近年隨著電子產(chǎn)品的流行，眼睛開始出現(xiàn)問題的人越來越多，全球至少22億人視力受損或失明，我國的近視人數(shù)超過了全球的1/4，近視發(fā)病形式尤其嚴峻。藍光是電子產(chǎn)品傷眼的重要因素之一，[1]據(jù)中華醫(yī)學會眼科學分會數(shù)據(jù)顯示，在中國4.2億網(wǎng)民中，63.5%的網(wǎng)民因藍光、輻射有視力下降、白內障、失明等不同程度的眼疾。為了探知藍光的影響，近幾年科學研究者開展大量的臨床以及基礎實驗研究，現(xiàn)對藍光傷眼的動物、體外培養(yǎng)細胞以及真人相關研究進行綜述。

1、藍光輻射的動物實驗研究

在早期的時候，研究藍光傷害課題，都是以動物來開展的實驗，主要有大鼠、兔子、獼猴、雛雞等動物，近年開始改用新開發(fā)的高親緣性樹鼩動物，研究藍光輻射對動物視網(wǎng)膜、眼軸以及晝夜節(jié)律的影響。

在老鼠方面的研究：視網(wǎng)膜是吸光，產(chǎn)生視覺的重要組織，藍光進入眼睛后，視網(wǎng)膜是最容易受到傷害的部位。藍光對老鼠視網(wǎng)膜的影響研究，[2]1995年Gorgels等用320-440nm的窄帶波長照射大白鼠，視網(wǎng)膜感光細胞出現(xiàn)核固縮；而主要對視網(wǎng)膜色素上皮細胞以及感光細胞造成的損傷的是470nm的藍光照射，發(fā)現(xiàn)藍光損傷視網(wǎng)膜跡象。藍光不僅傷害視網(wǎng)膜，還可能導致黃斑變性高發(fā)病率。[3]1999年Wu等的研究表明藍光造成的視網(wǎng)膜損傷，導致的視網(wǎng)膜形態(tài)學改變與老年性黃斑病變（AMD）中的萎縮性改變相似。

在視網(wǎng)膜上存在著第三種感光細胞-ipRGC對藍光刺激異常敏感，這種光照會觸發(fā)ipRGC細胞產(chǎn)生抑制褪黑素分泌的信號。褪黑素（MLT）作為眼部一種重要的神經(jīng)內分泌激素及近視相關因子，在近視發(fā)生發(fā)展中起著重要作用。[4]2010年王保貞等對豚鼠形覺剝奪性近視（FDM）模型的研究中發(fā)現(xiàn)豚鼠視網(wǎng)膜上的褪黑素在8周后表達明顯減少。[5]2011年尹靚瑤等研究發(fā)現(xiàn)在豚鼠形成剝奪性近視過程中，褪黑素的濃度會出現(xiàn)減少的現(xiàn)象，在給豚鼠注入10mg·kg-1和20mg·kg-1的褪黑素時，發(fā)現(xiàn)形覺剝奪性近視（FDM）有被抑制，豚鼠的屈光度、眼軸長度和MT1（褪黑素受體亞型）受體表達出現(xiàn)逆轉，向近視的反方向發(fā)展。

人注定不斷走向衰老，在這個過程產(chǎn)生的脂褐素（衰老色素）濃度會不斷增加，而有研究表明在脂褐素存在的條件下，過多的電子藍光照射會加速細胞衰亡。[6]2019年林成輝等人將30μM的脂褐素注入大鼠的眼睛，然后暴露于藍光照射，發(fā)現(xiàn)ERG （視網(wǎng)膜電圖：測量視網(wǎng)膜光反應的電訊號）a、b波峰下降的幅度比單獨的脂褐素、藍光照射更大，這樣做會加速視網(wǎng)膜感光細胞、視網(wǎng)膜色素上皮細胞以及雙極細胞的損傷。關于這方面的研究，目前能找到的實驗研究并不多，藍光在脂褐素存在的條件下是否真得會加速細胞衰亡，還需要更完整更深入地研究。

防藍光眼鏡是近年流行的防藍光神器，研究者開始給老鼠的眼睛戴上防藍光眼鏡，試圖探究這種功能性眼鏡的護眼作用。[7]2007年金婉卿等人對大鼠的左右眼進行藍光照射實驗，左眼戴上鍍膜藍光鏡片，右眼不采取防護措施直接暴露于寬譜藍光下，照射24h后右眼ERG a、b波峰值下降之后沒有恢復，左眼波峰值沒有改變。寬譜藍光照射大鼠的視網(wǎng)膜，在持續(xù)照射超過24h、2d、7d會引起不可恢復的損傷，而防藍光眼鏡減弱藍光可以保護視網(wǎng)膜上的細胞。不同的防藍光眼鏡，藍光屏蔽率會不一樣，究竟多少才是合適的，也曾有人探知過。[8]2019年，上海同濟大學醫(yī)學院附屬眼科聯(lián)合貴州省人民醫(yī)院眼科劉欣等人研究藍光屏蔽率40%、60%、80%對大鼠視網(wǎng)膜的影響，結果發(fā)現(xiàn)只要屏蔽藍光≥60%，原本白光LED造成的ERG a、b波波峰下降，在14天的修復期波峰值可以回到最初，視網(wǎng)膜的光損傷可以完全修復。

在兔子方面的研究：[9]1992年Putting等用400-500nm的藍光和510-740nm的黃光照射兔子的眼睛，結果發(fā)現(xiàn)對兔子視網(wǎng)膜造成同程度的傷害，藍光只需要黃光強度的1/30。在獼猴方面的研究：[10]2018年在利用獼猴進行藍光的光安全實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過兩個月每天12小時1000lux以上的白光LED照明和等效輻照度的藍光LED照射后，獼猴視網(wǎng)膜的明暗視覺，特別是視桿細胞的活性開始降低。

在樹鼩方面的研究：樹鼩是與人類親緣性最高的動物，[11-12]2017年Timothy等為研究短波長光對眼軸發(fā)展的影響，讓樹鼩生活在穩(wěn)定藍光和閃爍藍光下，兩種藍光環(huán)境都可以造成樹鼩眼軸短暫性地變長，出現(xiàn)假性近視，在停止藍光照射之后假性近視得以恢復，但是持續(xù)照射下去閃爍藍光造成的假性近視度數(shù)不斷增長，最終發(fā)展成真性近視。關于藍光對眼軸發(fā)展的影響，還有另外一種說法是，短波長藍光可以延緩眼軸生長。

[13]2013年Foulds等人讓雛雞暴露在紅光和藍光下飼養(yǎng)，結果藍光組的雛雞遠視度數(shù)不斷增加，而紅光組卻向近視方向發(fā)展。2012年錢一峰等人在藍光和白光下飼養(yǎng)豚鼠12周后比較兩種光環(huán)境下眼軸增長的速度，發(fā)現(xiàn)藍光下的豚鼠眼軸和玻璃體腔均慢于白光組。但是[14]2017年Timothy等人的研究發(fā)現(xiàn)紅光會誘導幼年樹鼩的眼軸生長減慢產(chǎn)生遠視。所以藍光或許并不能延緩近視，其一人眼和雞眼不一樣，小雞具有人類和靈長類動物沒有的紫外線感光器；其二把白光當成是單色光，作為實驗的對照組，會違背實驗的單一性原則，藍光之所以相對白光生長得慢，可能是因為眼軸的生長因子缺少了。

2、藍光對體外培養(yǎng)人視網(wǎng)膜細胞的實驗研究

[15]2005年蔡善君等人用不同強度的藍光，照射體外培養(yǎng)人視網(wǎng)膜色素上皮細胞（RPE）不同的時間，發(fā)現(xiàn)人視網(wǎng)膜色素上皮細胞出現(xiàn)凋亡、凋亡繼發(fā)壞死及直接壞死，藍光強度越強，照射時間越長，RPE細胞損傷得更嚴重。[16]2011年傅敏等人的研究發(fā)現(xiàn)藍光能以時間依賴性方式誘導RPE細胞內活性氧生成增加并導致RPE細胞DNA氧化損傷。藍光刺激視網(wǎng)膜啟動光氧化機制，形成嚴重的氧化反應，破壞機體正常的氧化還原動態(tài)平衡，啟動細胞凋亡機制，從而導致細胞的死亡和損傷。

同樣[17]2016年馬映雪等人在藍光誘導人視網(wǎng)膜色素上皮細胞分泌的外泌體與NLRP3炎性體的相關性研究時，使用波長為448nm±24nm的藍光LED燈，距離細胞35cm連續(xù)照射6h制成藍光誘導視網(wǎng)膜色素上皮細胞模型，光鏡下觀察發(fā)現(xiàn)正常視網(wǎng)膜色素上皮細胞單層生長，細胞呈梭形或多角形，成簇生長，如融合可呈典型的鋪路石樣。藍光誘導的視網(wǎng)膜色素上皮細胞受到光氧化損傷且增殖活力明顯減弱，光鏡下可見細胞腫脹，胞體失去多角形態(tài)，部分細胞胞體變長，呈現(xiàn)纖維細胞形態(tài)，失去正常細胞形態(tài)，可見450nm以上的藍光對視網(wǎng)膜色素上皮細胞造成的明顯損傷。

3、電子產(chǎn)品藍光對真人影響的實驗研究

[18]2018年周勁等人在探究手機光照刺激對視網(wǎng)膜色素上皮細胞的影響時，真實模擬一般人使用手機的習慣，將智能手機屏幕開到亮度（200±20Lx），持續(xù)靜音情況下循環(huán)播放彩色圖片，設定體外人視網(wǎng)膜色素上皮細胞的照射時間為3、6、12h，發(fā)現(xiàn)在持續(xù)不間斷光照時間超過12h后，細胞出現(xiàn)明顯的損傷現(xiàn)象。[19]2018年Ratnayake 等人的研究發(fā)現(xiàn)手機電腦的藍光會觸發(fā)感知信號并產(chǎn)生視網(wǎng)膜分子中的"毒性"反應，殺死視網(wǎng)膜上的感光細胞，細胞死亡后將無法恢復，導致黃斑變性，在50歲或60歲逐漸開始失明。

[20]2017年趙瑞華等人曾在確保人眼安全下做過真人實驗，讓參加實驗人在不采取任何防護下連續(xù)玩1小時iPad，結果僅1個小時的光照刺激，人眼黃斑色素密度就由0.544降低為0.518，前后的黃斑色素密度差異具有統(tǒng)計學意義。藍光進入眼底經(jīng)過聚焦后，焦點沒有落在視網(wǎng)膜上，而是落在視網(wǎng)膜與晶狀體之間，這增大了光線在眼內聚焦的色差距離，從而出現(xiàn)視覺模糊以及視覺疲勞。

浙江省眼科醫(yī)院三位醫(yī)護人員拿自己熊孩子做的實驗，讓孩子在四天的時間里，每天使用電子產(chǎn)品20分鐘，在iPhone和iPad上，選擇自己最喜歡的游戲；在電視和投影上，看自己最喜歡的動畫片。結果發(fā)現(xiàn)這四種電子產(chǎn)品都會造成眼睛出現(xiàn)假性近視，iPhone和iPad這兩種電子產(chǎn)品表現(xiàn)出來的傷害最大，發(fā)生的假性近視度數(shù)都有40多度。

褪黑素是人產(chǎn)生睡意的重要神經(jīng)激素，藍光的照射刺激，將導致褪黑素分泌不足，引發(fā)的睡眠問題。[21]2018年Sang等人開展的一項真人實驗，讓22名健康兒童和20名成人分組在可調節(jié)色溫的發(fā)光二極管吸頂燈制造的6200k、3000K照明環(huán)境下活動后正常作息，實驗發(fā)現(xiàn)在相同光照條件下，藍光對兒童睡眠的影響比成人大；色溫3000K的吸頂燈藍光含量比6200K的要低，夜間房間開的是3000K低藍光的吸頂燈，兒童的褪黑素分泌得更多，睡得更好。而6200K高色溫高藍光含量的吸頂燈，會導致兒童的睡意無法增加，而睡得不好。

[22]2017年Ostrin等人的研究發(fā)現(xiàn)，年齡17-42歲的成年人在日落到就寢時間戴防藍光眼鏡，持續(xù)兩周之后褪黑素分泌增加了58%，PSQI（匹茲堡睡眠質量指數(shù)，數(shù)值越低睡眠質量越好）得分下降，客觀測量的睡眠持續(xù)時間在統(tǒng)計學上顯著增加了24分鐘，提高了睡眠質量。[23]2019年Knufinke等人進行休閑遠動員體驗舒適度相同的透明眼鏡與防藍光眼鏡的實驗研究，發(fā)現(xiàn)限制短波長藍光的防藍光眼鏡，主觀睡眠潛伏期比對短波長光不做限制的透明眼鏡更短，睡眠質量更好。佩戴防藍光眼鏡主觀睡眠潛伏期縮短了7分鐘，睡眠質量提高了0.6個點，表現(xiàn)出更高的警覺性。

4、藍光損傷的防護措施

根據(jù)近幾年人們開展的藍光對動物、體外培養(yǎng)人視網(wǎng)膜色素上皮細胞，以及一些確保在人眼可修復范圍內的真人藍光實驗，可知藍光對視網(wǎng)膜上的感光細胞、視網(wǎng)膜色素上皮細胞以及雙極細胞均會造成損傷，人眼黃斑密度出現(xiàn)降低，同時還會抑制褪黑素的分泌，擾亂晝夜節(jié)律，導致失眠，誘導近視的發(fā)生發(fā)展。

但神奇的是人眼往往感受不到藍光正在傷害我們的眼睛，由于人眼感知藍光的視錐細胞太少，它只有感知綠色視錐細胞的1/40。所以導致實際進入眼睛，對眼睛造成傷害的藍光強度與人眼感受到的出現(xiàn)不一致。通過光通量或照度的計算公式：

ΦV = Km ……… (1)

其中，V(λ)代表明視覺曲線中各波長的相對靈敏度，Фe(λ)為發(fā)光源各波長輻射通量，Km是明視覺曲線在最大值555nm處所感受到的光亮度683,單位為（lm/W）或(流明/瓦)。下圖左邊是手機發(fā)出的實際光譜能量曲線，右邊是人眼感受到的手機亮度曲線。通過上面的光通量（光通量指的是人眼感受到的亮度）公式，計算出來的人眼感受到的手機藍光峰值變得很低，這使得我們在玩手機的時候，產(chǎn)生藍光是微弱的錯覺，實則并非如此，傷害眼睛還是原本實際的高強藍光，只是人眼感受到的藍光微弱而導致我們無法察覺傷害的發(fā)生。

為此我們需要一副好的防藍光眼鏡，何為好呢？不同的防藍光眼鏡，對藍光的不同波段主張過濾得多少都不盡相同，導致眼鏡的過濾光譜曲線不同，從而影響著眼鏡的防藍光效果。我們以深圳安普菲公司(https://www.amprofilm.com)的安汰藍防藍光眼鏡為例，如下圖所示，他可以將電子產(chǎn)品釋放的高強度藍光衰減65%，藍光能量真正降低53%，在保證高效的防藍光同時，不影響其他光譜。

防藍光的同時不能連帶其他的光譜也過濾掉，戴上防藍光眼鏡后人眼感受到的亮度曲線在藍光之外的光譜是完全重合的，這樣確保消費者在使用的過程中，不會出現(xiàn)色差的困擾。對比經(jīng)過安汰藍防藍光眼鏡的人眼感受亮度前后變化，如下圖所示。戴安汰藍防藍光眼鏡前后人眼感受的亮度光譜重合。藍光峰值的降低，對視疲勞起到一定的改善；藍光能量的降低，對視網(wǎng)膜感光細胞發(fā)揮有效的保護，降低自由基和活性氧的形成；晚上的藍光降低，更進一步平衡褪黑素的分泌，改善睡眠，防止近視度數(shù)加深。

近幾年在國內外，針對藍光傷害眼睛的研究如雨后春筍一般，這是醫(yī)學界非常熱門的研究課題。綜合本文的論述，我們可以發(fā)現(xiàn)，不管是動物實驗，人眼細胞的體外實驗或是真人的實驗，指出的藍光傷眼方向是非常明確的。雖然有不少保守派的人依舊認為藍光傷眼證據(jù)不足，從而提出反對的意見，但基于目前的醫(yī)學研究，將來在科技有所進步后，關于這個領域的醫(yī)學研究定然會更加深入全面。而人眼的視網(wǎng)膜細胞不具有再生能力，目前需要提前減少電子產(chǎn)品的依賴，或者對電子產(chǎn)品采取防護，才能好好保護我們的靈魂之窗。

作者簡介：

錢金維，生物醫(yī)學工程專業(yè)，臺灣大學電機工程碩士，北京大學光華管理學院碩士，前北京大學MBA導師，經(jīng)營LCD相關領域超過20年。為研發(fā)護眼產(chǎn)品，于2015年創(chuàng)立深圳安普菲科技有限公司，建立安汰藍品牌，致力于電子屏幕防藍光技術研發(fā)與應用。深耕光學領域多年，發(fā)表數(shù)十篇相關論文并擁有國內外專利，期望為人類的視力保護，貢獻一份心力。

參考文獻：

[1] 來昕.藍光危害機制及防藍光眼鏡[J].中國眼鏡科技雜志,2019,311(01):125.

[2] Gorgels TG,van Norren D.Ultraviolet and green light cause different types of damage in rat retina.Invest Ophthalmol Vis Sci,1995,36:851-863.

[3] Wu J,Seregard S,Spangberg B.Blue light induced apoptosis in rat retina.Eye,1999,13:577-583.

[4] 王保貞,陳悅.褪黑素及iNOS在豚鼠形覺剝奪性近視眼的表達及作用.中國實用醫(yī)刊，2010,37（7）：29-31.

[5] 尹靚瑤. 外源性褪黑素對豚鼠形覺剝奪性近視中褪黑素受體、iNOS、c-fos表達的影響[D].鄭州大學,2011.

[6] Lin Cheng-Hui,Wu Man-Ru,Huang Wei-Jan,Chow Diana Shu-Lian,Hsiao George,Cheng Yu-Wen. Low-Luminance Blue Light-Enhanced Phototoxicity in A2E-Laden RPE Cell Cultures and Rats.[J]. International journal of molecular sciences,2019,20(7).

[7] 金婉卿,毛欣杰,李序.鍍膜鏡片過濾藍光對大鼠視網(wǎng)膜功能的影響[J].實用醫(yī)學雜志,2007(12):1813-1814.

[8] Liu Xin,Zhou Qi,Lin Hui,Wu Jinzhong,Wu Zijing,Qu Shen,Bi Yanlong. The Protective Effects of Blue Light-Blocking Films With Different Shielding Rates: A Rat Model Study.[J]. Translational vision science & technology,2019,8(3).

[9] Putting BJ,Zwepfenning RC,Vrensen GF,et al.Blood-retinal barrier dysfunction at the pigment epithelium induced by bule light. Invest Ophthalmol Vis Sci,1992,33:3385-3393.

[10] 《藍光防護膜的光健康與光安全應用技術要求》國家標準編制說明.

[11] Timothy J. Gawne,John T. Siegwart,Alexander H. Ward,Thomas T. Norton. The wavelength composition and temporal modulation of ambient lighting strongly affect refractive development in young tree shrews[J]. Experimental Eye Research,2017,155.

[12] Gawne Timothy J,Ward Alexander H,Norton Thomas T. Juvenile Tree Shrews Do Not Maintain Emmetropia in Narrow-band Blue Light.[J]. Optometry and vision science : official publication of the American Academy of Optometry,2018,95(10).

[13] Foulds Wallace S,Barathi Veluchamy A,Luu Chi D. Progressive myopia or hyperopia can be induced in chicks and reversed by manipulation of the chromaticity of ambient light.[J]. Investigative ophthalmology & visual science,2013,54(13).

[14] Timothy J. Gawne,Alexander H. Ward,Thomas T. Norton. Long-wavelength (red) light produces hyperopia in juvenile and adolescent tree shrews[J]. Vision Research,2017,140.

[15] 蔡善君,嚴密,張軍軍.藍光誘導體外培養(yǎng)的人視網(wǎng)膜色素上皮細胞凋亡[J].中華眼底病雜志,2005(06):42-45.

[16] 傅敏,欒潔,張忠紅.可見光對視網(wǎng)膜色素上皮細胞氧化損傷的影響.中華眼底病雜志,2011,27(5):4670.

[17] 馬映雪. 藍光誘導人視網(wǎng)膜色素上皮細胞分泌的外泌體與NLRP3炎性體的相關性研究[D].天津醫(yī)科大學,2016.

[18] 周勁,謝嬌,雷杰,吉祥,楊青.手機光照刺激對視網(wǎng)膜色素上皮細胞的影響[J].國際眼科雜志,2018,18(07):1188-1191.

[19] Ratnayake Kasun,?Payton John L.,?Lakmal O. Harshana,?Karunarathne Ajith?.Blue light excited retinal intercepts cellular signaling[J].Scientific Reports,2018,8(1):10207.

[20] 趙瑞華. iPad屏幕藍光對人黃斑色素密度影響及濾藍光鏡的防護作用的研究[D].大連醫(yī)科大學,2017.

[21] Sang‐il Lee,Kouhei Matsumori,Kana Nishimura,Yuki Nishimura,Yuki Ikeda,Taisuke Eto,Shigekazu Higuchi. Melatonin suppression and sleepiness in children exposed to blue‐enriched white LED lighting at night[J]. Physiological Reports,2018,6(24).

[22] Ostrin Lisa A,Abbott Kaleb S,Queener Hope M. Attenuation of short wavelengths alters sleep and the ipRGC pupil response.[J]. Ophthalmic & physiological optics : the journal of the British College of Ophthalmic Opticians (Optometrists),2017,37(4).

[23] Knufinke Melanie,Fittkau-Koch Lennart,M?st Els I S,Kompier Michiel A J,Nieuwenhuys Arne. Restricting short-wavelength light in the evening to improve sleep in recreational athletes - A pilot study.[J]. European journal of sport science,2019,19(6).