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王宁利/李仕明/宋逸重磅成果:夜间光暴露可通过黑视蛋白通路诱发近视

浏览次数: 发布时间:2026-03-15
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随着人工照明和电子产品的普及,我们的夜晚正变得越来越“亮”。从床头的小夜灯,到窗外彻夜不息的路灯与霓虹灯,人类社会正在进入一个“几乎没有黑夜”的时代。很多家长在关注近距离用眼和户外活动之余,往往忽视了那些看似微弱、却持续整夜存在的光源。

近日,首都医科大学附属北京同仁医院王宁利院士/李仕明教授团队联合北京大学宋逸研究员团队在《SCIENCE CHINA Life Sciences》(影响因子:9.5)发表重要研究成果:夜间光暴露可通过黑视蛋白(melanopsin)信号通路促进眼轴异常增长,显著增加儿童青少年近视发生风险 。本研究首次以“机制-人群验证”的完整研究链证实夜间光暴露是诱发近视的重要环境因素,为儿童青少年坚持规律作息时间提供了重要支撑依据。

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研究背景

近视已成为全球范围内日益严峻的公共卫生挑战,尤其在东亚地区呈现高发趋势。充足的白天光照/日间户外被证实具有近视保护作用,光线在其中具有重要作用但机制仍不完全明确。随着人工照明的广泛使用,夜间光(light-at-night,LAN)暴露显著增加,然而其对近视发生发展的影响及机制仍不清楚。既往研究提示,表达黑视蛋白的内在感光视网膜神经节细胞(ipRGCs)参与光信号调控昼夜节律和眼球发育。夜间光暴露是否通过这一通路干扰眼球生长节律、进而驱动近视发生,长期以来缺乏从分子机制到人群证据的系统性验证。

研究亮点:整合动物实验、大规模横断面研究与队列研究,构建“机制-人群验证”的完整研究链条

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本研究采用多层次研究策略,首先通过动物实验解析夜间光暴露诱发近视的分子生物学机制,随后在全国范围的大规模横断面研究中验证夜间光暴露与近视患病的相关性,进一步通过纵向队列研究评估夜间光暴露对儿童近视新发与进展风险的影响,系统构建了从机制发现到人群验证的完整证据链。

研究内容1:夜间光暴露通过黑视蛋白依赖性通路促进眼轴生长并诱发近视

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研究团队首先通过动物实验,确证特定模式下的夜间光暴露对眼球发育的直接干预作用,并锁定背后的分子机制。

实验发现:每天 21:00-23:00(ZT 13-ZT 15)给予强度为300 lx的额外光照,会打破小鼠正常的眼球发育节律。经过4周暴露,实验组小鼠表现出显著的近视性屈光改变,眼轴长度异常增加,而角膜曲率保持稳定。这表明夜间光暴露更倾向于干扰眼球后段的生长调控,从而驱动近视的病理进程。

分子水平分析进一步揭示,夜间光暴露显著下调了视网膜中黑视蛋白的表达,并干扰了包括 Arntl、Cry1、Per1、Per2 在内的核心昼夜节律基因的正常表达,从而在分子层面诱发近视 。

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进一步通路验证:黑视蛋白是不可或缺的“中间桥梁”

研究团队采用敲除黑视蛋白基因小鼠(Opn4-/-)探索发现:在相同的夜间光暴露下,同窝野生型小鼠(Opn4+/+)表现显著的眼轴增长和近视漂移,而Opn4-/-小鼠则表现出极强的“抵抗力”——其眼轴长度和屈光状态基本保持稳定,近视效应被显著削弱。

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关键光谱锁定——蓝光是夜间光暴露诱发近视的“核心波段”

在明确信号通路后,研究团队进一步追问:夜间光暴露中的哪一部分光线危害最大?由于黑视蛋白对波长约480 nm蓝光最为敏感,研究团队设置480 nm夜间蓝光(BLAN)暴露组进行验证,结果显示仅给予夜间蓝光暴露足以诱导出与全光谱夜间光暴露相似的眼轴异常增长和近视性屈光改变。与之形成鲜明对比的是,在Opn4-/-小鼠中,这种由蓝光引起的近视效应也随之消失。

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此外,研究团队对小鼠黑视蛋白功能进行“加减法”实验(过表达与特异性消融),发现小鼠眼屈光状态会随黑视蛋白功能的增强或减弱而发生相应改变 。

上述结果均表明,黑视蛋白介导的信号通路是夜间光暴露驱动眼轴生长、诱发近视的“关键枢纽”。在实验室确证了这一生物学机制后,研究团队紧接着追问:在现实世界中,这种夜间光暴露的“无声干扰”,是否同样作用于正处于视觉发育关键期的儿童青少年? 

研究内容2:夜间光暴露与儿童近视的发生发展显著相关,低年龄段更为敏感

在动物实验探究机制的基础上,研究团队进一步在人群层面开展了“由广到深”的系统验证——从全国大规模横断面研究,到个体水平的纵向随访研究,逐层评估夜间光暴露与近视的关联。

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全国大规模横断面研究:户外夜间光暴露水平越高,近视患病率越高

研究纳入来自全国30个省份、773所学校的148,582名中小学生。在校级层面分析发现,学校所在地区户外夜间光暴露水平(基于卫星数据)与该校学生近视患病率呈显著正相关。在控制年龄、性别、地区经济水平、人口密度、睡眠时间、屏幕使用时间及户外活动时间等因素后,这种关联依然存在。

这一结果提示,地区整体夜间环境亮度,可能与当地儿童青少年近视流行水平存在一定联系。也就是说,除了个体行为因素如近距离用眼外,宏观环境中的夜间光环境可能是最具影响力的近视危险因素。

纵向随访研究明确关键界值:夜间光照应控制在10 lx以下

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为了进一步回答“夜间光是否真的会增加近视发生风险”,研究团队对621名儿童进行个体级夜间光暴露客观测量,并对近视情况进行了为期1年的随访。基线未近视儿童中,26.0%在一年内发展为近视。

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分析发现,当整夜平均光照强度 >10 lx(大致相当于房间内开启一盏较暗的小夜灯时的亮度)时,儿童新发近视风险显著升高(OR=2.40,95% CI: 1.05–5.49)。此外,在周末入睡后2~4小时这一关键时间段内,如果环境光强超过1 lx(大致相当于卧室关灯后门缝透进来的一点光),近视发生风险同样呈现上升趋势。

分层分析显示,小学阶段儿童对夜间光暴露更为敏感。尤其在周末,若入睡后2~4小时光照强度超过10 lx,新发近视风险显著升高。并且周末较晚入睡会强化夜间光照与近视发生之间的关联。

综合横断面与纵向证据,本研究不仅证实夜间光照与近视相关,更明确提出一些可操作的儿童近视防控建议:1. 儿童夜间卧室光照应尽量低于10 lx,理想状态为接近黑暗。夜灯、走廊灯透光、电子设备屏光等,都可能构成长期的夜间光暴露来源;2. 儿童在周末或节假日也要按时早睡,避免加重夜光诱发近视的影响。

当然,近视的发生是多因素共同作用的结果。除了白天增加户外活动时间、减少长时间近距离用眼外,营造一个相对昏暗、规律早睡的夜间睡眠环境,是一个成本极低但获益显著的近视干预方向。需要提及的是,夜间光暴露过多还可能增加情绪问题如抑郁的风险,因此减少夜间光暴露有益于儿童青少年的身心健康。

研究意义

本研究首次揭示了夜间光暴露是儿童近视发生发展的重要环境因素,从机制发现到人群验证提供了系统证据链。这提示我们,除了增加白天光照外,减少夜间光暴露及优化睡眠环境同样至关重要。保持卧室黑暗或低照度、合理使用夜灯、减少睡前电子屏幕使用等措施,有望降低儿童近视发生进展风险。本研究为近视防控策略提供了新的思路和科学依据,强调了昼夜光环境双向管理在促进儿童视觉健康中的重要价值。

致谢: 特别感谢中国科学技术大学薛天教授团队为本研究提供Opn4敲除小鼠模型,并给予宝贵的技术支持与指导。

团队介绍

北京同仁眼科中心王宁利院士/李仕明教授团队长期深耕儿童青少年近视防控与重大致盲眼病研究,在近视发生机制、流行病学证据构建及综合防控策略方面形成系统研究体系。北京大学宋逸研究员团队长期从事儿童青少年健康与发展、常见病多病共防及学校卫生政策研究,重点关注儿童近视、肥胖、体质健康和健康不平等性等领域。两支团队优势互补,将基础机制研究与人群证据相结合,共同推动夜间光环境管理在儿童近视防控中的科学应用。

该研究得到国家自然科学基金等多项基金支持,为我国儿童近视防控国家战略提供重要技术支撑。

通讯作者介绍

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王宁利

  中国工程院院士、北京同仁医院眼科中心主任、首都医科大学眼科学院院长,国家眼科诊断与治疗工程技术研究中心主任、中华预防医学会公共卫生眼科学会主委、中国医学科学院学术咨询委员会学部委员、国家杰出医师、中华医学会眼科学会前任主委、国际眼科科学院院士、目前唯一当选世界青光眼协会和亚太眼科学会主席的中国大陆学者。

  长期致力于“青光眼诊疗技术研究”和“重点眼病群体干预”两大领域;发表论文总他引 32554 次,H 指数 85。第一/通讯作者 SCI 论文 380 篇,其中 Cell 主刊及 Nature、Cell、Lancet、JAMA、NEJM 子刊论文 18 篇。成果写入 15 部国际共识指南。连续 11 次入选爱思唯尔“中国高被引学者”榜。是唯一入选 21 世纪全球眼科领袖榜的大陆学者。承担重大、重点项目 16 项,主编全国统编教材 7 部、国际专著 3 部。牵头制定共识 19 部、指南 6 部、团标 1 项;共同制定国际指南 2 部。作为第一发明人授权专利 43 项 (发明 17 项),转化转让 19 项 (发明 7 项)。第一完成人获国家科技进步二等奖 2 项、省部级一等奖 5 项、何梁何利科技奖、光华工程科技奖等。获国际防盲协会卓越视觉奖等国际奖 4 项。

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李仕明

  首都医科大学附属北京同仁医院眼科主任医师、教授、研究员、博士生导师,医学视光科副主任,首届国家优秀青年医师、北京慢性病防治与健康教育研究会眼科专委会主任委员、中国医师协会循证医学专委会常委及眼科学组副主任委员、STAR工作组眼科学专委会副主任委员、中华预防医学会公共卫生眼科学分会委员。

  主要研究方向:近视防治全流程的关键技术研发与应用,成人复杂屈光手术、设备研发与临床转化、循证医学评价。组织实施了安阳儿童眼病研究。主持国家自然科学基金3项、北京市自然杰出青年基金和重点研究专题等省部级课题10余项,骨干参与863、973和重大国际合作项目等,获教育部科技进步一等奖、北京医学会科技进步二等奖,发表学术论文136篇,以通讯/第一(含共同)在JAMA子刊(3篇)、Sci China Life Sci(2篇)、NPJ Digital Medicine等发表论文48篇,获授权发明专利4项,主编人卫社出版《循证眼科学》和《全国儿童青少年防控近视系列》。入选英国《Ophthalmologist》期刊首次评选的“Top 40 Under 40”、欧洲“Expertscape”机构公布的“全球近视领域顶级专家”和美国斯坦福大学发布的“全球前2%顶尖科学家榜单”。

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宋逸

  宋逸,研究员,北京大学公共卫生学院博士生导师。现任北京大学儿童青少年卫生研究所所长,兼任中国疾病预防控制中心儿少/学校卫生中心主任、国家疾控局标准委员会学校卫生标准专业委员会副主任、中国学生营养与健康促进会副会长、Future期刊主编等职务。

  主要从事儿童青少年健康与发展和学校卫生政策研究。主持且已完成国家及部委级课题和国际合作等项目研究30余项,行业标准3项。作为主编/副主编出版论著10余部。以第一/通讯作者发表国内外学术论文200余篇,SCI收录论文100余篇。获2025年妇幼健康科学技术奖(自然科学奖一等奖,第一)、中国医药教育协会2024年度科学技术奖(科技创新奖二等奖,第一)等多项学术奖励,2022-2025年连续入选全球前2%顶尖科学家榜单。

第一作者简介

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李佳欣

  北京大学儿童青少年卫生研究所2023级硕士研究生。主要研究方向为儿童青少年近视的影响因素及干预策略。相关研究成果以第一作者身份发表于国内外学术期刊,并在APAO大会等学术会议上进行交流。

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李聪颖

  首都医科大学附属北京同仁医院2024级博士研究生。主要研究方向为光节律在近视发生中的作用机制及预防治疗研究。以第一作者在Sci China Life Sci等期刊发表SCI论文4篇,中文核心期刊论文2篇,参与国家自然科学基金等多项课题,并在世界近视眼大会、APAO大会等进行学术交流。

  文章链接:

  https://www.sciengine.com/SCLS/doi/10.1007/s11427-025-3255-8

  文章DOI:

  https://doi.org/10.1007/s11427-025-3255-8

  来源:中国眼科报 眼界