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近视眼是一种多病因的眼部疾病,它在人群中尤其是青少年中有着很高的发病率且呈逐年上升的趋势:是造成青少年低视力的主要因为。就发病机制而言可简单将其分为两大类:一类是发病率较低的病理性近视,具有明确的家族史和遗传突变的基因定位以及发病年龄早、近视度数高等特点,部分还伴有眼部发育的异常。另一类则是当今社会最为关注的青少年单纯性近视,其多发生于学龄期青少年儿童,没有确切的基因定位和家族遗传史,病因不明确,故在其发病机制方面始终存在多种假说。自上世纪80年代发现教育程度高的人群近视眼发病率远高于教程度低的人群以来,环境因素在单纯性近视发病机制中的影响就引起了人们的广泛关注。因此近年来大量关于近视眼与生活环境、视近时间、视近强度、及户内户外活动时间比例相关性的研究工作和流行病学调查在广泛开展,但其结论却不甚明确,很多问题都有待进一步的实验研究加以证实。此外现有的近视眼动物模型多为单眼的离焦性或形觉剥夺性动物模型,其虽可诱导眼轴的被动加长,但其机制与青少年单纯性近视发病机制完全不同,缺乏环境因素对近视发病机制的直接证据及模拟人类近视发病过程的近视眼动物模型。
本研究选取与人类生长发育阶段极为相似的灵长类动物恒河猴为研究对象,采用小空间驯养强制性长时间近距离注视的方法,全程模拟青少年单纯性近视的发病过程,以其获得青少年恒河猴的单纯性近视眼动物模型,为青少年单纯性近视眼的发生机制提供良好的近视眼动物模型。同时联合PRK技术,使部分恒河猴获得一定的单眼或双眼离焦量和屈光参差量,以观察长时间近距离注视对不同屈光状态下青少年恒河猴视觉系统发育的影响,并与单纯性近视眼动物模型进行对比分析,以其更好地说明青少年单纯性近视的发生发展机制并对其防治进行初步的研究。
研究目的:
采用小空间驯养强制性长时间视近的方法尽力完全模拟人类单纯性近视眼发病过程的行为学近视眼动物模型;并观察小空间驯养对不同屈光状态下的青少年恒河猴视觉系统发育的影响。
材料和方法:
选健康青少年恒河猴16只,随机分为五4组;所有恒河猴均于15.20月龄时入组进行初次检测和数据收集,整个检测周期为24个月。每组采用不同的处理方式:A组:小空间驯养+双眼3.00D远视离焦;B组:单纯小空间驯养;C组:常规饲养(空白对照组);D组:小空间驯养+右眼3.00D远视离焦。所有恒河猴均采取12/12小时昼夜光照节律变化,其中除C组常规全天饲养于视觉开放式普通猴笼内,其余各组每天8h饲养于大小固定、照明通风条件良好的视觉封闭式特制猴笼内,食物处理成小颗粒状需注意翻找才能获得,以训练其用眼注视细小物体。将A、D两组,按照预先设定方案分别进行手术处理以达到+3.00D的屈光值。定期检测各项指标:C组作为对照组,定期进行一次睫状肌麻痹检影和眼部A超测厚检查;A、B、C、D组同步进行检测,检测周期为PRK术前1W,术后1W,术后2W,术后3月,术后6月,术后9月,术后12月,术后15月,术后18月和术后24月,检测项目包括睫状肌麻痹检影,眼部A超测厚检查,眼压测量,角膜地形图检查,角膜曲率检查,视网膜电图(ERG)检查,视神经纤维层厚度测量(OCT)等,最终采用SPSS13.0软件对数据进行处理分析,以动态观察各种不同干预条件下青少年恒河猴眼球生长和屈光度变化的情况。
实验结果:
1.眼压及PRK术后角膜上皮恢复情况:整个观察周期内全部恒河猴的眼压测量值均显示在10到15mmHg之间,且左右眼配对T检验均无显著性差异;所有PRK术的恒河猴于术后4天角膜上皮完全修复,角膜组织完全恢复透明,没有出现明显的不良反应和角膜混浊现象。
2.屈光状态、玻璃体腔长度及角膜曲率变化情况:根据分组处理情况:先将A、B、C组进行组间对照分析。A、B、C三组的恒河猴的处理过程均保持其个体双眼无明显屈光参差表现;因此三组间进行比较可避免屈光参差等因素所导致的干扰,其中B组和C组之间的比较仅体现小空间驯养对恒河猴视觉系统发育的影响,A组和B组的比较则显示不同屈光状态下小空间驯养对眼球发育的影响。结果显示:在观察周期内C组在开放性空间饲养过程中的玻璃体腔长度没有明显增长;A、B组在封闭式小空间驯养每天8h强制性近距离注视训练,两组玻璃体长度都有显著性增长;其中以A组增长最为显著。将各组问玻璃体腔生长速率两两比较显示小空间驯养各组的玻璃体腔生长速率均明显快于常规饲养组,重复测量方差分析显示其有显著性差异;其中以小空间驯养+双眼3.00远视离焦的A组生长速率最快,明显快于B、C组;D组(小空间驯养+右眼3.00D远视离焦)进行组内左右眼配对T检验显示两组左右眼间玻璃体腔生长速率有显著性差异。
角膜曲率变化情况显示B、C组角膜曲率值稳定性良好,A、D各组在PRK术后有相应的变化过程,但都在3个月内趋于稳定,与对侧眼呈同步变化趋势。
3.ERG检测结果:恒河猴各时期的视网膜电反应潜伏期均与人类相似,在24个月的观察周期内各组左右眼间的电生理反应一致性均良好,随时间推移没有因玻璃体和眼轴的加长出现明显的减弱或增强;与正常人类相比,其暗适应状态下25db弱光刺激下的暗视视杆细胞反应及0db强光刺激下的混合最大反应中b波波幅均明显小于正常人类,而在明视视锥细胞反应中二者间则无明显差异;由此提示我们恒河猴视网膜电反应与人类有极大的相似性,但在暗适应状态下的电反应值弱于正常人类。
4.视网膜神经纤维层厚度检测结果:恒河猴各象限的神经纤维厚度分布与正常人类相似,在上方和下方神经纤维层较厚,颞侧和鼻侧象限偏薄,以鼻侧为最薄;各象限值与正常人类比较显示上方和颢侧象限较正常人类为薄,下方和鼻侧象限则无显著性差异。同时在24个月的观察周期内各组左右眼间的视神经纤维层厚度一致性良好,随时间推移亦没有因玻璃体和眼轴的加长出现明显的变薄。
结论:
1.长时间近距离注视可以使双眼玻璃体腔的生长加速,且一定程度的双眼远视性离焦与其有协同作用
2.小空间细颗粒驯养(强制性长时间近距离注视)是一种潜在的自然近视眼动物模型的建立方法
3.健康青少年恒河猴与正常人类的视觉系统极为相似,且左右眼发育同步性良好,是研究近视眼发病机制的最佳动物模型。