環(huán)境污染與眼表疾病的關(guān)系研究進(jìn)展

吳安花，譚鋼，邵毅，李娟(西安市第四醫(yī)院，西安70004；南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院；南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院)

·綜述·

環(huán)境污染與眼表疾病的關(guān)系研究進(jìn)展

吳安花1,2，譚鋼2，邵毅3，李娟1
(1西安市第四醫(yī)院，西安710004；2南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院；3南昌大學(xué)第一附屬醫(yī)院)

目前環(huán)境污染主要指大氣污染、室內(nèi)污染、光污染等。眼表疾病是最常見的眼科疾病之一，指損傷眼表結(jié)構(gòu)及功能的疾病。大氣污染物NO2、SO2、O3、PM10與非特異性結(jié)膜炎的發(fā)病有關(guān)，臭氧濃度增高和濕度降低可導(dǎo)致干眼癥，空氣污染與眼表疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，但大氣污染物導(dǎo)致眼表疾病的具體作用機(jī)制尚不明確。甲醛、丙烯醛和顆粒物質(zhì)等室內(nèi)污染物可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和改變淚膜和眼表的細(xì)胞因子含量,可導(dǎo)致眼部不適、淚膜不穩(wěn)定、眼部炎癥和干眼癥。煙霧對(duì)眼表損傷的可能機(jī)制是煙霧中的有害物質(zhì)增加了眼淚蒸發(fā)或減少淚膜穩(wěn)定性及人眼表結(jié)膜杯狀細(xì)胞的數(shù)量和黏蛋白的含量，導(dǎo)致淚膜的質(zhì)或量的異常，從而減少淚液分泌，引起眼部干澀等不適。光污染主要為紫外線輻射，長(zhǎng)期慢性紫外線輻射可導(dǎo)致結(jié)膜黃斑、氣候性角膜疾病、角膜炎、翼狀胬肉等眼表疾病發(fā)病率升高。

眼表疾??；眼表；環(huán)境污染；大氣污染；室內(nèi)污染；光污染

環(huán)境污染指人為因素導(dǎo)致環(huán)境構(gòu)成或狀態(tài)發(fā)生變化，環(huán)境素質(zhì)下降，擾亂、破壞生態(tài)系統(tǒng)及人類正常生產(chǎn)生活條件的現(xiàn)象。環(huán)境污染對(duì)人體健康的危害是目前的研究熱點(diǎn)。眼球是人體的重要器官，眼表上皮細(xì)胞作為眼的首道屏障,其對(duì)維持眼表面的健康發(fā)揮著關(guān)鍵作用。眼表上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)異常和/或功能障礙,將導(dǎo)致眼表上皮疾病。眼表直接暴露在外界環(huán)境中，僅由7～10 μm淚膜將角結(jié)膜上皮細(xì)胞與周圍環(huán)境因素隔離，有害物質(zhì)極易進(jìn)入眼睛造成流淚、干澀、眼癢、眼紅、眼痛、異物感等不適，嚴(yán)重影響人們?nèi)粘９ぷ骱蜕?。眼表疾病概指損傷眼表結(jié)構(gòu)及功能的疾病，是最常見的眼科疾病，臨床上常見的眼表疾病主要有眼表(角膜和結(jié)膜)的感染性炎癥(如細(xì)菌、病毒、衣原體感染)、干眼癥、過敏性角結(jié)膜炎及眼表面外傷等[1]。近年來，眼表疾病的發(fā)病率逐年上升，但目前尚缺乏環(huán)境污染對(duì)眼表疾病的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)[2]。環(huán)境污染主要包括水型污染、氣型污染、土壤污染，現(xiàn)將從大氣污染、室內(nèi)污染、光污染等環(huán)境污染與眼表疾病的關(guān)系研究進(jìn)展綜述如下。

1 大氣污染與眼表疾病的關(guān)系

大氣污染已成為全球公共衛(wèi)生領(lǐng)域中最重要的問題之一。其中大氣顆粒物(PM)是大氣環(huán)境中化學(xué)組成最復(fù)雜、危害最大的污染物。流行病學(xué)研究證實(shí)暴露于空氣中的 PM 對(duì)人體的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，與慢性阻塞性肺疾病、哮喘、心血管疾病、自身免疫性疾病、發(fā)育損害、表觀遺傳異常等疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)[3]。眼表直接暴露于外界環(huán)境中，直接接觸PM。2012年Chang 等[4]報(bào)道空氣污染與臺(tái)灣地區(qū)非特異性結(jié)膜炎門診病人數(shù)量呈正相關(guān)，原因是空氣污染物NO2、SO2、O3、PM10增加了非特異性結(jié)膜炎患者的就診率。Hong 等[5]通過回顧性研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境中溫度和高水平NO2、O3增加了過敏性結(jié)膜炎患者門診就診率。Li等[6]通過回歸分析得出空氣質(zhì)量指數(shù)與結(jié)膜炎門診病人數(shù)量有一個(gè)積極的關(guān)系，由于秋冬季節(jié)煤炭消費(fèi)取暖、節(jié)假日燃放煙花爆竹、低溫導(dǎo)致環(huán)境污染物難以播散，PM水平逐漸升高，因此濟(jì)南的秋冬季節(jié)(10月～次年3月)非特異性結(jié)膜炎患者就診人數(shù)明顯高于春季(4月)和夏季(9月)。Hwang等[7]研究室外空氣污染和人群干眼癥之間的聯(lián)系，研究結(jié)果表明干眼癥與臭氧濃度增高和濕度降低有關(guān),而與PM10水平無關(guān)。Yongsub等[8]報(bào)道發(fā)現(xiàn)空氣污染會(huì)使眼表損害增加，但PM2.5與過敏性結(jié)膜炎的直接關(guān)系目前尚未完全得到證實(shí)。Malerbi等[9]研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境中顆粒物和一氧化碳的水平增加可能與瞼板腺功能障礙有關(guān)。大氣污染對(duì)眼表有損傷性，以上研究從流行病學(xué)角度探討了環(huán)境污染與特定人群眼表疾病(結(jié)膜炎)發(fā)生的相關(guān)性，并且表明大氣污染、溫度變化可能促進(jìn)了結(jié)膜炎的發(fā)生發(fā)展甚至惡化，但是大氣污染對(duì)眼表的影響機(jī)制及其與其他眼表疾病如角膜炎、結(jié)膜炎、干眼癥等之間的相關(guān)性研究尚少。

干眼癥發(fā)生的誘因或外因中首要因素為環(huán)境因素，主要是指煙塵、風(fēng)沙、空調(diào)等造成淚液蒸發(fā)過強(qiáng)。近年來霧霾、空氣污染指數(shù)、PM10、PM2.5等環(huán)境數(shù)據(jù)對(duì)人體危害的研究日漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。那么，大氣顆粒物對(duì)眼表的影響機(jī)制是怎樣的呢？Hong等[10]研究表明煤塵顆?？赏ㄟ^降低淚液分泌水平、破壞淚膜穩(wěn)定性、降低淚液溶菌酶水平、促使結(jié)膜囊TNF-α生物學(xué)活性升高及結(jié)膜上皮NF-κB高表達(dá)等途徑導(dǎo)致與煤塵密切接觸的煤礦工人及實(shí)驗(yàn)兔干眼的發(fā)生。研究[11]發(fā)現(xiàn)，眼表系統(tǒng)的功能障礙均可通過影響淚膜高滲透壓、淚膜的不穩(wěn)定性這兩個(gè)關(guān)聯(lián)的因素出現(xiàn)眼部癥狀。眼表淚膜層僅有7～10 μm，PM極易破壞淚膜穩(wěn)定性，導(dǎo)致眼表疾病的發(fā)生。本研究前期用PM2.5/PM10混懸液點(diǎn)眼建立小鼠眼表損傷模型，結(jié)果表明 PM2.5/PM10可導(dǎo)致小鼠淚膜功能和角膜上皮組織結(jié)構(gòu)異常，初步證實(shí)了大氣顆粒物可能對(duì)眼表產(chǎn)生損害。Gao等[12]研究發(fā)現(xiàn)， PM2.5可通過促進(jìn)氧自由基的生成而導(dǎo)致角膜上皮細(xì)胞DNA損傷，促進(jìn)細(xì)胞衰老。大氣顆粒物種類繁多、成分復(fù)雜，不同直徑的顆粒物對(duì)人體健康影響不同，已有研究表明直徑越小的顆粒物對(duì)人體危害越大[13]，但不同成分或不同直徑的大氣顆粒物對(duì)眼表的影響及其具體作用機(jī)制尚有待于更進(jìn)一步研究。

2 室內(nèi)污染與眼表疾病的關(guān)系

人類生活離不開大氣環(huán)境，也離不開室內(nèi)環(huán)境。據(jù)美國(guó)等相關(guān)環(huán)境機(jī)構(gòu)調(diào)查，大多數(shù)人每天60%～90%的時(shí)間于室內(nèi)度過。因此，室內(nèi)空氣質(zhì)量的優(yōu)劣與人體健康有關(guān)。隨美化及改善居室、辦公場(chǎng)所等環(huán)境的需求增加，其導(dǎo)致的室內(nèi)污染日益成為人們關(guān)注的對(duì)象。甲醛作為室內(nèi)主要污染物之一，位居我國(guó)有毒化學(xué)品名單第2位，嚴(yán)重威脅人體的健康。有研究表明處于低濃度甲醛環(huán)境中，可能導(dǎo)致咳嗽、惡心、頭痛、皮膚過敏等癥狀；若長(zhǎng)期暴露低濃度甲醛可以引發(fā)呼吸道疾病、老弱病殘等敏感人群體質(zhì)下降；高濃度甲醛則可損傷免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等[13]。同時(shí)甲醛有致癌、致畸的作用，國(guó)際癌癥研究所已建議將其作為可疑致癌物對(duì)待。Wakamatsu等[14]研究發(fā)現(xiàn)甲醛、丙烯醛和顆粒物質(zhì)等室內(nèi)污染物可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和改變淚膜和眼表的細(xì)胞因子水平,導(dǎo)致眼部炎癥和干眼癥。此外,甲醛與眼部不適的癥狀和(或)淚膜不穩(wěn)定的發(fā)展[15]有關(guān)。

吸煙所產(chǎn)生煙霧是室內(nèi)污染的另一主要來源，煙霧中含有醛類、氮化物和酚類化合物等，其對(duì)人體健康危害極大，全球吸煙人數(shù)達(dá)11億，每年因吸煙死亡的人數(shù)約有500萬。而眼表雖有淚膜保護(hù)，但淚膜是一個(gè)直接暴露在空氣中的復(fù)雜的、多層液體,其可以被多種物理過程(如熱、吹氣、濕度)以及氣溶膠和燃燒產(chǎn)物改變。那么，長(zhǎng)期或慢性暴露于煙霧中會(huì)對(duì)眼表產(chǎn)生哪些影響呢？Thomas等[16]研究發(fā)現(xiàn)煙霧不僅縮短吸煙者淚膜破裂時(shí)間,而且使淚膜脂質(zhì)層發(fā)生變化,角膜和結(jié)膜的敏感性降低,淚液溶菌酶濃度下降，從而減少淚液分泌。Ward等[17]研究表明吸入二手煙有類似的效果。Uchino等[18]研究表明吸煙者淚液分泌減少的可能機(jī)制是煙霧使結(jié)膜杯狀細(xì)胞密度和淚液中MUC5AC濃度降低。上述研究表明煙霧對(duì)眼表損傷的可能機(jī)制是煙霧中的有害物質(zhì)增加了眼淚蒸發(fā)或減少淚膜穩(wěn)定性及人眼表結(jié)膜杯狀細(xì)胞的數(shù)量和黏蛋白的含量，導(dǎo)致淚膜的質(zhì)或量的異常，從而減少淚液分泌，引起眼部干澀等不適。

發(fā)展中國(guó)家欠發(fā)達(dá)地區(qū)人群眼表衛(wèi)生健康問題也是一個(gè)不容忽略的問題。在發(fā)展中國(guó)家，人們經(jīng)常使用生物燃料、木材和煤等固體燃料做飯和取暖。做飯時(shí)，這些固體燃料燃燒產(chǎn)生的煙霧及烹飪時(shí)食物本身釋放的煙霧對(duì)人體眼表的損害不容小視。因此，我們?cè)谔接懯覂?nèi)污染對(duì)機(jī)體眼表的影響時(shí)，應(yīng)該考慮地域、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、衛(wèi)生條件、生活環(huán)境的不同與眼表疾病發(fā)病率及發(fā)病類型的差異性。

3 光污染與眼表疾病的關(guān)系

光污染是一類新的、尚不完全被人們所認(rèn)識(shí)的環(huán)境污染。其對(duì)人類健康構(gòu)成危害,常見的是對(duì)眼睛和皮膚的傷害。人眼每天暴露于紫外線輻射中，結(jié)膜黃斑、角膜炎、氣候性角膜病變、翼狀胬肉等眼科疾病被認(rèn)為與暴露于紫外線輻射有關(guān)[19]。Covoneo等[20]發(fā)現(xiàn)紫外線輻射和翼狀胬肉的患病率呈正相關(guān)。Atkinson等[21]研究表明紫外線破壞了角膜緣的屏障功能, 引起結(jié)膜上皮向角膜過度增殖。劉祖國(guó)等[22]研究發(fā)現(xiàn)戶外工作者的眼表組織中p53蛋白表達(dá)較戶內(nèi)工作者顯著上升, 表明紫外線可能通過引起p53 蛋白的異常表達(dá)導(dǎo)致翼狀胬肉的發(fā)生。長(zhǎng)時(shí)間暴露與紫外線輻射中，不僅增加了翼狀胬肉的發(fā)病率，也導(dǎo)致結(jié)膜黃斑、氣候性角膜疾病、角膜炎等眼表疾病發(fā)生率升高。Norn等[23]報(bào)道生活在紅海地區(qū)的阿拉伯人結(jié)膜黃斑發(fā)病率很高。Klintworth等[24]研究發(fā)現(xiàn)在紫外線超閾值的環(huán)境中，CDK的發(fā)生概率顯著增加。Cullen[25]研究發(fā)現(xiàn)急性暴露于紫外線B、紫外線C 6 h后可發(fā)生暴露性角膜炎，在暴露8～12 h后可自行緩解。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[26]表明，閾上劑量的紫外線B輻射通過細(xì)胞脫落和細(xì)胞凋亡兩種途徑加速角膜上皮生理性丟失,引起眼痛癥狀。

某些特殊工種或活動(dòng)會(huì)增加光污染對(duì)機(jī)體眼表的損傷。Sekelj等[27]研究發(fā)現(xiàn)電焊工人、沖浪運(yùn)動(dòng)員、海員、漁民等是翼狀胬肉的高發(fā)人群, 可能是由其工作性質(zhì)決定其接受較多日光照射(紫外線B)所致。當(dāng)前關(guān)于紫外線對(duì)眼表的影響多集中在翼狀胬肉這一類眼表疾病上，目前尚缺乏光污染對(duì)眼表損傷的廣泛認(rèn)識(shí)及眼表防護(hù)的概念。因此，在紫外線強(qiáng)的夏秋季，減少外出活動(dòng)，特定工作環(huán)境(室外建筑、高空作業(yè))、特定人群(電焊工人、沖浪運(yùn)動(dòng)員、海員、漁民)適當(dāng)減少戶外工作時(shí)間或者通過穿戴防紫外線服裝、防曬帽、涂抹防曬霜、打遮陽傘、佩戴紫外線屏蔽眼鏡、濕房鏡、太陽眼鏡或隱形眼鏡等有效的防護(hù)紫外線輻射措施來減少紫外線對(duì)人體及眼表的損害[28～30]。

綜上所述，大氣污染、室內(nèi)污染、光污染等都會(huì)不同程度的影響人體眼表的健康。大氣污染物NO2、SO2、O3、PM10與非特異性結(jié)膜炎的發(fā)病有關(guān)，臭氧濃度增高和濕度降低可導(dǎo)致干眼癥，空氣污染與眼表疾病的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，但大氣污染物導(dǎo)致眼表疾病的具體作用機(jī)制尚不明確。甲醛、丙烯醛和顆粒物質(zhì)等室內(nèi)污染物可誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和改變淚膜和眼表的細(xì)胞因子含量,可導(dǎo)致眼部不適、淚膜不穩(wěn)定、眼部炎癥和干眼癥。煙霧對(duì)眼表損傷的可能機(jī)制是煙霧中的有害物質(zhì)增加了眼淚蒸發(fā)或減少淚膜穩(wěn)定性及人眼表結(jié)膜杯狀細(xì)胞的數(shù)量和黏蛋白的含量，導(dǎo)致淚膜的質(zhì)或量的異常，從而減少淚液分泌，引起眼部干澀等不適。光污染主要為紫外線輻射，長(zhǎng)期慢性紫外線輻射可導(dǎo)致結(jié)膜黃斑、氣候性角膜疾病、角膜炎、翼狀胬肉等眼表疾病發(fā)病率升高。

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國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(81100648；81160118；81400372；81400424)；陜西省科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(2014K11-03-07-04) ； 陜西省創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃；湖南省教育廳優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目(15B210)；江西省遠(yuǎn)航工程(2014022)；江西省自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目(2016ACB21017)；江西省青年科學(xué)基金資助項(xiàng)目(20151BAB215016)；江西省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)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)