台灣的學童近視與環境和遺傳的關係

 本論文刊登於專業醫學雜誌 "台灣醫界" 第49卷

內容詳細指出，台灣的學童，應如何來預防及治療近視的加深

 前言

台灣學童近視比率之高已佔世界第一，而且每年都在持續增加之中。

這是為什麼呢？不論政府、學校、家長、甚至眼科醫師，都憂心忡忡，尤其最近又有媒體報導：「小孩點散瞳劑，當心青光眼」。這個消息更是令大家質疑：目前眼科學上唯一治療近視的方法「點散瞳劑」是否也不能再繼續？

 

環境近視                                                  

 近視發生的原因眾說紛紜，在西方社會由於生活環境壓力較少，所以近視的人口也少，若發生近視則與遺傳較有關聯。「近視的父母較會有近視的孩子；如果父母有近視，則孩子發生近視的可能性是沒有近視父母的七倍」¹。這個結果也有人質疑是否和遺傳無關，因為父母有近視的家庭，這些父母比較屬於喜歡看書，和室內近工作的生活習慣，自然他們的小孩也比較有相同的生活習慣，因此近視的比率會較高。 

在我們東南亞經濟快速成長的地區，日本、台灣、香港、新加坡等地，比起多年前，近視的人口正大量的快速增加之中，而且許多近視越來越嚴重的小孩，他們的父母、甚至祖父母都沒有近視，這正說明了這個地區的大量近視與遺傳較沒有關係，而與生活習慣的改變有較大的關聯性。就像以前幾乎沒有近視的愛斯基摩人，由於生活型態的改變，現在也都漸漸變得有很多高度近視的人口了²。因此我們推論，目前大多數人的近視應該是一種「環境近視」。那麼遺傳是否會影響近視的發生呢？在本文後段我們將會持續的來討論。

 

動物試驗

 近數十年來，很多學者以動物試驗的方法，得到各種實驗性近視的結果，認為近視可以用人為的方法產生，而它們的共同點是：必須是年幼的動物才會產生近視，而且產生的近視都屬於軸性近視。約在1977年至1979年之間，有科學家把動物的眼睛以霧狀眼鏡遮蓋住，或讓它們看焦距不清楚的圖片。這種把影像的形體剝奪，使無法看清楚物體的形狀的試驗，可以讓動物產生近視，叫做型體剝奪性近「Form-deprivation myopia」³。而且這種情況下影像在網膜上的清晰度越差，近視度就越深。在1963年有實驗⁴限制猴子的眼睛只能看近的距離，結論是一年後猴子就會有1－2D的近視。1975年又有實驗把年幼猴子的眼瞼縫合起來，使不能張開眼睛，則被縫合的眼睛會引起高度近視⁵。在1977年更有動物實驗⁶以手術的方式縮短兔子眼球的直肌，讓眼球內的壓力增加，則兔子會增加近視；相反的，切斷直肌則可減少近視。更有研究者發現，當眼睛有一部份的水晶體被蓋住時，只有被蓋住的部份的鞏膜會改變。而使用度數較強的凹透鏡可引起人工近視；使用凸透鏡則會造成人工遠視⁷。

臨床觀察

 由以上這些動物試驗的結果，如何來引發近視，已經是可以預測的事了；但是由於我們無法拿「人類」來做試驗，只能以觀察和統計的方法來得到結論。早在1930、1953年時就有學者發現：需要長時間、近距離工作的各種不同專門技工，有近視率急速上升的趨勢；像打字員、裁縫這些技工有77％以上是近視。後來又有學者報告近視的發生與基礎教育的引進相關聯，教育程度越高的學校近視率也越高。這些發現和我們台灣近幾年來的臨床統計觀察有同樣的結果。

 

近視的原因：睫狀肌收縮和兩眼內聚

 由動物試驗以及人類生活型態的觀察中，可以得知：大致上來說：「長時間、近距離的使用眼睛是近視發生的主要原因」，但是近距離的工作並不是那麼容易界定的，因為近距離的工作等於長期待在室內；長期待在室內則缺少接受陽光的照射，是否會導致維他命D以及鈣質的缺乏，而引起近視呢？這需要更多的研究與觀察。 

為什麼長時間近距離的使用眼睛會引起近視呢？因為眼睛看近距離時與看遠處時有兩點最大的不同。第一、眼睛看近距離時會使睫狀肌收縮，使水晶體變胖，叫做調視（Accommodation），使焦點清楚。第二、兩眼必須內聚（Convergency）對準近物。另外一點是瞳孔會縮小，這與近視似乎較無關聯。

 

近距離工作時調視對眼睛的影響                 

 調視（Accommodation），在70年代曾受到眼科醫師以及光學師們的熱烈討論，認為它與近視的發生關係最大。有研究顯示眼球在經過長時間的近距離調視後，眼球的形狀會變得較為扁長，而且當調視已放鬆後還會維持這種扁長的形狀1－2個小時之久。這被認為是由趨光性近視，轉變為軸性近視的原因之一⁸。另有研究顯示：在持續加深的近視者中，長時間近工作後他們的調視反應（Accommodation Response）變慢了，而且調視幅度（Accommodation Amplitude）也較低⁹。在這種情形下眼睛為了適應低弱及緩慢的調視能力，只有讓眼軸增長來代償。也有研究顯示，長時間的調視會增高眼球前房的溫度，而導致房水的過度分泌，因而使眼壓升高。眼壓的升高則常被認為與近視的加深有關¹⁰。 

為什麼眼軸會增長，而形成軸性近視呢？為什麼軸性近視的眼球其前半部正常，而只有後極部會變形呢？是否調節以及內聚這兩種機能會導致這種變形產生呢？有研究發現眼睛內聚時所產生的壓力，比調視本身更容易造成玻璃體腔壓力的升高，而這種升高的壓力，則會使鞏膜上最脆弱的部份擴展產生變形。從應用力學的觀點來看，眼球是個密閉的球體，在視神經的入口處，及靠近上下斜肌附著的眼球後極部是最脆弱的地方。一但玻璃體腔的壓力升高，就會往這個地方凸出導致變形。這也能解釋為什麼隨著近視度數的加深，在視神經盤的攝側部會有越來越明顯的近視斑的現象。

 

看近時兩眼內聚對眼球的影響

 調視能力受限於睫狀肌的環狀收縮力，而內聚則受限於內直肌（Medial Rectus）的拉力。實驗發現睫狀肌收縮時，最多能產生0.6g的拉力，而內直肌的收縮則可以產生150g的拉力，光從這兩個數字來比較，內聚的力量就一定比調視高上數十倍，但內直肌是如何對眼球後極部產生壓力的呢？多項研究發現，內直肌會透過「提高眼壓」而影響對眼球後極部的壓力。1969年的人類活體測驗¹¹，其實驗對象先保持直視，然後看近距離。結果發現如偏離直視，眼壓（IOP）會增加5－10mmHg。1979年的動物實驗¹²，測量猴子的近距離調視和內集，發現玻璃體腔的壓力增加7mmHg，而且會持續到猴子將視線從目標物上移開為止。1971年的動物實驗發現，當貓的眼外肌壓力增加至11.6g時，眼壓（IOP）會增加14mmHg。這項實驗也顯示，內直肌會造成鞏膜的局部皺摺或凹陷，進而提高眼球內壓。

以上三個實驗都發現眼外肌的拉力或收縮會造成玻璃體腔的壓力提高5-14mmHg，比起睫狀肌調視收縮時造成的壓力高很多。 

1961年的實驗¹³發現，調視時玻璃體腔壓力的增加小於2mmHg。所以我們必須清楚的區別調視所造成的玻璃體腔的壓力，和內聚所造成的玻璃體腔的壓力。調視所造成的壓力增加指數很小，而且因為它是由鞏膜內的一個軟性脈絡膜囊造成的，所提高的壓力不太會傳達到鞏膜。而內聚所造成的壓力增加指數就可能很大，而且是直接傳達到鞏膜。這些數據說明，雖然兩個現象是同時在作用的，不過眼外肌內聚時造成的壓力，遠遠超過調節本身所造成的壓力。

 

遺傳性近視                                                   

 近視是由於眼軸增長所引起，也就是眼球後極部的向外凸出所形成。然而眼球後極部產生的變形，除了玻璃體腔壓力升高有影響外，先天的因素包括上下斜肌對後極部鞏膜所產生的局部性拉扯張力，以及每個人眼球後極部的鞏膜強度，也有很大的關係。像是在病理性近視（Pathological Myopia）的眼球，其後極部容易形成葡萄腫（Staphyloma），是否這種眼球在遺傳上或先天上就有下列的各種缺陷，而至容易形成高度近視呢？這些缺陷例如：一、上下斜肌與鞏膜的附著寬度太窄;二、斜肌的拉力太大;三、斜肌的附著處太靠近視神經;四、後極部的鞏膜厚度太薄，或是結構上易伸展;五、較高的眼壓等等。有以上這些缺陷因素時，如果再加上後天環境裡近距離用眼時間太長，使玻璃體腔的壓力長期增高，則眼軸增長是必然的結果¹⁴。上述的各種缺陷因素與高度近視脫不了關係，因此認為父母有高度近視時，子女引起高度近視的機率就會增加；但這只能說子女有這些遺傳基因，還需加上後天環境的催化，才會形成近視。這就好比：您買到了一部引擎散熱不很良好的汽車，但是只要您勤換機油，水箱記得加水，並且不要長時間飆車；那麼每天代步上下班，開個數十年也沒問題。近視也是同樣的道理，雖然有先天上的遺傳基因，只要後天環境中減少近距離用眼的壓力，則並不一定會成為高度近視。

 

近視的預防

 其實從人類進化的觀點來看，近視是一種適應環境的演化，在從前是正視化作用（Emmitropization）。現代人因近距離用眼較多，所以變成近視化作用（Myopization）是一種很有效的適應。從動物實驗的結果來看正視化作用，並不只是整個眼球同時受影響，它有時也作用於眼睛局部的成像部位，但這些結果並不適用於年紀較大的動物，這也解釋了近視在年輕時增加的較快，然後會漸漸停止加深。從動物實驗的「局部正視化作用」的結果，我們可以看出近視的原因是相當複雜的，並不完全只因為機械性的壓力這個原因所引起，其他原因如光學影像品質，以及生物化學等都扮演著重要的角色。 

接下來我們將從光學影像品質、生物化學及機械性壓力，這三方面來探討如何防止近視的持續加深。

 

一、配戴雙光眼鏡                                 

 從光學影像品質的觀點來看，人類眼球自動對焦的功能，可以使網膜上的焦點準確，影像清晰，影像不清晰時會引起睫狀肌的調整收縮。但是當眼球過度的使用睫狀肌於近工作時，則會使調節力的反應遲緩，而無法立即對準焦距，致使影像時常有不清晰的現象；這種情形也是一種影像品質不良的狀況，因而容易引起近視度數加深。因此眼鏡的度數配得不足時，看遠時也會影像模糊，而影響看的品質。

 

所以小孩已經有近視後到底何時配眼鏡較好呢？近年來「影像品質學說」：認為眼睛看東西時，網膜上的影像越不清晰，則度數會增加的越快。目前有許多家長害怕小孩戴上眼鏡後度數會加深的更快，所以不讓小孩配眼鏡。這些都是舊有的不正確觀念。配眼鏡時度數應量得準確，決不可配得太深，最好是矯正視力1.0，或者淺配-0.25度左右還可以，但若淺太多則看遠時影像也是模糊的，反而會使度數增加的較快。所以如果小孩度數已經有-1.50度以上，就應該給他配副眼鏡。在看黑板或看電視等遠距離時配戴；而看書、做功課等近距離時則可不戴。為了達到這種效果，讓小孩看遠時清楚，而看近距離時則又可避免調視過度，這時雙光眼鏡是一個很好的解決方法。最早的文獻報告是在1895年醫師Chalmers Prentis以凸透鏡來治療屈折性近視（Functional Myopia）；後來直到近年來 的一些双光眼鏡，以及漸進多焦點眼鏡的研究報告，都是採行「以凸透鏡代替睫狀肌的收縮」的原則。但有許多不同的研究顯示不同的結果：有的結果是雙光眼鏡可以控制近視；而有的則顯示無效^{15, 16}。總而言之近距離工作時使用降低+1.25~+2.00的凸透鏡的雙光眼鏡，可以降低調視的負擔，是預防近視最簡單的第一步。中老年人使用的漸進多焦點眼鏡，它的優點是沒有一明顯的橫線在鏡片上，但是用來作為小孩近視的預防，從影像品質的觀點上來看，因為鏡片上有盲區存在的干擾，以及看近範圍過於狹窄，對於以看近為主的孩童是不適宜的，這時一線雙光的眼鏡應該是他們的首選。但是光是以這種方法要來阻止近視的加深也是不可能的，這只能說是一種補助，必須配合以下的方法才能成功。

 

二、正確點用散瞳劑

 以目前所知的科學，要來阻止這種眼球進化確實很困難。過去多數的學者專家都認為近視的發生與調視過度有關聯，所以用睫狀肌麻痺劑來治療，試圖放鬆調視，Atropin在我們台灣已被大量的使用了二、三十年。目前仍是唯一的眼科治療方法，根據施、林等的臨床報告¹⁷：點0.5％Atropin的有效率約為60％，點0.25％Atropin的有效率約為50％；但點了藥後會有強烈畏光及看近模糊的副作用，所以有很多患者排斥而無法持續治療。看近模糊可以配戴雙光或多焦點眼鏡來克服，但瞳孔放大後進入眼內的光量最多可高出正常25倍之多，這是造成許多人排斥的主要原因。而長期點用是否會引發網膜光害，或是將來提早發生白內障等問題，也有待進一步的觀察。點散瞳劑會引發青光眼也是大家所擔心的問題：最近的媒體報導約有百分之三的小孩有眼睛內房水排出功能不佳的問題，所以長期點散瞳劑可能引發眼壓升高。如何來減少這些副作用，而又有效呢？從生物化學的觀點，有學者認為網膜上的影像品質不清晰時，網膜會送出錯誤的訊息，這種訊息則可能促使鞏膜生長而致使眼軸增長。目前的研究是點用一種與Atropin類似，但不會散瞳或使睫狀肌麻痺的眼藥水，來阻止近視的加深，此法尚在實驗階段，但是是可以期待的一種好方法¹⁸。

 

三、放鬆眼球內聚壓力的視力訓練法    

 近視的原因是多樣化而且復雜的，與其說是看近太多，不如說是：現代的小孩很少有「望遠凝視」的機會，因為眼睛只有在看向遠處時，才能是放鬆的。從機械性壓力的觀點來看，點Atropin只能放鬆睫狀肌，對於兩眼內聚的壓力並沒有消除。所以Atropin治療近視的機制比較是屬於生物化學的作用。而眼球內聚時玻璃體腔內機械性壓力的增加，很明顯的是調視引起壓力的數倍。過去醫學界的研究都著重在調視對近視的影響，而內聚對近視的影響則較少受到重視，只有在1981年Shotwell¹⁹的報告中，他使用凸透鏡及稜鏡做成眼鏡來使用，希望能夠放鬆睫狀肌及使眼球外展放鬆，經過數年的觀察發現預防近視的效果並不明顯，為何效果不佳的原因，有待進一步的分析與研究，2004 年的研究報告「以眼球外展運動來降低調節力的臨床觀察」²⁰中，是以凸透鏡及稜鏡在眼前每20秒即循環轉動一次，使眼球不斷的產生外展運動，進而刺激睫狀肌放鬆，結果可以降低假性近視度數0.28D，與點用0.5％Tropicamide散瞳劑的放鬆效果很接近。目前醫學上對近視的預防及治療，大都只採用點散瞳劑一種方法，但在有很多小孩因畏光而排斥點藥的情況下，以稜鏡及凸透鏡使眼球產生外展運動的方法，對於長時間、近距離用眼的小孩，可以產生反向的運作，達到「望遠凝視」的效果，對眼球的放鬆有明顯的幫助，應是一種理想的視力保健方法。但是預防近視加深的效果，則有待進一步長期的觀察。

 

學童視力保健五大步驟

 在台灣近視的發生由於比例太高（80％的大學生有近視）大家已經見怪不怪。但有20％的人是高度近視，將來較有併發視網膜剝離、黃斑部病變或出血、青光眼、白內障等眼疾。這些也是致盲的主要原因，因此政府、學校、家長、小朋友、及眼科醫師要如何來做好學童「視力保健」是重要且急迫的工作。 

從上述各項實驗及觀察的結果，學童「視力保健」約略可分為五大項：

 (一)保持正確的用眼距離，以降低眼球的壓力；

 (二)縮短連續用眼的時間，以減少眼睛疲勞；

 (三)應配戴正確度數的雙光眼鏡，以降低調視的壓力；

 (四)正確使用散瞳劑，並注意可能產生的副作用；

(五)併用放鬆眼睛壓力的視力訓練方法。

 

結語                                                              

 近視已經可以確定是環境因素造成的，而「長時間近距離的使用眼力」也是近視加深的主要原因。雖然高度近視者有遺傳基因的可能性較高，而其影響部位可能在鞏膜的後極部。但是如果沒有後天長時間近距離用眼的壓力，則不一定會形成高度近視。而輕度近視者受遺傳的影響較少，是一種眼球適應環境的進化，所以做好「視力保健」五大步驟，近視加深是可以避免的。

 

參考文獻

 1.     Schaeffel F: Myopia. Der Ophthalmologe 2002; 2: 120-139

 2.     Hu DN: Studies of Genetic and environmental factors in the occurence of myopia based on epidemiologic data in myopia updates. Proceedings of the 6th International Conference on Myopia, Springer, Tokyo 1998; 232

3.     Schaeffel F: Myopia development as a result of visual deprivation? Systems analysis and possible biochemical correlates. Proceedings of the 6th International Conference on Myopia, Springer, Tokyo 1998; 255.

4.     Young FA: The effect of restricted visual space on the refractive error of the young monkey eye. Invest. Ophthalmol. 1963; 2(6):571-577.

5.    Wisel TN, and Raviola E: Myopia and eye enlargement after neonatal lid fusion in monkeys. Nature 1977; 266:66-68.

6.    Mohan M, Rao VA, and Dada VK: Experimental myopia in the rabbit, Exp. Eye Res. 1977; 25:33-38.

7.     Wallmann J: How is emmetropization controlled? Results of research on experimental myopia. Proceedings of the 6th InternationalConference on Myopia

, Springer, Tokyo 1998; p. 13

8.     Walker TW, Mutti DO: The effect of accommodation on ocualer shape. Optom Vis Sci 2002 Jul;79(7):424-30

9.     Fong DS: Is myopia related to amplitude of accommodation?. Am JOphthalmol 1997 Mar; 123(3): 416-8

10.   Tokoro T, Funata M, Akazawa Y: Influence of intraocular pressure on axial

elongation, J Ocul Pharmacol 1990; 6(4): 285-291

11. Coleman DJ, and Trokel S: Direct-srcorded intraocular pressure variations in a human subject. Arch. Ophthalmol. 1969; 82:637-640.

12.  Young FA: The development and control of myopia in human and subhuman

primates. Contacto 1975;19(6):19-31.

13.  Van Alphen G.WHM: On emmetropia and ametropia. Ophthalmological Supply 1961; 1-92.

14.   Greene PR: Mechanical Considerations in Myopia: Relative Effects of Accommodation, Convergence, Intraocular Pressure, and the Extraocular Muscles. Am. J of Opto.& Physio. Optics 1980 Dec; 57(12), 902-914

15.   Brown B, Edwards MH, Leung JT: Is esophoria a factor in slowing of myopia by progression lenses?. Optom Vis Sci 2002 Oct;79(19):638-42

16.   Fulk GW, Cyert LA, Parker DE: A randomoized clinical trial of bifocal glasses for myopic children with esophoria: results after 54 months. Optometry 2002 Aug;73(8):470-6

17.   施永豐，近視的藥物治療，台灣醫界，40卷，第七期，15-27頁

 18.  Tan: Pirenzepine in Asian Children; Ophthalmology 2005 Jan; 112(1): 84-91,

19.  Shotwell AJ: Plus lenses, prisms, and bifocal effects on myopia progression in military students. American Journal of Optometry & Physiological Optics. 1981; 58﹙5﹚: 349-54.

20.   Lin CC, Lin G., Lin J: Preliminary Observations on the efficacy of Ocular Divergence Exercise for the Relax of Accommodation. Transaction of Ophthalmological Society of Taiwan, The Republic of China 2004; 43(4), 289-296