90％的孩子都近視了！這究竟是為什麼？

中國南方的廣州市一直有中國最大的眼科醫院。不過大約五年前，中山眼科中心就展現出明顯的擴張需要了。

越來越多的孩子因為近視帶來的視力模糊而來到了眼科中心，如此之多的驗光和配鏡需求，讓醫院擠得水泄不通。於是該中心添加了幾個新的檢查室——為了騰出地方，一些醫生和研究者被挪到了當地的一個商場。現在，一到就診者最多的寒暑假，每天都有「成千上萬的孩子們」湧入醫院——同樣要搬去商場工作的眼科醫生納丹·康登（Nathan Congdon）說道。「孩子多到你基本沒法穿過大廳。」

東亞一直沒擺脫這波空前的近視增長大流。60年前，中國人口的10%-20%是近視。而今天，接近90%的青少年和年輕人都近視了。在首爾，19周歲男性的近視率達到驚人的96.5%。

世界其他地方也發生了近視率的劇增，歐美一半的年輕人都沒有免俗得了近視——廣泛程度已是半世紀前的兩倍。據估計，在未來五年之內，世界人口可能有三分之一——25億人——會患有近視。「我們正在走向一場近視大流行。」澳大利亞布萊恩·霍登視覺研究所（Brien Holden Vision Institute）近視項目的帶頭人帕德瑪賈·桑卡里杜格（Padmaja Sankaridurg）說道。

圖片來源：Ian Morgan, Australian Natl Univ.

近視可不只是不方便而已。框架眼鏡、隱形眼鏡和外科手術能夠幫忙矯正視力，但它們並沒有解決深層的缺陷：近視者的眼球會稍稍伸長，晶狀體會將遠處物體的像會聚到視網膜之前，而不是視網膜之上。在嚴重的近視案例中，這種變形牽拉了眼球內部的組織，使之變薄，增加了視網膜脫落、白內障、青光眼，甚至是失明的風險。因為眼球會在童年階段生長，近視也普遍在學齡兒童和青少年中發生。在東亞，大學生年齡段的人里大約有五分之一有這種嚴重形式的近視，而其中的一半可能會發展出不可逆的視覺喪失。

這一威脅推動了相關研究的增長，以試圖了解近視的成因——而科學家們開始找到答案了。他們正在挑戰認為近視專屬於小「書蟲」的舊觀點，而在一個新論點下達成一致：給孩子們增加近視風險的，其實是太長時間的室內活動。「我們正在很努力地傳達這個訊息，孩子們需要在戶外花更多的時間。」凱瑟琳·羅斯（Kathryn Rose）說。她是悉尼科技大學視覺矯正學系的系主任。

追蹤視力

許多年來，科學群體都認為近視主要是因為遺傳。20世紀60年代的研究表明，比起基因不相同的雙胞胎，近視在基因完全相同的雙胞胎中更普遍，這意味著近視的易感程度受DNA的強力影響[1]。在科學家的努力搜尋下，基因組中超過100個片段都被發現與近視相關。

但顯然，基因不可能解釋事情的全部。最明顯的標誌之一是1969年的一項對因紐特人的研究[2]。這些因紐特人住在阿拉斯加的北端，生活方式正在經歷變化。對於那些在孤立群體中成長的成年人，131人中只有2人有近視。但他們的兒女和孫子中卻超過一半的人都成了近視。遺傳變化發生得太慢，不足以解釋這麼迅速的變化——因紐特人的例子也好，自那之後記錄到的全球近視率飛漲也罷。「一定有個環境因素導致了這些世代間的差別。」新加坡國立大學研究近視流行病學和遺傳學的邵星梅（音譯，Seang Mei Saw）說。

在過去，科研人員認為近視的主要原因在於遺傳。

書本曾是明擺著的「兇手」。這個觀念在400多年前就有了，那時德國的占星師、光學專家約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）將自己的近視歸罪於他所有的研究。這個觀念根深蒂固，在19世紀前，一些有名的眼科醫生會推薦小學生們使用頭靠以防止他們離書本太近。

近視率在現代的增長反映出一個趨勢：許多國家的小孩正在花更多的時間來讀書，學習，或者黏在電腦或智能手機屏幕前——在東亞國家尤其如此。在這些國家，社會對學習成績的高度重視正在促使孩子們在學校待得更久，在學習上花更多的時間。去年，經濟合作與發展組織（Organization for Economic Co-operation and Development）的一項報告[3]指出，平均每個上海的15歲小孩現在每周要花14個小時做作業。相比之下，英國是5個小時，美國是6個小時。研究者們一致地記錄到了教育方式和近視普及度的強烈關聯。例如在20世紀90年代，他們發現以色列的青少年男性中，在猶太教會學校（yeshiva，學生成日學習宗教經文）學習的學生比看書時間少的學生們有著高得多的近視率[4]。在生物學層次看，說長時近距離用眼能改變眼球的生長貌似很合理，畢竟眼球會不斷調節射入的光線，使近處的圖像聚焦在視網膜附近。

儘管這個觀點很吸引，但卻禁不住檢驗。21世紀初，研究者開始研究具體的行為，諸如每周讀多久書，看多久的電腦，結果沒有一個因素看起來是近視風險的主要貢獻者——但另一個因素卻是的[5]。在2007年，俄亥俄州立大學哥倫布分校驗光學系的唐納德·穆蒂（Donald Mutti）和同事們報告了一項研究結果，該研究跟蹤了加利福尼亞州500多名8-9歲的、視力正常的兒童[6]。該團隊調查了這些兒童的每日活動，「大概是事後才想到，我們又問了體育運動和戶外活動。」穆蒂說。

他們沒做錯。五年後，每5個孩子中就有一個近視，而唯一一個和該風險強烈相關的環境因素是花在戶外的時間[6]。「我們覺得這個發現很奇怪，」穆蒂回憶道，「但這在我們分析數據時不停地出現。」一年之後，羅斯和她的同事們在澳大利亞得出了同樣的結論[7]。在對悉尼中小學中的4000餘個孩子進行三年的研究後，他們發現戶外活動時間少的孩子有著更大的近視風險。

羅斯的團隊試圖排除這種聯繫背後的其它解釋——比方說，孩子們也許在戶外進行了更多體育鍛煉，而益處也許是從鍛煉中來的。但室內體育運動的時間就沒有展現出這樣的關聯，不足以支持這項解釋。但戶外的時間卻可以，不論孩子們是在鍛煉、野餐，或者只是在海灘上讀書。那些在戶外待得更久的孩子們並不一定減少了和看書本、看屏幕以及進行近距離工作的時間。「我們遇到的一些孩子在這兩項活動上都很積極，但他們並沒有變成近視。」羅斯說。近距離工作也許仍有些影響，但最重要的似乎是眼睛在明亮光線下的暴露。

要有光

一些研究者認為，支持這一關聯的數據還不夠有力。大多數流行病學研究都通過問卷估計了孩子們花在戶外的時間——但加州大學伯克利分校的驗光師克里斯汀·懷爾索耶（Christine Wildsoet）說，這樣的數據得小心處理。在一個關於可穿戴光感測器的小規模先行研究中[8]，她發現人們的估計值通常與他們的實際暴露時間不相符。都柏林兒童大學醫院的近視專家伊恩·弗利特克羅夫特（Ian Flitcroft）則懷疑光照到底是不是待在室外的關鍵保護性因素。他說，室外更遠的可視距離也有可能影響近視的發展。「光照並不是唯一的因素，把它當成解釋是對複雜過程的一種粗放的過度簡化。」他說。不過，動物實驗支持了光照具有保護性這一觀念。研究者在雞這種視覺研究中常用的實驗模型身上首次證實了這一點。在控制撫育環境、只改變光照強度的前提下，研究者能通過給它們戴上眼鏡改變它們眼前圖像的解析度和對比度，誘導出近視。在2009年，圖賓根大學眼科研究所的里甘·阿什比（Regan Ashby）、阿爾內·奧倫多夫（Arne Ohlendorf）和弗蘭克·舍費爾（Frank Schaeffel）指出，與在一般室內光照環境下生長的雞相比，處於與戶外光照相當的高光照水平下的雞，實驗誘發的近視發生減緩了大約60%[9]。其它地方的研究者也在樹鼯和恆河猴中發現了類似的保護性效應

研究者用雞作為模型研究光照對預防近視的作用。但科學家們真正需要的還是機制：明亮光照具體是怎樣預防近視的？一個主流的假說是，光照刺激了視網膜釋放多巴胺，而這種神經遞質進而阻止了眼球在發育中的伸長。最能支持「光照-多巴胺」假說的證據又一次出現在了雞身上——2010年，阿什比和舍費爾表明，向雞的眼球中注射抑制多巴胺的藥物螺旋哌丁苯（spiperone）能抵消亮光帶來的保護效果[11]

視網膜通常按照晝夜節律來產生多巴胺——白天產生得多——它通知眼球從視桿細胞主導的夜間視覺切換到視錐細胞主導的明視覺。研究者現在推測，在昏暗的（通常是室內的）光照下，這個周期會被擾亂，從而影響到眼球發育。「如果我們的系統沒有足夠強的晝夜節律，事情就失控了。」現在在堪培拉大學工作的阿什比說，「系統開始受到干擾，而這些干擾意味著它會按照自身不規律的方式生長。」

時不我待

澳大利亞國立大學的近視研究者伊恩·摩根（Ian Morgan）基於流行病學研究估計，孩子們需要每天在至少10000勒克斯的光照下待約3個小時才能避免近視。這大約相當於一個人夏天在大太陽下戴著太陽眼鏡站在樹蔭下接收到的光照亮度（陰天有不到10000勒克斯的亮度，而照明充分的辦公室或教室通常不到500勒克斯。）對摩根所在的澳大利亞而言，每天3個多小時的戶外時間是孩子們的日常。在那裡，17歲的人里只有30%是近視。但在世界上的很多地方——包括美國、歐洲和東亞——孩子們通常只有一兩個小時在戶外。

2009年，摩根開始測試戶外時間的增加是否會幫助保護中國兒童的視力。他和中山眼科中心（摩根也在這工作）的一個團隊展開了一個為時三年的試驗：在廣州隨機選取6所學校，讓其中六七歲的孩子每天放學前上一節40分鐘的戶外課；在另外6所學校中，孩子們的課程表不做變化，以此對照。在參與了戶外課的900多名孩子中，9-10歲開始近視的比例是30%，而在對照學校，這一數字是40%。這項研究正準備發表。

更有力的效果出現在台灣南部的一個學校。這裡的老師應要求讓孩子們將每天共80分鐘的課間時間內全都花到戶外，不讓他們留在室內。一年以後，8%的孩子們被診斷為近視，而附近一所學校的近視率則是18%[12]

這些初步發現讓摩根大受鼓舞，他覺得自己還能做得更好。「我們已經有了原理上的證據，說明增加孩子們花在戶外的時間的確有用。」他說，「現在的問題是，我們怎樣將這項工作付諸實踐才能產生顯著的影響？」他認識到許多學校都不能靈活地添加戶外的時間。於是在去年，他和康登合作，開始試著在玻璃教室里給學生上課，這樣自然光線更多。「玻璃教室的想法在整個中國都相當可行。」

羅斯指出，額外的戶外時間「必須由學校指定，因為讓家長自願這麼做是非常困難的」。邵教授和她的同事們在試行一個為期九個月的項目時見識到了這點。那時，他們告訴新加坡的父母們戶外時間對預防近視很重要。他們提供了計步器，組織了周末的家庭戶外活動，甚至提供了一些企業的現金券。但在試驗的最後，戶外時間與沒有此類活動的對照組相比並沒有在統計上的顯著不同。

在有些地方，孩子們沒法接受更多的戶外光照了：要麼白天本來就短，要麼太陽太猛，要麼戶外實在太冷。動物實驗[10]表明室內的強照明也能代勞：例如，目前市售用來治療季節性情緒障礙（seasonal affective disorder）的光箱（light box）能夠提供高達10,000勒克斯的照明。但他們對近視的作用還沒有在人類中得到廣泛測試。

與此同時，研究者們還在研究防止近視惡化的方法。桑卡里杜格和她的同事們已經研發出了能將遠處景象會聚到整個視野的特殊框架和隱形眼鏡，從而改變眼睛的生長過程——傳統的眼鏡只把像會聚到視野中心。其它研究組表明含有阿托品（一種神經遞質阻滯劑）的夜間滴眼液也能幫助控制近視發展[14]，儘管背後機制依舊不明。桑卡里杜格說，「我們想採取全盤措施」來對抗近視。

但滴眼液和光箱並沒有送小孩去戶外玩耍那樣大的號召力，畢竟戶外玩耍還有其他益處。「這樣做有可能也增加了體育鍛煉，既降低肥胖的可能性，也能改善情緒。」羅斯說。「我只會把這看成好事——而且還是免費的。」

一個世紀多以前，著名的英國眼外科醫生亨利·愛德華·朱勒（Henry Edward Juler）就提出了類似的建議。1904年，他在《眼科學與實踐手冊》（A Handbook of Ophthalmic Science and Practice）中寫道，當「近視已成定局，應該開處方建議患者換換環境——如果可能的話來趟海上旅行」。正如懷爾索耶指出的那樣：「我們花了一百年來回歸到那時人們直覺上相信的事。」

1. Sorsby, A. & Leary, G. A. Refraction and its components in twins. Special Report Series no. 303 (Medical Research Council, 1962).

2. Young, F. A. et al. Am. J. Optom. Arch. Am. Acad. Optom.46, 676–685 (1969).

3. Salinas, D. Does Homework Perpetuate Inequities in Education? (OECD, 2014). Available at http://doi.org/2sd

4. Zylbermann, R., Landau, D. & Berson, D. J. Pediatr. Ophthalmol. Strabismus 30, 319–322 (1993).

5. Saw, S. M., Carkeet, A.,Chia, K. S., Stone, R. A. & Tan, D. T. Ophthalmology 109, 2065–2071 (2002).

6. Jones, L. A. et al. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 48, 3524–3532 (2007).

7. Rose, K. A. et al. Ophthalmology 115, 1279–1285 (2008).

8. Alvarez, A. A. & Wildsoet, C. F. J. Mod. Opt. 60, 1200–1208 (2013).

9. Ashby, R., Ohlendorf, A. & Schaeffel, F. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 50, 5348–5354 (2009).

10. Siegwart J. T., Ward, A. H. & Norton, T. T. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 53, 3457 (2012).

11. Ashby, R. S. & Schaeffel, F. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci.51, 5247–5253 (2010).

12. Wu, P.-C., Tsai, C.-L., Wu, H.-L., Yang, Y.-H. & Kuo, H.-K.Ophthalmology 120, 1080–1085 (2013).

13.Ngo, C. S. et al. Ophthalmic Physiol. Opt. 34, 362–368(2014).

14.Chia, A. et al. Ophthalmology 119, 347–354 (2012).

本人轉載自果殼網科學人，由Paradoxian編譯。文章題圖由shutterstock友情提供，編譯來源Nature News, The myopia boom

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