蓝卫忠博士
中南大学爱尔眼科学院副教授，德国图宾根大学临床医学和视觉科学双博士
论坛：橘洲视光国际论坛（11月21-23日）演讲主题：近视眼的环境因素研究何去何从？录音整理/排版：慕歌；编辑：视光菌；插画：五月本文经演讲者仔细审阅并授权独家发布
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环境因素导致近视的具体作用机理，
目前仍不清楚
今天，我要跟大家一起讨论一个古老的话题。
众所周知，环境因素是近视眼发病的重要原因，但科学界对于环境因素致病的具体作用机理，虽然已经研究了长达一个多世纪，但却一直没有一个比较肯定的答案。
生活经验和传统观点告诉我们，与近视眼有关的环境因素很多，包括视近活动、户外活动，饮食习惯，甚至性格特点等等，其中大家讨论比较多的主要是视近作业与户外活动。
就视近作业而言，著名天文学家开普勒先生早在多年前就曾提出过：“近视眼应该是与太多的、时间太长的近距离用眼有关系”，但是，从科学文献的角度来看是不是这样的呢？
去年，中国台湾的吴佩昌教授发表了一篇很好的文章，他把目前世界上所有符合纳入标准的关于近视眼与视近活动的文章全部收集起来进行分析研究。
他们发现，在23个横断面研究中，并非所有研究都支持“看书看多了、视近活动过多会导致近视眼”的观点，支持两者具有关联的研究占74%。
然而，在7篇纵向研究中（纵向研究相比横断面研究，更能揭示两者是否存在因果关系），支持视近活动会导致近视眼仅有2篇，支持率不到30%！
可见，科学研究的结果与我们的传统认识存在很大的区别。为什么会这样呢？在回答这个问题之前，我们先回顾2个基本知识点。
第一个基本点：什么是光学离焦？
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回顾第一个基本点：
什么是光学离焦？
光学离焦理论是我的博士生导师FrankSchaeffel教授于年所提出来的，该理论的核心观点是“眼睛对焦增长”。
具体来说，如果在眼睛前面加一个负镜，负镜可以让光线发散，焦点落在视网膜的后方，这样的处理就会让眼轴增长加快，导致近视眼；相反，如果是加一个正镜，正镜是让光线汇聚的，所以焦点会落在视网膜的前方，眼睛的增长速度就会变慢。
所以，我们首先应有一个印象：远视性离焦会诱发近视，而近视性离焦则能抑制近视的发生。
在现实生活中，因为我们时刻处于一个立体的生活空间，所以两种性质的离焦信号无时不在。
如下图所示，在某一个时间点，你在沙滩上看一本书，眼前不同位置的的事物会成像于视网膜前后不同的位置，从而形成各种性质的离焦信号。
具体来说，在看远的时候，比如看沙滩，远方事物会形成相对性近视性离焦信号（绿色部分），而这时候近处书本则会形成相对性远视性离焦（红色部分），而且近视性离焦信号在视网膜上的投影面积（剂量）要大于远视性离焦的面积（剂量）；
相反，当看近处的书本的时候，书本带来的远视性离焦信号的投影面积（剂量）却要明显大于沙滩造成的近视性离焦的面积（剂量）。
正如我之前所说，远视性离焦会促进眼球增长；近视性离焦则会抑制眼球增长。所以，把两种情形进行对比，你就明白：看远实际上有利于抑制近视的发生，看近则会促进近视的发生。
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回顾第二个基本点：
如何定量生活空间中的离焦信号？
第二个基本点：我们生活空间中充满的这些不同的离焦信号，要怎样来定量呢？这是一个非常难的问题。
我想我们至少可以从两个维度去思考：一是从作用性质的维度（不同性质光学离焦其效应的叠加），比如负3D离焦的效应能否通过正3D离焦来抵消呢？也就是-3D+（+3D）是否等于零的问题。
如下图所示，纵坐标是动物最终的屈光度，横坐标是各组镜片组合，其中渐变色是组合了正、负两种镜片的实验组。
我们可以看到，+20/-10、+10/-10两种组合，正负镜片等时长配戴之后，最终均产生了远视的实验效应。实际上，-10D镜片所产生的远视性离焦的效应只需+5D的镜片即可抵消（第三组）。
所以从两个不同性质的叠加效果看起来，远视性、近视性离焦之间是“-3D+（+3D）＞0”的关系。
另一个研究（如下图所示），-3D和+3D都是配戴15分钟（左侧实验方案）。我们发现，最终让小鸡诱导出远视眼；实际上如果每天仅配戴正镜2分钟、而其余时间配戴负镜（右侧实验方案），最终仍然诱导出远视眼（虽然远视程度比左侧的实验方案要弱一些）。
这就进一步说明，远视性、近视性离焦造成的实验效应并不是1∶1的关系：近视性离焦所带来的抑制近视的作用，要远远强于远视性离焦的促进近视的作用。
第二个维度是离焦作用的时间维度（同一性质光学离焦作用的叠加问题）：比如镜片戴了1个小时以后再延长1个小时，其效应是否会翻倍呢？
答案是否定的。
就像我们生病吃药了之后，其药效不会马上有效，而是需要有一个起效时间。同样的道理，戴上镜片以后，起效也是需要时间的（如下图所示）；而且，其效应不会随着时间的增加而一直增大，而会在经历某一段时间后到达”平台期”。
另外，当把镜片拿掉以后，其效应也不会马上失效（如下图），而会在一段时间内逐渐消退，这就是“残余效应”。
所以，离焦信号的效应从时间维度来看，存在上升期、平台期、然后效应缓慢下降的过程。
作个小结：离焦信号从性质维度方面，近视性离焦作用大于远视性离焦作用；从时间维度来看，属于非线性关系，存在平台期和残余效应。
综合上述两个基本点，就会明白：当我们看远的时候，实际上是产生一个保护作用；而这个保护作用，远远强过看近所引起的近视促进作用。
实际上，动物实验已经证实，一天仅需数次短暂的近视性离焦，就能抵抗全天佩戴负镜的作用。
如果这种现象在人类身上也存在，那么，我们或许就可以通过间断地看远来对抗一整天看近所引起的近视眼促进作用，这也就是我们为什么鼓励读书需要间断休息的科学原因。
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视近活动应该如何定量？
这是一个很复杂的问题
在了解了这两点之后，我们再来回答刚才的问题：为什么并没有太多证据证明视近活动会导致近视眼？
我认为是研究方法不对。
既往研究都是通过调查问卷来对环境因素进行定量。尽管经历了这么多年的改进，调查问卷的设计、内容已经发生了很多很多的变动。单单就“如何定义视近活动”这个核心问题，就已经经历了无数个版本。
比如年的时候，“视近活动”就仅指“学习”，而近年来，你们会发现，“视近活动”的内容变得五花八门，活动的项目变得越来越丰富（如下图）。
实际上，用活动的具体内容来对视近活动进行定义这种方法本身就是不科学的。
还有，视近活动应该如何定量呢？这也是一个很复杂的问题（如下图）。
比如可从“时间”的维度来衡量，下围棋2小时、用电脑3小时；可从视近活动的“任务量”来衡量，比如说每一周看多少本书。
还可以从“屈光度（刺激）时间”来衡量。因为同样是看2小时的电视，有的人家里电视距离很近，可能就1米的距离，有的人房子很大，电视距离就很远，可能会有4、5米的距离。
把距离所对应的屈光度（刺激）也包含进来显然又比单纯考虑“时间总量”要合理一些。
虽然如此，通过调查问卷这种方式来对环境因素进行测量定量存在很多问题。
姑且先不谈问卷中的这些问题是否科学，单单是调查问卷这种方式，就存在一个不可避免的缺陷：回忆偏倚。
我现场问一个问题：在座各位还记得昨天看书看报的总时间吗？不确定，对吧？那更不用提上个月、或者过去一年的每一天看书看报的时间了。
显然，通过调查问卷去对视近活动进行定量，是不太准确的。更何况，正如我先前所说的，现在问卷的内容越来越复杂，虽然其目的是想把视近活动的内容尽量细化，但实际上，过于复杂的问卷设计很可能会让结果误差更大。
还有一个关键问题。比如有两个学生都在看书，但他们看书的习惯或者说模式是差别很大的：女生很专心，一直在看；而那个男生却比较好动，一会看近、一会看远。
很明显，他们的用眼模式并不相同，但“模式”这个变量却无法通过调查问卷得到。
5
户外活动是近几年公认的有效预防近视环境因素
目前认为与户外光照强度具有密切关系
另外，除了视近活动之外，户外活动是另外一个非常重要的、最近几年被认为对近视眼能够有效预防的环境因素。
至于其具体作用机制，目前认为与户外的光照强度具有密切关系。
因为早在年已有研究报道，仅需把光照水平提高到勒克司（LX），就能抑制70%实验性近视，而且类似的结果后来在哺乳类动物、灵长类动物都得到证实（如下图）。
我在德国攻读博士期间做了一个实验：照明水平提高到勒克司（LX），如果仅作用1~2小时，其并不具备保护作用，只有持续作用至5小时，保护作用才呈现，但如果把作用时间延长到10小时，保护作用并不会进一步增加。
更有意思的是，我们发现，如果高强度光照不是持续给予、而是间断式给予，其保护作用却能大大增强，甚至能%抑制实验性近视的发生。
我讲这个研究发现的目的，不是说人类需要通过这么高频率的间断式强光刺激来预防刺激，因为物种不同，其作用响应可能也有差别，需要进一步探讨。
但我想通过这个实验告诉大家，与正镜（近视性离焦）相似，高强度照明（户外活动）的保护效果存在平台期，而且间断式高强度的保护作用更强（如下图）。
综上所述，得出2个结论：
第一，环境因素是近视眼发生的重要原因，但是调查问卷并不是对环境因素定量的最好方法。
第二，环境因素的作用模式，应该是我们做相关研究不可忽略的重要参数。
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应该采取怎样科学的方式
来研究环境因素对近视发生的影响？
那么，到底应该采用怎样的方法来对环境因素进行研究呢？
现代科技已经能使测量环境因素的总量和测量这些因素的“频率模式”变成现实。
最近，医院集团的大力支持下，杨智宽教授团队已经成功研发出了全球第一款这样的设备——“云夹”，并已进入临床应用（见下图）。
它能够非常准确、客观，而且是全时程地测量这些环境因素，所以最终不但能得到这些因素的“总量”、更为重要的是，还能得到这些因素的“作用模式”，这是我们一直所忽略的重要因素！
云夹的面世，是近视眼研究史上的一个里程碑。我相信，通过云夹或者类似的设备，近视眼的发病之谜将有望得到解开。
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