豚鼠形觉剥夺性近视模型的眼部生物参数研究＊

朱申麟 巩倩文 刘陇黔 杨国渊

（四川大学华西医院眼科，四川 成都 610041）

近视是全球发病率最高的屈光性异常，亚洲约为70%～90%，欧洲和美国约为30%～40%，非洲为10%～20%［1－5］。我国近视发生率还在持续增长，并且出现逐渐低龄化的趋势。但是目前对于近视的病因、发病机制方面的研究仍然显得缓慢。形觉剥夺性近视（form deprivation myopia，FDM）即通过眼睑缝合、遮盖或光学等方法来破坏动物的形觉引起的近视。因此，我们以性情温顺、配合度高、存活率高并且眼球正视化过程与人类相似的豚鼠作为动物模型，对其进行形觉剥夺，并观察在形觉剥夺的过程中，眼球屈光状态和眼部生物学参数的变化情况，为以后进一步研究近视的发生机制和发展过程奠定基础。

1 资料与方法

1.1 实验资料 本研究选取3 周龄健康短毛豚鼠（来自华西医学院实验动物中心）36只，无眼疾，随机分为两组即实验组（24只）和正常对照组（12只）。实验组再随机分为3 组，每组8 只，分别为单眼遮盖（monocular deprived，MD）2周组、单眼遮盖3周组及单眼遮盖4 周组。同时匹配同周龄大小的豚鼠作为正常对照，每组4只。

1.2 方法

1.2.1 豚鼠形觉剥夺性近视模型制作 采用苏州高飞进出口贸易有限公司生产的6 号半透明无毒乳胶气球作为特殊头套，对实验组豚鼠右眼进行遮盖，左眼作为自身对照眼（如图1 所示）。正常对照组双眼及实验组对照眼不做任何处理。每笼饲养2～3 只，12／12h光照黑暗循环，笼周光照强度500lux，给予充足的食物和水分，添加维生素C，并定期查看眼罩是否有移位或遮盖对照眼的情况。分别在进行形觉剥夺前及2周、3周、4周末测量豚鼠眼球屈光状态及眼部生物参数。

图1 豚鼠眼部形觉剥夺近视模型Figure 1 The model of form－deprivation myopia in guinea pig

1.2.2 角膜曲率的测量（corneal curvature，CC）使用电子角膜曲率计（天津市索维电子技术有限公司）测量角膜曲率。固定豚鼠与曲率计位置，调整距离，每眼读3次，取平均值。

1.2.3 屈光度检测（refraction error，RE）每次测量前以0.5% 复方托吡卡胺滴眼液滴眼4次，每次间隔5min，40minutes后瞳孔完全散大时作带状光检影。在暗室中用带状光检影镜（苏州六六视觉科技股份有限公司）以半米为工作距离测量3 次（计算结果除去2D 的工作距离），取等效球镜平均值。

1.2.4 前房深度、晶体厚度、玻璃体腔长度、眼轴长度的测量 采用A 型超声波（法国BVI公司）测量前房深度、晶体厚度（lens thickness，LT）、玻璃体腔长度（vitreous length，VL）、眼轴长度（axial length，AL）。A 超频率为10mHz，在眼前节的速度为1532 m／s，在晶状体内速度为1641m／s，在玻璃体内速度为1532m／s。先用0.4%的盐酸奥布卡因滴眼液（参天制药株式会社）滴眼2次作表面麻醉，将A 超探头垂直于角膜表面对准瞳孔中心，取理想波形作标记，见2所示。手动模式连续测量10次，取平均值。

图2 豚鼠眼球A型超声波图像Figure 2 The amplitude mode of guinea pig's eye

1.3 统计学方法 应用SPSS 20.0统计分析软件，在实验前及形觉剥夺第2、3及4w 对实验组双眼间各屈光参数进行配对t检验；独立样本t检验对实验组遮盖眼（右眼）及对照组右眼进行；采用Pearson相关系数对实验组形觉剥夺眼的屈光度和眼轴长度进行相关分析，P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 豚鼠实验性近视动物模型建立

2.1.1 形觉剥夺对豚鼠屈光状态的影响 实验前，FDM 组的实验眼（右眼）与对侧眼（左眼）的屈光度差值与正常对照组双眼间的差值比较差异无统计学意义（P＝0.282）；形觉剥夺2、3、4w 后，FDM 眼相对自身对照眼成近视漂移，实验眼与对侧眼屈光度的差异比较均有统计学意义（P＝0.000）；实验组遮盖眼（右眼）和对照组右眼的屈光度差异以及实验组双眼屈光度差值和对照组双眼间的屈光度差值比较均有统计学意义（P＜0.05）；形觉剥夺4W 后，FDM 眼相对自身对照眼成更明显的近视漂移。将不同时间点实验组的双眼屈光度差值进行单因素方差分析，有统计学差异（P＜0.05）；将不同时间点正常对照组的双眼屈光度差值进行单因素方差分析，4组之间均无统计学差异（P＞0.05），见表1。由此可见，形觉剥夺可成功诱导出豚鼠相对近视的发生及发展。

表1 不同时间FDM 组与正常对照组豚鼠屈光度的比较Table 1 Comparison of refraction between form－deprivation group and normal control group at different times

2.1.2 形觉剥夺对豚鼠眼轴长度的影响 实验前实验组双眼眼轴长度差值与正常对照组双眼眼轴长度差值比较无统计学差异（P＝0.187）。形觉剥夺2w、3w、4w 后，实验眼（右眼）眼轴较自身对照眼延长，且差异有统计学意义（P＜0.05）；实验组遮盖眼（右眼）和对照组右眼眼轴长度比较差异有统计学意义（P＜0.05）；并且FDM 组形觉剥夺眼与自身对照眼眼轴长度差值与正常对照组双眼眼轴长度差值比较均有统计学差异（P＜0.05）。将不同时间点实验组的双眼眼轴长度差值进行单因素方差分析，有统计学差异（P＜0.05）；将正常对照组的双眼眼轴长度差值进行单因素方差分析，在4 个时间点均无统计学差异（P＞0.05），见表2。由此可见，形觉剥夺可促使豚鼠眼轴的延长。

表2 不同时间FDM 组与正常对照组豚鼠眼轴长度的比较Table 2 Comparison of axial length between form－deprivation group and normal control group at different times

2.1.3 形觉剥夺豚鼠眼的屈光度值和眼轴长度的关系 将形觉剥夺眼的屈光度数值和眼轴长度进行双变量间相关分析，将屈光度数值作为x，眼轴长度作为y，可以发现屈光度与眼轴长度呈直线相关，见图3。

图3 形觉剥夺豚鼠眼屈光度与眼轴长度的关系Figure 3 The relationship of refraction and axial length in form－deprivation eye

2.1.4 形觉剥夺对豚鼠玻璃体腔长度的影响 实验前实验组双眼玻璃体腔长度差值与正常对照组双眼玻璃体腔长度差值比较无统计学意义（P＝0.187）。形觉剥夺2w、3w 及4w 后，实验眼玻璃体腔长度较自身对照眼延长，实验组遮盖眼（右眼）与对侧眼在3w时差异有统计学意义（P＝0.014）；实验组遮盖眼（右眼）与对照组右眼玻璃体腔长度均无统计学差异（P＞0.05）。且在3w 及4w 后FDM 组实验眼与自身对照眼玻璃体腔长度差值与较正常对照组双眼玻璃体腔长度差值比较有统计学差异（P＜0.05）；将不同时间点实验组的双眼玻璃体腔长度差值进行单因素方差分析，有统计学差异（P＜0.05）；将正常对照组的双眼玻璃体腔长度差值进行单因素方差分析，4组之间均无统计学差异（P＞0.05），见表3。由此可见，形觉剥夺可促使豚鼠玻璃体腔长度的增加。

表3 不同时间FDM 组与正常对照组豚鼠玻璃体腔长度的比较Table 3 Comparison of vitreous chamber length between form－deprivation group and normal control group at different times

2.1.5 形觉剥夺对豚鼠其他眼部参数的影响 形觉剥夺2w、3w 及4w 后，实验组豚鼠遮盖眼的CC、AC、LT 相较对侧眼的测量值差异无统计学意义（P＞0.05）；实验组豚鼠遮盖眼的CC、AC、LT 相较正常对照组相应眼的测量值差异无统计学意义（P＞0.05）；实验组双眼间的CC、AC、LT 的差值与正常对照组相比均无统计学差异（P＞0.05）。

3 讨论

近视不仅会造成视觉质量的下降，高度近视还可能会引起豹纹状眼底、视网膜脱离等病变，因此对于近视的预防和发展进程的研究至关重要。动物实验是研究近视的重要手段，通过近视眼的动物模型，可以在整体上认识与分析人眼近视发生发展的可能影响因素。从20世纪70年代Wallman创建了第一个以小鸡为模型的近视动物实验后，相继出现了以小鼠、豚鼠、树鼠和恒河猴等的近视动物模型［6，7］。小鸡以其生长发育快、饲养容易、耗费低等优势成为近视眼研究的最早期的动物［11］。但鸡的眼球结构与人眼有很大不同，鸡的巩膜为软骨层和纤维层，并且与哺乳类的调节机制和神经支配完全不同。小鸡实验性近视眼巩膜蛋白多糖合成增加，巩膜生长加快，巩膜软组织层增厚，眼轴延长是巩膜主动伸展的结果。而哺乳类近视时，蛋白多糖合成减少，巩膜变薄、软弱、眼轴延长是巩膜被动伸展的过程［8，9］。猴因其价格昂贵、生长周期长、难于饲养，虽然在结构和功能上都与人眼相似，最终还是受到一定的限制［10，11］。而豚鼠因其眼球结构和眼球正视化过程都与人类比较相似，所以，是一种较为理想的近视动物模型［7］。

在动物形觉剥夺性近视模型中眼睑缝合和镜片诱导两种方法在实验过程中都存在一定的缺陷，可能对动物的眼睑造成损伤［12］。而遮盖法通过固定于头部的遮光头套进行视觉剥夺，不会侵犯皮肤造成伤害，简单易得，效果明显。

在本实验研究中，3周龄的豚鼠经过单眼遮盖成功诱导出了形觉剥夺近视模型。而璃体腔长度变化，推测可能是由于豚鼠在实验期自身生长发育会导致玻璃体腔的增长，所以双眼间差值能更好的体现玻璃体腔长度的变化。从实验组豚鼠形觉剥夺的遮盖眼（右眼）的生物参数变化情况来看，形觉剥夺2w 后遮盖眼屈光状态已向近视方向明显飘移，且眼轴长度明显延长，这与小鸡在形觉剥夺数天内就有变化的近视模型有所不同［13］，可能是由于小鸡与哺乳动物眼球解剖和生理结构有所不同，小鸡的生长发育相较豚鼠迅速，且两者对于形觉剥夺的敏感性有所不同。在形觉剥夺4w 后，实验组遮盖眼诱导出了约－4D 的近视，诱导量与田军、吕帆等结果相近［14，15］。研究结果显示了豚鼠眼部生物参数的变化，在形觉剥夺2w，3w，4w 后其屈光力、眼轴长及玻璃体腔长度与剥夺时间成正比，剥夺时间越长，近视程度越深，轴长及玻璃体腔长度越大。但是在实验2w 后，屈光力明显出现近视飘移，而3w 及4w 后，虽较实验前出现明显近视飘移，但相比2w 后的结果，诱导量却未出现大幅度的增加，也就是说2w 后近视飘移现象趋于平缓。这与龙克利、赵海岚［16，17］等研究结果在形觉剥夺性近视发展的速率上有些许不同，可能是由于豚鼠生长环境及生理条件不同导致其正视化过程进展相对较快，但其发展趋势基本相同，即近视飘移都经历了快速增长期及平缓期，因此有待于增加实验豚鼠数量及细化形觉剥夺时间，从而进一步观察各个时期眼部生物参数变化。

4 结论

本实验通过豚鼠单眼形觉剥夺可成功诱导出近视模型。随形觉剥夺时间的增加遮盖眼出现明显的近视飘移，且屈光度与眼轴长度出现直线相关性。

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