环境污染与眼表疾病的关系研究进展

吴安花，谭钢，邵毅，李娟(西安市第四医院，西安70004；南华大学附属第一医院；南昌大学第一附属医院)

·综述·

环境污染与眼表疾病的关系研究进展

吴安花1,2，谭钢2，邵毅3，李娟1
(1西安市第四医院，西安710004；2南华大学附属第一医院；3南昌大学第一附属医院)

目前环境污染主要指大气污染、室内污染、光污染等。眼表疾病是最常见的眼科疾病之一，指损伤眼表结构及功能的疾病。大气污染物NO2、SO2、O3、PM10与非特异性结膜炎的发病有关，臭氧浓度增高和湿度降低可导致干眼症，空气污染与眼表疾病的发生发展有关，但大气污染物导致眼表疾病的具体作用机制尚不明确。甲醛、丙烯醛和颗粒物质等室内污染物可诱导氧化应激和改变泪膜和眼表的细胞因子含量,可导致眼部不适、泪膜不稳定、眼部炎症和干眼症。烟雾对眼表损伤的可能机制是烟雾中的有害物质增加了眼泪蒸发或减少泪膜稳定性及人眼表结膜杯状细胞的数量和黏蛋白的含量，导致泪膜的质或量的异常，从而减少泪液分泌，引起眼部干涩等不适。光污染主要为紫外线辐射，长期慢性紫外线辐射可导致结膜黄斑、气候性角膜疾病、角膜炎、翼状胬肉等眼表疾病发病率升高。

眼表疾病；眼表；环境污染；大气污染；室内污染；光污染

环境污染指人为因素导致环境构成或状态发生变化，环境素质下降，扰乱、破坏生态系统及人类正常生产生活条件的现象。环境污染对人体健康的危害是目前的研究热点。眼球是人体的重要器官，眼表上皮细胞作为眼的首道屏障,其对维持眼表面的健康发挥着关键作用。眼表上皮细胞结构异常和/或功能障碍,将导致眼表上皮疾病。眼表直接暴露在外界环境中，仅由7～10 μm泪膜将角结膜上皮细胞与周围环境因素隔离，有害物质极易进入眼睛造成流泪、干涩、眼痒、眼红、眼痛、异物感等不适，严重影响人们日常工作和生活。眼表疾病概指损伤眼表结构及功能的疾病，是最常见的眼科疾病，临床上常见的眼表疾病主要有眼表(角膜和结膜)的感染性炎症(如细菌、病毒、衣原体感染)、干眼症、过敏性角结膜炎及眼表面外伤等[1]。近年来，眼表疾病的发病率逐年上升，但目前尚缺乏环境污染对眼表疾病的系统认识[2]。环境污染主要包括水型污染、气型污染、土壤污染，现将从大气污染、室内污染、光污染等环境污染与眼表疾病的关系研究进展综述如下。

1 大气污染与眼表疾病的关系

大气污染已成为全球公共卫生领域中最重要的问题之一。其中大气颗粒物(PM)是大气环境中化学组成最复杂、危害最大的污染物。流行病学研究证实暴露于空气中的 PM 对人体的健康构成严重威胁，与慢性阻塞性肺疾病、哮喘、心血管疾病、自身免疫性疾病、发育损害、表观遗传异常等疾病的发生发展有关[3]。眼表直接暴露于外界环境中，直接接触PM。2012年Chang 等[4]报道空气污染与台湾地区非特异性结膜炎门诊病人数量呈正相关，原因是空气污染物NO2、SO2、O3、PM10增加了非特异性结膜炎患者的就诊率。Hong 等[5]通过回顾性研究发现环境中温度和高水平NO2、O3增加了过敏性结膜炎患者门诊就诊率。Li等[6]通过回归分析得出空气质量指数与结膜炎门诊病人数量有一个积极的关系，由于秋冬季节煤炭消费取暖、节假日燃放烟花爆竹、低温导致环境污染物难以播散，PM水平逐渐升高，因此济南的秋冬季节(10月～次年3月)非特异性结膜炎患者就诊人数明显高于春季(4月)和夏季(9月)。Hwang等[7]研究室外空气污染和人群干眼症之间的联系，研究结果表明干眼症与臭氧浓度增高和湿度降低有关,而与PM10水平无关。Yongsub等[8]报道发现空气污染会使眼表损害增加，但PM2.5与过敏性结膜炎的直接关系目前尚未完全得到证实。Malerbi等[9]研究发现环境中颗粒物和一氧化碳的水平增加可能与睑板腺功能障碍有关。大气污染对眼表有损伤性，以上研究从流行病学角度探讨了环境污染与特定人群眼表疾病(结膜炎)发生的相关性，并且表明大气污染、温度变化可能促进了结膜炎的发生发展甚至恶化，但是大气污染对眼表的影响机制及其与其他眼表疾病如角膜炎、结膜炎、干眼症等之间的相关性研究尚少。

干眼症发生的诱因或外因中首要因素为环境因素，主要是指烟尘、风沙、空调等造成泪液蒸发过强。近年来雾霾、空气污染指数、PM10、PM2.5等环境数据对人体危害的研究日渐成为人们关注的焦点。那么，大气颗粒物对眼表的影响机制是怎样的呢？Hong等[10]研究表明煤尘颗粒可通过降低泪液分泌水平、破坏泪膜稳定性、降低泪液溶菌酶水平、促使结膜囊TNF-α生物学活性升高及结膜上皮NF-κB高表达等途径导致与煤尘密切接触的煤矿工人及实验兔干眼的发生。研究[11]发现，眼表系统的功能障碍均可通过影响泪膜高渗透压、泪膜的不稳定性这两个关联的因素出现眼部症状。眼表泪膜层仅有7～10 μm，PM极易破坏泪膜稳定性，导致眼表疾病的发生。本研究前期用PM2.5/PM10混悬液点眼建立小鼠眼表损伤模型，结果表明 PM2.5/PM10可导致小鼠泪膜功能和角膜上皮组织结构异常，初步证实了大气颗粒物可能对眼表产生损害。Gao等[12]研究发现， PM2.5可通过促进氧自由基的生成而导致角膜上皮细胞DNA损伤，促进细胞衰老。大气颗粒物种类繁多、成分复杂，不同直径的颗粒物对人体健康影响不同，已有研究表明直径越小的颗粒物对人体危害越大[13]，但不同成分或不同直径的大气颗粒物对眼表的影响及其具体作用机制尚有待于更进一步研究。

2 室内污染与眼表疾病的关系

人类生活离不开大气环境，也离不开室内环境。据美国等相关环境机构调查，大多数人每天60%～90%的时间于室内度过。因此，室内空气质量的优劣与人体健康有关。随美化及改善居室、办公场所等环境的需求增加，其导致的室内污染日益成为人们关注的对象。甲醛作为室内主要污染物之一，位居我国有毒化学品名单第2位，严重威胁人体的健康。有研究表明处于低浓度甲醛环境中，可能导致咳嗽、恶心、头痛、皮肤过敏等症状；若长期暴露低浓度甲醛可以引发呼吸道疾病、老弱病残等敏感人群体质下降；高浓度甲醛则可损伤免疫系统、神经系统等[13]。同时甲醛有致癌、致畸的作用，国际癌症研究所已建议将其作为可疑致癌物对待。Wakamatsu等[14]研究发现甲醛、丙烯醛和颗粒物质等室内污染物可诱导氧化应激和改变泪膜和眼表的细胞因子水平,导致眼部炎症和干眼症。此外,甲醛与眼部不适的症状和(或)泪膜不稳定的发展[15]有关。

吸烟所产生烟雾是室内污染的另一主要来源，烟雾中含有醛类、氮化物和酚类化合物等，其对人体健康危害极大，全球吸烟人数达11亿，每年因吸烟死亡的人数约有500万。而眼表虽有泪膜保护，但泪膜是一个直接暴露在空气中的复杂的、多层液体,其可以被多种物理过程(如热、吹气、湿度)以及气溶胶和燃烧产物改变。那么，长期或慢性暴露于烟雾中会对眼表产生哪些影响呢？Thomas等[16]研究发现烟雾不仅缩短吸烟者泪膜破裂时间,而且使泪膜脂质层发生变化,角膜和结膜的敏感性降低,泪液溶菌酶浓度下降，从而减少泪液分泌。Ward等[17]研究表明吸入二手烟有类似的效果。Uchino等[18]研究表明吸烟者泪液分泌减少的可能机制是烟雾使结膜杯状细胞密度和泪液中MUC5AC浓度降低。上述研究表明烟雾对眼表损伤的可能机制是烟雾中的有害物质增加了眼泪蒸发或减少泪膜稳定性及人眼表结膜杯状细胞的数量和黏蛋白的含量，导致泪膜的质或量的异常，从而减少泪液分泌，引起眼部干涩等不适。

发展中国家欠发达地区人群眼表卫生健康问题也是一个不容忽略的问题。在发展中国家，人们经常使用生物燃料、木材和煤等固体燃料做饭和取暖。做饭时，这些固体燃料燃烧产生的烟雾及烹饪时食物本身释放的烟雾对人体眼表的损害不容小视。因此，我们在探讨室内污染对机体眼表的影响时，应该考虑地域、经济发展水平、卫生条件、生活环境的不同与眼表疾病发病率及发病类型的差异性。

3 光污染与眼表疾病的关系

光污染是一类新的、尚不完全被人们所认识的环境污染。其对人类健康构成危害,常见的是对眼睛和皮肤的伤害。人眼每天暴露于紫外线辐射中，结膜黄斑、角膜炎、气候性角膜病变、翼状胬肉等眼科疾病被认为与暴露于紫外线辐射有关[19]。Covoneo等[20]发现紫外线辐射和翼状胬肉的患病率呈正相关。Atkinson等[21]研究表明紫外线破坏了角膜缘的屏障功能, 引起结膜上皮向角膜过度增殖。刘祖国等[22]研究发现户外工作者的眼表组织中p53蛋白表达较户内工作者显著上升, 表明紫外线可能通过引起p53 蛋白的异常表达导致翼状胬肉的发生。长时间暴露与紫外线辐射中，不仅增加了翼状胬肉的发病率，也导致结膜黄斑、气候性角膜疾病、角膜炎等眼表疾病发生率升高。Norn等[23]报道生活在红海地区的阿拉伯人结膜黄斑发病率很高。Klintworth等[24]研究发现在紫外线超阈值的环境中，CDK的发生概率显著增加。Cullen[25]研究发现急性暴露于紫外线B、紫外线C 6 h后可发生暴露性角膜炎，在暴露8～12 h后可自行缓解。动物实验[26]表明，阈上剂量的紫外线B辐射通过细胞脱落和细胞凋亡两种途径加速角膜上皮生理性丢失,引起眼痛症状。

某些特殊工种或活动会增加光污染对机体眼表的损伤。Sekelj等[27]研究发现电焊工人、冲浪运动员、海员、渔民等是翼状胬肉的高发人群, 可能是由其工作性质决定其接受较多日光照射(紫外线B)所致。当前关于紫外线对眼表的影响多集中在翼状胬肉这一类眼表疾病上，目前尚缺乏光污染对眼表损伤的广泛认识及眼表防护的概念。因此，在紫外线强的夏秋季，减少外出活动，特定工作环境(室外建筑、高空作业)、特定人群(电焊工人、冲浪运动员、海员、渔民)适当减少户外工作时间或者通过穿戴防紫外线服装、防晒帽、涂抹防晒霜、打遮阳伞、佩戴紫外线屏蔽眼镜、湿房镜、太阳眼镜或隐形眼镜等有效的防护紫外线辐射措施来减少紫外线对人体及眼表的损害[28～30]。

综上所述，大气污染、室内污染、光污染等都会不同程度的影响人体眼表的健康。大气污染物NO2、SO2、O3、PM10与非特异性结膜炎的发病有关，臭氧浓度增高和湿度降低可导致干眼症，空气污染与眼表疾病的发生发展有关，但大气污染物导致眼表疾病的具体作用机制尚不明确。甲醛、丙烯醛和颗粒物质等室内污染物可诱导氧化应激和改变泪膜和眼表的细胞因子含量,可导致眼部不适、泪膜不稳定、眼部炎症和干眼症。烟雾对眼表损伤的可能机制是烟雾中的有害物质增加了眼泪蒸发或减少泪膜稳定性及人眼表结膜杯状细胞的数量和黏蛋白的含量，导致泪膜的质或量的异常，从而减少泪液分泌，引起眼部干涩等不适。光污染主要为紫外线辐射，长期慢性紫外线辐射可导致结膜黄斑、气候性角膜疾病、角膜炎、翼状胬肉等眼表疾病发病率升高。

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国家自然科学基金资助项目(81100648；81160118；81400372；81400424)；陕西省科学技术研究发展计划项目(2014K11-03-07-04) ； 陕西省创新人才推进计划；湖南省教育厅优秀青年基金项目(15B210)；江西省远航工程(2014022)；江西省自然科学基金重大项目(2016ACB21017)；江西省青年科学基金资助项目(20151BAB215016)；江西省科技支撑计划项目(20151BBG70223)。

李娟(E-mail: cornea@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.07.033

R77

A

1002-266X(2017)07-0101-04

2016-09-21)