昼夜节律与光谱调控：探索光学离焦对眼轴生长及褪黑激素的时相特异性影响

本研究发现一天中的不同时间点（上午vs下午）及特定波长光线（蓝光/红光滤片）可显著影响光学离焦（EDOF）对眼轴长度（AL）的调控效果。蓝光滤片联合近视性离焦可产生保护性效应（p=0.04），而红光滤片则促进眼轴增长。研究首次揭示光照时间与光谱特性对近视防控的协同作用，为基于昼夜节律和光谱干预的个性化近视管理策略提供新方向。

　　

引言

近视已成为全球范围内视力损害的主要原因，预计到205年将影响50亿人。亚洲地区年轻成年人近视率高达90%。视觉输入信号如光线和光学离焦被证实可通过动物模型影响眼球生长。人类研究中，短期单眼近视性离焦（+3 D）可在1小时内引起眼轴长度显著减少（-0.008至-0.013 mm）。近年研究发现光学离焦不仅能改变眼轴昼夜节律的振幅，还能改变其相位/时间节点。

人眼轴长度存在24小时生理性波动，正午达到峰值，午夜缩至最短。研究显示12小时单眼近视离焦（+1.50 D）可导致眼轴峰值延迟6小时，并使变化振幅减少三分之一；而远视性离焦（-2.00 D）则使振幅加倍却不影响峰值时间。不同波长光线在各物种中可诱导不同的 ocular parameter 变化。年轻成年人中，蓝光可对抗远视离焦引起的眼轴增长，而红光则导致更大程度的增长。

研究方法

本研究获得新南威尔士大学人类研究伦理委员会批准（HC210744），并在澳大利亚新西兰临床试验注册中心注册（ACTRN12622000935730）。20名健康近视成年人（平均年龄25.9±3.9岁，等效球镜-4.12±1.00 D）参与研究。

研究在悉尼夏令时期间进行5个月，每名参与者随机完成8次非连续日的1小时访问（4次上午9:00-11:00，4次下午15:00-17:00）。每次访问前后收集右眼生物学测量数据：使用Lenstar测量眼轴长度（5次测量取平均值），SS-OCT（DRI OCT Triton）测量中心凹下1mm直径区域脉络膜厚度（6条30°径向扫描，首次访问图像作为后续扫描参考）。唾液样本通过被动流涎法收集，使用ELISA试剂盒检测褪黑激素浓度。

研究比较两种接触镜：单光镜片（SV，1-DAY ACUVUE? MOIST）作为对照，和扩展景深镜片（EDOF，SEED 1dayPure EDOF）提供+2.25 D近视性离焦。配合三种光学滤片：蓝光通过滤片（截止波长>530 nm）、红光通过滤片（截止波长<580 nm）和中性密度ND16滤片（透光率1/16）作为对照。所有条件组合见表1。

关键发现

时间与光谱的交互效应

眼轴长度在上午四种条件中的三种出现显著增长，蓝光滤片除外；下午仅红光滤片显示显著增长。时间和滤片因素对1小时眼轴变化均显示显著影响（均p<0.001），且存在显著交互作用（p<0.001）。蓝光滤片与离焦组合显示总体显著的保护效应对抗眼轴增长（p=0.04）。

褪黑激素浓度受时间影响（p=0.01），上午在中性密度和蓝光滤片条件下浓度下降，但在无蓝光条件（红光滤片）下保持稳定。所有条件下脉络膜厚度变化均未达显著性。

具体数据表现

佩戴EDOF镜片时，红光滤片在上午引起最大眼轴增长（0.013±0.002 mm，p<0.001），下午仍显著增长（0.006±0.002 mm，p=0.02）。蓝光滤片在任何时间点均未引起显著变化（p>0.20）。中性密度滤片下，上午眼轴显著增长（SV: 0.007±0.002 mm，p=0.003；EDOF: 0.009±0.002 mm，p<0.001），下午无显著变化。

混合模型分析显示EDOF镜片在上午和下午的差异更大（0.011 mm，p=0.03），而SV镜片差异较小（0.004 mm，p=0.30）。时间与滤片存在显著交互作用（p<0.001）。

褪黑激素变化模式

褪黑激素浓度在上午显著下降：中性密度滤片下降3.41 pg/mL（p=0.03），蓝光滤片下降2.21 pg/mL（p=0.03），而红光滤片无显著变化。下午各条件均无显著变化。

讨论与意义

本研究首次探讨了时间点、光波长和离焦对眼轴长度、脉络膜厚度和唾液褪黑激素变化的联合效应。研究发现EDOF镜片相比SV镜片更符合自然昼夜节律，显示更大的早晚差异。红光滤片 consistently 显示有害效应，促进眼轴增长；而蓝光滤片增强近视离焦的保护作用。

这些发现对近视防控策略具有重要启示：①治疗时机可能影响光学干预效果；②蓝光阻断镜片（尤其上午使用）可能干扰蓝光对眼轴控制的有益作用；③基于个体昼夜节律和光照模式的个性化干预可能优化治疗效果。

值得注意的是，红光滤片的 detrimental 效应与近期低强度红光治疗（RLRL）研究报告的保护作用似乎矛盾。这种差异可能源于曝光参数的不同：本研究使用高强度（1600 lux）、长时间（1小时）宽带红光（>580 nm），而RLRL试验使用低强度（<50 lux）、短时（3分钟）窄带红光（650 nm），且涉及 fundamentally 不同的作用通路。

研究局限与未来方向

本研究存在若干重要局限：①仅在特定临床条件（荧光照明）下进行，参与者未对条件设盲；②暴露时间仅1小时，关注即时反应而非长期效应；③短期 ocular 反应与近视进展相关的慢性适应间的关系尚不明确。

未来研究需要：①考察数月或数年内重复光照的累积效应；②调查真实世界光照环境（户外光照、教室照明、数字设备使用模式）；③评估任何光基干预的安全性，特别是视网膜健康方面；④评估光照时间、近视控制光学设备和个体昼夜节律间的交互作用。

结论

本研究揭示了时间点（上午vs下午）和光滤片（蓝光/红光）对1小时近视离焦反应中眼轴长度变化的显著影响。红光通过（蓝光阻断）滤片 consistently 显示有害效应，促进眼轴增长；而蓝光通过滤片增强近视离焦的保护作用。这些发现为将光基策略与现有近视控制干预整合提供了理论基础，但需通过真实世界光照环境下的纵向研究验证这些短期效应是否能转化为对近视管理的 meaningful 影响。