我国青少年儿童近视日益高发, 且呈现低龄化、高度化趋势, 已成为影响社会、家庭和个人的重大公共卫生问题。但目前, 能早期预防近视发生发展的手段仍不多, 且其效果均有争议, 关键原因还是对近视发生发展的确切机制仍不完全明确。近年来, 中国不少省市已大力开展青少年屈光发育档案的建设工程, 其目的就是要了解我国青少年儿童屈光发育的规律, 为找到近视防控的有效手段提供基础资料。在上海, 我们从2011年开始建立屈光发育档案, 2013年底已纳入109.7万名4~18岁青少年儿童。2014年起对其中30%以上青少年儿童进行随访和档案更新[1]。早期的青少年屈光发育档案中的眼部数据包括了裸眼视力、矫正视力、睫状肌麻痹前后屈光度、角膜曲率、眼轴等传统屈光相关参数[1]。随着研究的深入, 我们认为, 应全面考虑青少年儿童屈光发育过程中眼内各种结构的变化, 纳入更多可测量的参数, 使屈光发育档案成为可用于明确屈光发育机制的档案。晶状体相关屈光参数, 包括晶状体厚度、前后表面曲率、晶状体折射率等, 就是应该值得测量和关注的指标。

青少年时期人眼的屈光发育变化是眼内各屈光相关结构协同发育的结果, 眼轴和晶状体则是其中最主要的：随着年龄增加, 眼轴不断增长导致的是日益近视化, 与此相对, 晶状体发育的结果是其屈光力不断减少, 成为正视化进程中主要的代偿因素。这种代偿能力在不同的年龄阶段、不同屈光状态时是不同的。对于3~6岁的学龄前儿童, 晶状体的代偿能力强, 导致1 mm眼轴的改变仅仅相当于0.45 D的屈光度改变[2]。而在学龄儿童及成人中, 晶状体的代偿能力减弱, 1 mm眼轴改变可以相当于1.4 D及2.2 D左右的屈光度发展[3]。

除了屈光力, 晶状体中央以及周边形态的变化也参与了调节、视网膜像质以及周边离焦等屈光发育过程中的视觉反馈机制。长时间持续近距离用眼是青少年期近视发生的重要危险因素, 视近过程中的调节滞后与调节微波动均引起视网膜离焦, 产生视网膜模糊像, 随时间累积进而导致近视的发生[4]。在调节过程中, 中枢神经系统根据视网膜像的质量, 反馈支配睫状肌收缩的量, 引发晶状体的形状及后续高阶像差改变, 而人眼高阶像差一些成分的变化也是诱发调节启动的因素。该视觉反馈过程中每一步都是复杂而精确的, 晶状体微调在其中起到了承前启后的作用。

国内外学者正日益关注晶状体在青少年屈光发育过程中的重要性, 但是目前对于晶状体屈光参数的观察性研究存在如下问题。

目前文献中对晶状体屈光力的计算多采用间接计算法：根据光学成像原理, 将眼球系统作为一个整体（如Gullstrand模型眼）, 利用眼部其他屈光相关参数, 如角膜屈光力、眼轴长度、前房深度、晶状体厚度以及眼屈光度等, 采用特定的公式, 如Bennett公式、Bennett-Rabbetts公式等, 推导出晶状体屈光力。间接法的优势在于计算所需要的屈光参数获取较为便捷, 常用的眼生物学测量设备就可以得到。但其缺点也非常明显：未考虑晶状体具体形状; 仅得到晶状体中央区屈光力; 得到的屈光力结果无法用于了解晶状体屈光力与纳入公式的参数之间的相关性, 进而无法分析在调节或周边离焦过程中晶状体与其他眼屈光结构之间的精细协调。

现有的观察性研究一般只分析单个参数, 如仅探讨晶状体前表面曲率随年龄增长的变化, 或者仅观察晶状体厚度的改变, 且至今尚无对晶状体后表面曲率、周边赤道部区域随年龄变化的观察分析。因此无法用于整体了解晶状体屈光参数在青少年屈光发育进程中的确切变化。造成这种情况的原因, 一是由于传统检查设备观察指标有限; 二是由于晶状体特殊的解剖位置：晶状体位于虹膜后方, 自然瞳孔下大部分为虹膜所遮挡, 传统光学检查设备难以观察, 从而对研究晶状体在调节过程中精细改变带来较大困难。曾有研究通过观察无虹膜眼来推测调节过程中晶状体的变化, 但笔者认为无虹膜眼与正常眼的调节过程并不相同。

只要用眼, 晶状体就无时无刻都在发生变化, 阅读距离、用眼时间、光照条件、活动状态等都会导致晶状体形态改变。因此, 晶状体屈光参数的横断面观察研究必须统一基线后才能进行, 但现有报道对此均不够严格。此外, 目前仍无规范设计的纵向队列研究来明确晶状体在视觉反馈机制中的变化与青少年近视发生发展的因果关系。

想要得到不受其他眼内参数干扰的晶状体屈光力, 就需要应用直接计算法, 如厚透镜成像公式等。直接计算法需要可靠的晶状体厚度、前后表面曲率以及准确的晶状体折射率。近年来, 眼科领域许多新型成像技术, 如眼前节OCT、Pentacam、浦肯野图像等, 正被尝试用于活体晶状体的测量。但这些光学设备的成像往往伴随着光学变形（由于检测光线在各屈光界面发生的折射引起）以及几何变形（由于成像平面与观察平面不平行造成）。因此要还原真实的晶状体形态, 还需要通过非共轴光学系统的畸变标定、畸变分布函数、分层考虑及折射率光程展开等方法, 最终搭建晶状体图像光学修正模型, 譬如, 国外已经有针对中央部晶状体Pentacam图形的光学修正方法[5]。如果再配合一些可扩张瞳孔, 但对调节力影响较小的散瞳剂, 可以在一定程度上克服解剖上的不利条件, 精确地观察出调节过程中晶状体改变的全貌, 更好地认识调节机制。再次强调, 考虑到周边形态对于眼视觉反馈机制的重要性, 晶状体形态的观察应该由点到面, 从中央到周边, 由一维至三维全面拓展, 才能整体了解其形态及变化规律, 得到准确的晶状体屈光参数值和屈光力值。

我们需要充分考虑各种因素, 合理设计并完成晶状体屈光参数的纵向队列研究。首先应保证测量晶状体屈光参数时, 各研究对象所处外部环境, 测量条件尽量一致。其次, 正确选择屈光发育档案观察对象的起始年龄。一般认为, 晶状体的快速改变期在10岁, 但目前中国青少年儿童近视呈现明显的低龄化趋势, 有研究发现上海学龄儿童6岁时近视患病率为5.2%, 10岁已发展为52.2%[6]。Mutti等[7]认为相比正视眼儿童, 发展为近视的儿童在近视发生前2年直到发生后5年, 周边视网膜相对远视屈光度更大。因此, 想要明确晶状体改变与近视发生的因果关系, 至少要早于近视发生前2年开始。笔者推荐在6岁即开始测量晶状体屈光参数, 纳入屈光发育档案。最后, 队列研究应在发育后仍维持正视化的儿童与发展为近视儿童之间对比完成, 根据目前中国儿童近视的高发病率, 如需要保证足量的正视化儿童, 进入档案的研究对象人数必须充分扩大。

在晶状体各屈光参数中, 形态学指标可以测量, 但折射率等光学指标目前仍无精确的活体测量方法。人眼晶状体是一个梯度透镜, 随着年龄增长其内部物质不断变化, 在调节过程中内部结构的光学性质不断发生变化, 对其测量涉及极其复杂的光学修正及函数的迭代计算, 仍需大量深入研究来明确。

综上所述, 将晶状体屈光参数补充到屈光发育档案中, 有效开展长期、规范的纵向队列研究, 对于明确青少年儿童眼正视化过程晶状体屈光力的变化, 探索与调节相关的视觉反馈机制等具有独特的意义。晶状体的屈光状态受中枢神经系统支配, 也可因药物而发生改变, 是眼内唯一可调节屈光力的屈光介质。如果能摸清楚晶状体屈光改变在青少年屈光发育中的作用机制, 在保证晶状体透明度的同时, 合理改变晶状体的发育模式, 以及中央及周边形态, 就有可能从晶状体角度实现近视早期干预或控制, 进而实现降低近视发生率及延缓近视进展的宏伟目标。

利益冲突申明 本研究无任何利益冲突

作者贡献声明 邹海东：起草论文, 根据意见进行修改。朱梦钧：参与起草论文, 根据意见进行修改

The authors have declared that no competing interests exist.