露與近視之間存在關(guān)聯(lián)，一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)， 非近視兒童的暗視光暴露顯著增加 ［３１］ 。這表明在近視發(fā)展過程中，暗光暴露也具有潛在的保護(hù)作用。動(dòng)物研究也支持這一觀點(diǎn)， 暗光周期對(duì)正常屈光發(fā)育至關(guān)重要。Ｌｉ等 ［３２］ 研究表明，小雞正常正視化需要至少 ４ ｈ 的暗光周期。暗周期通過調(diào)節(jié)內(nèi)在晝夜節(jié)律時(shí)鐘和多巴胺／褪黑素途徑，經(jīng)由內(nèi)在感光性視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在眼睛生長中發(fā)揮作用［３３］。因此， 高照度的光照及保持正常的暗光周期對(duì)兒童近視的防控至關(guān)重要。

５　 光照頻率對(duì)兒童近視的影響

兒童近視防控也依賴于光照的頻率：高頻率光照導(dǎo)致遠(yuǎn)視，低頻率光照會(huì)導(dǎo)致近視 ［３４］ 。Ｌａｎ 等 ［３５］證明， 與連續(xù)強(qiáng)光照射相比， 間歇暴露（ 間隔１ ｍｉｎ，持續(xù) １ ｍｉｎ；間隔 ７ ｍｉｎ，持續(xù) ７ ｍｉｎ） 于１５ ０００ ｌｘ的強(qiáng)光下在控制近視方面更有效， 其潛在機(jī)制可能是閃爍的光觸發(fā)了視網(wǎng)膜的開關(guān)通路， 從而刺激多巴胺釋放；同時(shí)，與每天暴露于 １２ ｈ 穩(wěn)定對(duì)照光（６００ ｌｘ）的動(dòng)物相比，暴露于閃爍光（５０５ ｎｍ，600lx，０． ５ Ｈｚ）下 ８ 周豚鼠的折射率顯著降低， 軸向長度顯著增加；此外，閃爍光組不僅多巴胺水平顯著升高， 而且多巴胺的主要和次要代謝產(chǎn)物 ３，４二羥基苯乙酸和高香草酸水平也顯著升高。研究表明， 使用熒光臺(tái)燈與近視屈光度相關(guān) ［３６］ 。 而中國不少家庭仍在使用光照頻率較低的熒光燈， 這種熒光燈能夠誘發(fā)小鼠近視 ［３７］ 。此外，熒光燈的窄光譜也可能與誘發(fā)近視有關(guān) ［７］ 。相反，白熾燈可以提供相對(duì)較高的光照水平和較寬的光譜， 與室外的光譜相對(duì)接近 ［３８］ 。因此，為兒童選擇高頻率的照明系統(tǒng)有助于其近視的防治防控。

６　 光譜對(duì)近視的影響

光譜在眼睛生長和正視中起關(guān)鍵作用。在雞的實(shí)驗(yàn)中，暴露于紅光（６１５ ～ ６４１ ｎｍ） 會(huì)誘發(fā)近視， 而在紫外光（３７５ ｎｍ） 或藍(lán)光（４３０ ～ ４７７ ｎｍ） 下飼養(yǎng)會(huì)誘發(fā)遠(yuǎn)視 ［３９］ 。此外，眼部多巴胺釋放和代謝及玻璃體和視網(wǎng)膜代謝譜高度依賴于光的光譜組成， 其原因是眼睛縱向色差會(huì)導(dǎo)致短波長光的波長散焦和較長波長光更高的折射率 ［３５］ 。不僅如此， 光的光譜組成對(duì)形狀剝奪引起的近視也有顯著的保護(hù)作用 ［４０］ 。Ｔｏｒｉｉ 等 ［４１］ 提出，暴露于紫光（ ３６０ ～ ４００ ｎｍ） 可通過上調(diào)近視保護(hù)基因早期生長因子 １，從而抑制雞近視的發(fā)展。此外，Ｒｕｃｋｅｒ 等 ［４２］ 的研究強(qiáng)調(diào)了短波白光在控制眼睛生長、近視發(fā)展及脈絡(luò)膜厚度方面的重要作用。類似的研究均表明， 暴露于白光可減緩兒童形覺剝奪性近視，減少異常的眼結(jié)構(gòu)變化， 并加速其從眼軸增加中恢復(fù)。組織學(xué)研究也證明了這一觀點(diǎn)，脈絡(luò)膜增厚與白光有關(guān) ［４３］ 。全光譜照明也較非全光譜照明對(duì) ＡＲＰＥ１９ 細(xì)胞損傷更小 ［４４］ 。盡管目前對(duì)光引起的屈光不正發(fā)展的光譜敏感性尚未完全確定，但對(duì)動(dòng)物和人類的現(xiàn)有研究仍存在一個(gè)共識(shí)，即短波長光對(duì)軸向近視的發(fā)展具有保護(hù)作用。

７　 晝夜節(jié)律、睡眠對(duì)兒童近視的影響

Ｎｉｃｋｌａ 等 ［４５］ 首次報(bào)道了眼軸長度的節(jié)律變化，他們發(fā)現(xiàn)雛雞雙眼的軸向長度白天變長， 晚上減小。利用部分相干干涉技術(shù)的研究表明， 人眼軸長度存在顯著的節(jié)律變化。人類眼睛的軸長通常在中午最長，夜間最短，平均日 變化幅度為 ２５ ～４５ μｍ ［４６］ 。而夜間人工照明被認(rèn)為是許多與節(jié)律改變相關(guān)的眼部疾病的主要因素 ［４７］ 。夜間不良的照明情況及電子設(shè)備的使用都可能對(duì)兒童的眼軸節(jié)律產(chǎn)生干擾， 最終可能引起近視。

有研究表明，近視兒童的睡眠質(zhì)量較差， 睡眠時(shí)間較正視兒童短 ［４８］ 。一些機(jī)制將睡眠的行為和晝夜節(jié)律方面與屈光不正聯(lián)系起來。受光照影響的晝夜節(jié)律也可能在近視的發(fā)展中起作用。Ａｂｂｏｔｔ 等 ［４９］發(fā)現(xiàn)，每天暗光時(shí)間少于 ５． ６ ｈ 的兒童， 其近視的發(fā)展速度較暗光時(shí)間更長的兒童更快。不當(dāng)?shù)囊归g光照會(huì)影響自 感光視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞在兒童眼生長中發(fā)揮作用，還會(huì)對(duì)褪黑素濃度產(chǎn)生影響， 導(dǎo)致兒童睡眠不佳，甚至近視。

８　 結(jié)束語

在新型冠狀病毒大流行期間， 我國兒童大部分時(shí)間都在室內(nèi)， 這引 發(fā)了人們對(duì)日 益嚴(yán)重的近視熱潮的擔(dān)憂?？偟膩碚f， 人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型的數(shù)據(jù)均表明，高強(qiáng)度光能夠預(yù)防近視發(fā)作。這些發(fā)現(xiàn)都支持兒童需要積極參與戶外活動(dòng)。室內(nèi)學(xué)習(xí)時(shí)， 使用500lx 的照明系統(tǒng)也可以防止近視。需要注意的是，暴露于高強(qiáng)度和短波長光需要仔細(xì)計(jì)時(shí)， 以避免對(duì)兒童和青少年的晝夜節(jié)律計(jì)時(shí)系統(tǒng)造成任何潛在干擾。然而，在復(fù)雜環(huán)境中，光參數(shù)的協(xié)同影響存在差距，針對(duì)兒童近視控制的定制光療策略的開發(fā)仍具有挑戰(zhàn)性。未來需要我們考慮到光的所有參數(shù)， 即光的強(qiáng)度、光照時(shí)間、光譜等， 針對(duì)兒童近視預(yù)防， 量身定制光治療策略。（以上內(nèi)容僅供學(xué)習(xí)參考，）

本文作者：令倩 ¹ ,王義倉 ¹ ,邵毅 ^{1 ,  2}

1. 南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院眼科2. 復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院眼科

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