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为探究临床和遗传因素对角膜塑形镜控制近视效果的影响,研究发现多个相关基因,为近视防控提供参考。
# 近视防控新视角:角膜塑形镜与基因的奥秘
在现代社会,近视就像一个 “视力小偷”,悄悄盯上了越来越多的人,尤其是孩子们。全球范围内,近视的患病率不断攀升,在一些东亚和东南亚国家,青少年近视率甚至高达 80%-90%。近视不仅影响日常生活,还与白内障、青光眼、近视性黄斑变性等眼部疾病紧密相关。
目前,控制近视的方法不少,角膜塑形镜就是其中一种颇受关注的手段。它通过改变角膜曲率,让光线能更精准地聚焦在视网膜上,从而延缓近视发展。然而,角膜塑形镜的效果在不同人身上差异很大。有的孩子戴了之后,近视控制得很好;可有的孩子却效果不佳,甚至近视还加重了。之前研究发现,基线角膜硬度、初始近视度数、初次佩戴年龄和父母近视情况等会影响角膜塑形镜的效果,但遗传因素在其中扮演的角色一直是个谜。为了解开这个谜团,温州医科大学眼视光医院等机构的研究人员开展了一项研究,相关成果发表在《Eye and Vision》杂志上。
研究人员采用回顾性临床研究的方法,从 1538 名初次佩戴角膜塑形镜的近视患者中,筛选出 545 名 8-12 岁、数据完整且符合标准的儿童作为研究对象。这 545 名儿童在佩戴角膜塑形镜前和佩戴一年后,都接受了全面的眼部检查,包括验光、眼轴长度(AL)测量等。研究人员根据眼轴每年增长的情况,把他们分为两组:眼轴增长较慢(每年≤0.09mm)的为病例组,增长较快(每年≥0.33mm)的为对照组。之后,又从两组中各挑选 30 人进行全基因组测序(WGS)。
研究中,研究人员用到了多种技术方法。首先是 WGS,它能对基因组进行全面测序,获取大量遗传信息。接着通过严格的质量控制,筛选出可靠的遗传变异数据。然后运用多种生物信息学工具,如 Ensembl 的 Variant Effect Predictor(VEP)对变异进行注释,还采用了基因集负担分析、基于基因的合并分析、单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)表达矩阵分析以及单变体关联分析等方法,从不同角度探究基因与角膜塑形镜疗效的关系。
研究结果
临床因素对角膜塑形镜疗效的影响 :研究人员分析 545 名儿童的基线数据时发现,年龄、初始近视度数(SE)和基线眼轴长度(AL)与眼轴增长都有关系。年龄越大、基线眼轴越长、初始近视度数越高的孩子,佩戴角膜塑形镜后眼轴增长越慢。进一步对比眼轴增长控制效果差异大的两组孩子数据发现,基线眼轴长度在两组间差异显著,多变量逻辑回归模型也表明,基线眼轴长度增加,角膜塑形镜控制近视的效果更好。这意味着,对于近视度数较高、眼轴较长的大龄儿童,角膜塑形镜可能更能发挥延缓眼轴增长的作用;而对于低龄、近视度数低的儿童,或许需要联合其他治疗方法,比如 0.01% 低浓度阿托品,来更好地控制近视。
基因层面的发现 :对 60 名儿童(病例组和对照组各 30 名)的 WGS 数据深入分析后,研究人员有了重要发现。在 RetNet 基因集中,病例组的非同义变体显著富集。这表明这些基因的非同义变体可能促进了角膜塑形镜控制近视的效果。进一步的基因关联分析发现,RIMS2 和 LCA5 基因与角膜塑形镜的控制效果密切相关。RIMS2 在视网膜中表达量最高,且在视杆细胞中达到峰值,它对维持正常突触连接至关重要,其突变可能影响视网膜感知离焦的能力,进而削弱角膜塑形镜的效果;LCA5 基因虽与严重影响视力的 Leber 先天性黑矇(LCA)相关,但它的非同义变体却有助于角膜塑形镜发挥作用,不过由于样本量限制,携带这两种基因变体的样本与未携带样本在表型上未发现差异。
单核苷酸多态性(SNPs)与眼轴增长的关系 :单变体关联分析发现了 16 个与角膜塑形镜疗效相关的突变,其中 rs36006402 和 rs2285814 与眼轴增长关系显著。携带 rs36006402 纯合变体的个体眼轴增长较慢,而携带 rs2285814 纯合或杂合变体的个体眼轴增长更快。这两个变体分别位于 SLC7A14 和 CLUAP1 基因的内含子区域,这两个基因在视网膜发育、视觉功能和光感受器维持等方面发挥重要作用。
研究结论与意义
这项研究首次在国内队列中,针对视网膜疾病相关基因集开展基于 WGS 的关联研究,发现年龄、基线眼轴长度和基线近视度数是影响角膜塑形镜疗效的临床因素。同时,明确了多个与角膜塑形镜疗效相关的基因和单核苷酸多态性,揭示了其潜在的遗传机制。这些成果为近视防控提供了新的理论依据,有助于医生更精准地评估角膜塑形镜对不同患者的疗效,为个性化的近视防控方案制定提供参考,在近视防控领域具有重要意义。不过,研究也存在一些局限性,比如候选基因关联分析的样本量较小,随访时间仅一年,且研究为回顾性。未来还需要更大规模、更长期的前瞻性研究,进一步验证和拓展这些研究成果,推动近视防控技术的发展,为更多近视患者带来希望。
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