拯救近视的新发现！人眼屈光系统的发育与多巴胺有关

如果要评选一个人类历史上参与人数最多、开展时间最长、却最受挫折的课题，“近视预防”很可能会获得提名……

全世界的青少年都在变得近视，这一问题正以令人吃惊的速度席卷全球。最新数据显示，东亚地区80%~90%的高中毕业生患有近视。似乎在人类文明的飞速发展中，我们的眼睛没能赶上节奏。

科研人员正在积极探寻阻止近视的方法。1980年代末，科学家发现，多巴胺与人眼屈光系统的发育有着密切关系。

发现多巴胺的“新用途”

多巴胺（dopamine），或称4-（2-乙胺基）苯-1，2-二酚，是大脑中一种重要的神经递质。以往，人们对多巴胺的认识多集中于它在人类情绪调制中的作用。

它负责快乐、兴奋的情绪的形成（尤其是在爱情发生时、获得奖赏时），被形象地冠以“快乐物质”“爱情分子”的美誉。它和运动控制也有关——帕金森病即源于脑内多巴胺系统的异常。

因对多巴胺研究的杰出贡献，2000年，阿尔维德·卡尔森（Arvid Carlsson）、保罗·格林加德（Paul Greengard）与埃里克·坎德尔（Eric Kandel）一起分享了诺贝尔生理与医学奖的奖金。

除了负责“快乐”之外，人们对光学世界的明暗变化、五彩斑斓的洞察，对精细图案、形状轮廓的检测，也有多巴胺的一份功劳。它在眼内、特别是眼底的感光组织——视网膜中大量存在。

目前，我们虽然只在视网膜内发现了一种具有多巴胺合成能力的细胞——多巴胺能无长突细胞，但视网膜中的各类细胞里遍布多巴胺受体，种类繁多，功能各异。各种视网膜细胞或多或少都会受到多巴胺分泌状况的影响。

视网膜多巴胺细胞网络

多巴胺会参与视网膜感光网络明暗适应的形成，使得视觉系统能在有限的光强检测范围内发挥更大的作用，因而避免了资源的浪费。多巴胺还对视网膜内广泛存在的电突触——缝隙连接耦合具有强烈的调制作用。电突触受到多巴胺浓度的影响，会改变视觉细胞感受野的尺寸，从而决定空间分辨率的大小，还会影响各个细胞活动的同步化程度。

视力问题与快乐物质

多巴胺在眼睛中如此“一呼百应”，一些重要眼病与视网膜多巴胺系统的异常相关就不难理解了。比如，在糖尿病性视网膜病变的病人身上，多巴胺系统的功能往往被显著削弱。近视这种影响着全世界大量人口的视觉异常，也和多巴胺系统有关。

近视较少致盲，比青光眼之类来势汹汹的眼病“温柔”得多，但其矫治却需要耗费大量的资源。它发病范围如此广，因此成为广大临床医生和基础研究者攻坚的目标之一。

人们对多巴胺涉及近视发生的认识，最早来源于几种不同的实验动物。首先成为研究对象的就是和人类相近的猴子。限制幼年期的猴子视觉，让它们的视网膜能接受光刺激但难以获得边界清楚的图像（形觉剥夺）后，幼猴就近视了。

此时，测量近视眼球的视网膜多巴胺水平，会发现其显著低于另一只没有受限制的对侧眼。同样的，给小鸡佩戴具有形觉剥夺作用的眼罩后，也能诱导出近视，而它们视网膜中多巴胺的浓度也随之降低。类似结果在家兔、豚鼠等多种动物模型上得到了重复，进一步提示多巴胺和近视发生密切相关。

不仅如此，借助药理学工具的帮助，上述假说又得到了进一步确认。比如，将多巴胺人为地注射到动物体内或眼球内，或者以同样的方法施加多巴胺受体的激动剂（目的都是让多巴胺系统兴奋起来、发挥更强的作用），都能有效抑制近视的形成。

另一方面，近来的流行病学研究显示，增加少年儿童的户外活动时间，从而增强明亮光照的程度，能够预防近视——视网膜多巴胺的分泌水平，明显受光照的影响，光照越强，多巴胺分泌越多。

小鼠助力近视研究

“鼠目寸光”这一成语形容的虽然是人缺乏远见，但也足见人们对鼠类视觉能力的鄙视。从现代科学的观点看，这一认识倒也不算过分：因为鼠类能在地球上立足，主要依靠的是发达的嗅觉、听觉和触觉；其视觉能力和人类相比，确实显得羸弱。

不过，随着小鼠基因组测序的完成，在研究近视时，小鼠成了非常好的模型。21世纪初，研究者逐渐将小鼠引入了近视和屈光研究的领域，并取得了丰硕的结果。

佩戴近视诱导眼罩的小鼠

和人类一样，小鼠在发育期间，眼球屈光能力并非一成不变，也有一个 “从近视向远视”逐渐变化的过程。和人类不同的是，人类进入幼儿期后，就已实现了正视化——即能基本保证通过屈光系统的物像恰好落在视网膜上，形成高分辨率的视觉。而小鼠的屈光力则一路走高，最终稳定在较为“远视”的状态。通俗地讲，正常发育的小鼠，最终都会变成“老花眼”。

为了追踪小鼠屈光发育的变化，德国科学家开发了适于小鼠的红外验光仪和软件，实现了对小鼠屈光力的客观测量。此外，通过A型超声波仪、光学相干断层扫描（OCT）等技术，研究人员现在已能清晰辨别直径仅有数毫米的小鼠眼球的屈光系统的各个组成部分，在发育过程中和近视形成中究竟发生了什么变化。

研究人员通过不同的方式让小鼠患上近视，以研究近视发展过程。比如，可以通过给小鼠佩戴特制的、能使光线发生散射的半透明眼罩，建立起“形觉剥夺性近视”模型。佩戴4~5周后，佩戴眼罩的眼睛相比对侧眼往往会出现5D（相当于500度）的近视性屈光变化；撤去眼罩后，屈光力又可稳定恢复。

还有实验室开发出了“透镜诱导性近视”模型，即给小鼠佩戴屈光力度数为负值的镜片（凹透镜），经过一定时间后，就能诱导出近视。虽然透镜诱导的近视的发生机制，与前述形觉剥夺性近视是否类似还没有定论，但这无疑为深入研究近视机制提供了另一条通道。

各种转基因小鼠也能帮助我们深入了解近视机理。例如，视网膜特异性的酪氨酸羟化酶特异敲除小鼠，出现了多巴胺水平的急剧降低（可达90%以上），并伴随着屈光力的近视性偏移。类似的，Gnat1特异敲除小鼠视网膜上的视杆光感受器细胞失去了正常功能，其屈光发育也发生了异常，这种小鼠的视网膜多巴胺代谢水平也出现了显著的降低。

不过，小鼠和人类的视觉系统毕竟是有差异的。睫状肌是人类进行屈光力眼调节的重要器官之一，而小鼠的睫状肌普遍发育不良，几乎没有功能。另外，多数品系的小鼠体内缺乏合成褪黑素的酶类，不具备这一重要的神经激素。

而人类视网膜内的褪黑素和多巴胺之间关系密切，形成相互拮抗的系统。褪黑素的缺乏，使在小鼠上得到的某些多巴胺与近视关系的数据需要更充分的分析和验证。

撰文 巩雪

翁史钧