人眼几乎每天都暴露于紫外线辐射中，一些眼科疾病与紫外线照射相关。紫外线是太阳光谱中危害程度最高的、可致突变的电磁辐射，根据波长的不同主要分为长波紫外线(UVA波长400～320 nm)、中波紫外线(UVB波长315～280 nm)、短波紫外线(UVC波长280～200 nm)和真空紫外线(UVD波长200～100 nm)。其中，UVD无法在空气中有效传播，UVC波长较短，主要被臭氧层吸收，到达地球表面的紫外线主要是由UVA与小部分的UVB组成，所以对人视觉损伤最严重的是UVA和UVB^[1]，特别是对飞行员、航天人员、高原驻军和居民、强紫外线地区户外活动人员眼健康影响很大。Jones等^[2]调查了宇航员、美国空军和海军飞行员的白内障患病率，发现美国空军和海军空勤人员进展为白内障时的年龄都明显高于对照组人群。西藏曲水县1 115名藏民中，有187名眼睛失明，241名视力低下，与高海拔的强紫外线照射有关，平均日照时间为3 400 h/年^[3]。我国高纬度地区的内蒙古居民，干眼病的发生率明显高于低纬度地区^[4]。随着臭氧层的破坏和全球气候变化，人类暴露于紫外线的危险性正逐步增加，必须引起高度重视，加强对眼的防护。本文就目前国内外紫外线眼损伤的发病机制、疾病类型及防护研究做一综述。

当紫外线照射到眼睛时，其能量可被吸收，吸收程度取决于紫外线波长^[5]。具有较短波长的紫外线能量最强，且大多在角膜吸收，随着波长的增加，其可逐渐通过角膜，达到眼晶状体和视网膜。在一般情况下，角膜的吸收特性可保持恒定，可吸收波长在300 nm以下的紫外线，眼晶状体则吸收波长在400 nm以下的紫外线。但眼晶状体的吸收特性差异性较大，儿童眼晶状体可透过紫外线波长为300 nm(峰值透光率在380 nm)，而成人眼晶状体可透过紫外线波长为400 nm以上(峰值透光率在575 nm)。视网膜和脉络膜可吸收紫外线的波长范围为400～1 400 nm^[6]。

紫外线主要作用于细胞的DNA，造成碱基损伤。DNA的嘧啶和嘌呤碱基可直接吸收UVB光子，从而发生光化学反应，最主要的后果是导致相邻碱基的交联而形成嘧啶二聚体，从而导致基因突变或肿瘤的发生^[7]。UVB照射后产生的主要光产物有环丁烷嘧啶二聚体及其同分异构体，以及胞嘧啶、嘌呤碱基的光化学损伤。其中两个相邻的胞嘧啶是UVB和UVC致突变的脆性位点，UVB暴露的一个重要特点就是导致CC→TT的突变，频繁的CC→TT的突变会导致CC碱基的光损伤或脱氨基化，导致基因突变。UVA则主要通过光增敏反应造成对DNA的损伤，主要损伤机制有I型光氧化反应(单电子氧化反应或脱氢反应)和Ⅱ型光氧化反应(单线氧反应)。大量的研究证实，UVA主要是通过导致具有细胞毒性的活性氧自由基增加，如羟自由基和单线氧自由基，造成DNA碱基或其他生物大分子的损伤^[8]。综上，紫外线导致的DNA损伤类型主要为碱基损伤，后者的累积可导致DNA链断裂，诱发细胞凋亡或基因突变。

许多流行病学研究证实了太阳光紫外线和白内障具有相关性。Jones等^[2]调查研究发现，美国空军和海军空勤人员进展为白内障时的年龄都明显高于对照组人群，接触组工龄在11～15年开始出现眼晶状体混浊，且眼晶状体混浊检出率随工龄延长和年龄增长呈明显渐进性增高，眼晶状体混浊总检出率为11.45％，不同工龄和不同年龄的电焊工眼晶状体混浊检出率均明显高于对照组，差异具有统计学意义。该研究认为除电离辐射作用外，另一个危险因素就是紫外线辐射。Helen等^[9]报道，荧光灯导致的眼睛紫外线损伤，使每年紫外线导致的眼睛损伤增加12%，其中白内障的患病人数增加3 000例，睑裂斑增加7 500例；Delcourt等^[10]对波尔多(法国西南部港市)963名年龄超过73岁的原住居民白内障发病情况进行调查，发现长期暴露于外界紫外线照射的人群中，白内障发病率明显高于低剂量暴露剂量组。

所有这些研究均表明太阳辐射高的地区白内障患病率较高，但他们仅使用阳光暴露作为估计。后来的研究认识到，需要将阳光暴露应用到个体层面，试图采用多种方法建立阳光暴露的个体模型。对切萨皮克湾的研究首次系统地建立了眼睛暴露于UVB的模型，并将其与标准的白内障评估体系相关联^[11]。该研究发现当UVB剂量加倍时，皮质性白内障的风险增加1.6倍。然而，核性白内障和UVB及白内障和UVA之间并无关联。在一项对4 926名成人的眼科研究中发现，更多暴露于UVB的男性的皮质性眼晶状体混浊程度是其他男性的1.4倍。而女性的UVB暴露程度则要低于男性，并且其与皮质性眼晶状体混浊并无明显关联。这项研究提示，此关联性仅局限于男性^[12]。在太阳光水平相同的地区，个体行为的变化可引起UVB暴露的18倍差异。以上的研究均证实了UVB是皮质性眼晶状体混浊的一个重要危险因素。

剂量在阈值以上的人工或自然界的紫外线均可引起角膜炎。自然界的紫外线引起的角膜炎常被称为“雪盲症”。这在紫外线反射率非常高的条件下最易发生，如在滑雪、爬山或在海滩上。人工紫外线源包括“电焊光”，可使眼睛在电焊时瞬间暴露于UVC和UVB下^[13]。UVB和UVC急性照射眼睛后可产生包括角膜上皮细胞点状染色、浅层点状角膜病变、角膜和结膜水肿等一系列角膜炎变化^[14]。动物研究表明，剂量在阈值以上的UVB可扰乱角膜上皮的正常有序的细胞脱落的过程，也可能通过激活的钾离子通道引起角膜上皮细胞凋亡^[14]。由于上皮细胞脱落，皮下神经末梢暴露，可导致特征性疼痛。角膜炎初始症状常常是由于上皮细胞损伤导致的眼睛畏光、流泪，随后的角膜水肿可能导致视觉减退，进一步的紫外线照射会导致上皮脱落。紫外线所致角膜炎的症状好发于照射后6 h内，常常在8～12 h自发消退^[14]，对军事人员以及航空航天人员作业有较大影响。

当眼暴露于紫外线时，不仅可引起角膜炎，也可引起气候性滴状角膜病变(climatic droplet keratopathy，CDK),它是角膜浅层基质的一种球状变性，一般发生于紫外线暴露水平较高的地区，如北极或热带地区^[15]。其特征为半透明状灰色物质沉积在角膜浅层区，常在眼睑之间显现，在裂隙灯下看起来像小“滴”。角膜沉积物可能是来源于血浆蛋白，并弥散至周围正常角膜细胞中，可被较强的紫外线辐射光化学降解。然后降解蛋白成分沉积在角膜浅层，其分布区域对应于剂量最高的紫外线照射区域^[16]。CDK常常和慢性UVA和UVB照射相关。Klintworth^[17]指出CDK的发病率会随着紫外线暴露强度的增加而增加。在对加拿大拉布拉多高原居民进行研究时同样发现，CDK和紫外线的暴露强度成强相关性。Johnson^[18]对大量的患者进行研究发现，CDK发病率最高地区位于纬度55°～56°位置。他计算出在拉布拉多冰雪反射的总紫外线通量，并发现它几乎在同一纬度达到峰值，从而证实了紫外线暴露强度和CDK的严重程度密切相关。此结论同样被Taylor等^[11]研究所证实，他们对切萨皮克湾因海上作业而长期受到紫外线暴露的水手进行调查，发现838个水手中，162人患有CDK。

一般认为，紫外线照射和翼状胬肉的形成是相关的。紫外线辐射引起的角膜上皮干细胞变化可引起翼状胬肉浸润角膜，从而导致角膜弹力层的破坏和弹性组织变性^[19]。Cameron早期的研究表明紫外线强度最高的部位翼状胬肉发生率也更高。具体来说，翼状胬肉的发生率在南纬37°至北纬37°之间更高^[20]。Sherwin等^[21]运用结膜紫外荧光检查法确认长期紫外线暴露与翼状胬肉发病之间具有相关性。Golu等^[22]通过大鼠动物模型实验证实紫外线能引起翼状胬肉，病理表现为弹性组织变性和胶原纤维的肥大、致密与玻璃样变性，甚至退变形成颗粒性的嗜碱性物质。间质内还有多量新生血管与巨噬细胞聚集。

紫外线诱导翼状胬肉的发生机制尚未明了，有报道紫外线可引起表皮生长因子受体的激活和下游蛋白激酶通路信号的激活^[23],促进翼状胬肉细胞促炎细胞因子和基质金属蛋白酶(MMPs)的表达。翼状胬肉进展时，其成纤维细胞表达的MMP-2和MMP-9明显上调，提示它们在疾病进展中具有一定的作用^[24]。翼状胬肉主要发生于鼻侧球结膜。Coroneo等^[25]对此作出了解释，认为在颞侧的入射光通过前房并在聚焦在鼻侧的角膜缘。这有助于解释为什么翼状胬肉最好发于鼻侧角膜。

结膜黄斑是球结膜的一种纤维脂肪变性，组织病理学上的证据支持紫外线与结膜黄斑的形成具有相关性，被认为与紫外线暴露相关。Bogdnici等^[26]发现结膜黄斑是弹性纤维的异常合成和继发性变性，这种变化与太阳引起的皮肤的变化相似。视网膜黄斑变性是视网膜色素上皮细胞(RPE)线粒体降解的增加及细胞形态的变化，RPE细胞的吞噬能力降低，从而引起RPE色素沉着。研究表明，当人类视网膜色素上皮细胞暴露于UVC时，随着暴露时间的延长，可引起DNA断裂，同时产生的氧自由基可导致细胞损伤，从而激活MAPK信号通路，进而引起细胞程序性死亡，紫外线诱导的细胞凋亡逐渐增加^[27]。在最近的一项荟萃分析中，Sui等^[28]对阳光照射和年龄相关黄斑变性(AMD)之间的相关性进行分析，表明暴露于更强阳光中的个体患有年龄相关黄斑变性(AMD)的风险显著增加(OR：1.379，95%CI：1.091～1.745)。然而，对阳光照射和AMD之间是否具有相关性的流行病学证据尚有争议。例如，Hyman等^[29]在20世纪80年代发现职业性暴露于阳光和AMD之间并无关系，有学者对报道结果不一致的原因做了分析，认为出现阴性结果的报道可能在流行病学调查时所选对照组受到防护太阳措施的因素干扰，对照组实际上可能也受到更高剂量的太阳照射，使黄斑变性与阳光照射累积剂量的相关性很难被评估^[30]。

1. 紫外线与眼球表面鳞状细胞肿瘤：很多研究已证实，太阳紫外线辐射为眼球表面鳞状细胞肿瘤(ocular surface squamous neoplasia，OSSN)的主要致病因素。OSSN是结膜和角膜上皮癌前病变和癌的统称，也可以被称为角膜或结膜上皮内瘤变^[31]。Templeton^[32]报道称生活在赤道附近的乌干达的非洲人口中结膜鳞状细胞发病率较高。苏丹的一项研究发现，鳞状细胞癌和其他结膜上皮病变好发于北方,要比南方发病率高得多^[33]。在欧洲及北美，OSSN较为罕见^[34]，在撒哈拉以南的非洲国家及澳大利亚发病率要高些^[32]，这些地区的阳光强度较高，从而也证实了太阳紫外线在OSSN的发病中具有一定的作用。Newton等^[35]发现，OSSN的地理分布与环境紫外线剂量水平高度相关，纬度每增加10°，OSSN发病率降低49%。例如，在乌干达，OSSN患者每年发病率为12×10^-6；而在英国，每年发病率为0.2×10^-6。

2. 紫外线与葡萄膜黑色素瘤：一些流行病学证据表明，紫外线是葡萄膜黑色素瘤的一个致病因素^[36]。根据皮肤黑色素瘤的研究，黑色素细胞受到紫外线照射后可向恶性细胞转变^[37]，眼内的黑色素细胞受到紫外线照射后同样会向恶性细胞转变。紫外线的致癌作用在儿童中比成人更明显，紫外线可通过儿童的眼晶状体到达后葡萄膜，而成年人眼晶状体和角膜可将UVB和大部分UVA过滤^[38]。紫外线是否会引起葡萄膜黑色素瘤尚缺乏足够的临床证据。Pane和Hirst^[39]在澳大利亚开展的一项病例对照研究(125例葡萄膜黑色素瘤患者和375例对照)发现，紫外线暴露与葡萄膜黑色素瘤发病之间并无相关性(OR：0.78,95%CI：0.48～1.25)。但法国的一项病例对照研究，却显示了两者之间强烈的相关性(OR：7.3,95%CI：2.6～20.1)^[40]。德国的研究也揭示了紫外线暴露是葡萄膜黑色素瘤的危险因素，特别是在急性的间断性暴露中(例如电焊)，其相关性更为显著^[41]。Shah等^[38]对12项相关的研究进行荟萃分析，发现接触电焊者患葡萄膜黑色素瘤的风险显著增加。然而，室外紫外线暴露并非是一个重要的危险因素，慢性职业性紫外线暴露具有一定的统计学意义(OR：1.37，95%CI：0.96～1.96)。结果也支持两者间具有相关性^[38]。

3.紫外线与眼睑恶性肿瘤：UVB已被证实和眼睑肿瘤具有相关性。Karlica等^[42]发现，长期暴露于太阳中工作的职业人群的SCC发病危险性明显增高。美国佛罗里达的研究同样证实暴露于太阳中工作的职业人群SCC发病率显著增加^[43]。然而，紫外线和SCC的关系却十分复杂。目前认为，SCC和年轻时暴露于较强紫外线中具有相关性，而并非与长期的累积剂量相关。但有部分研究表明，在成人中，紫外线暴露剂量的增高与SCC发病的危险性并无相关性^[44]。紫外线对可引起皮肤细胞的直接损伤和免疫功能的改变，可导致DNA损伤、基因突变、免疫抑制、氧化应激和炎症反应，这些因素在皮肤光性老化和皮肤癌中均具有重要的作用^[45]。除此之外，紫外线可造成p53基因的突变，这些基因在DNA修复和凋亡中具有重要作用。因此，如果p53基因突变，将不再能帮助DNA修复；这样会导致细胞凋亡失调，角质细胞突变增殖，从而引发皮肤癌。紫外线可引起皮肤细胞突变效应，作为皮肤癌常见的突变基因，p53突变被认为是紫外线引起肿瘤的早期指标^[46]。

目前，最为有效地减少太阳辐射对眼睛损伤的方式为避免照射。世界卫生组织和世界气象组织使用全球太阳紫外线指数为公众提供在任何一天的紫外线辐射的估算。该指数范围从1到11+，当紫外线指数≥8时，建议避免户外活动。云层不一定会阻止紫外线辐射，并应告知公众即使在多云的天气条件下也应避免阳光暴晒。在户外时带宽边的帽子对于减少阳光照射具有很大的帮助，然而，宽边的帽子不能屏蔽间接紫外线照射，因此约有50%的紫外线仍可能进入眼睛。具有紫外线防护作用的镜片可较好地保护眼睛，佩戴太阳镜将是另一个很好的选择。美国眼科学会认为，太阳镜可阻挡99%的紫外线。然而，由于斜入射紫外线无论是直接或通过镜片的后表面反射，仍然可到达眼睛，因此，镜片对眼睛和眼内组织的保护并非完全彻底^[47]。具有紫外线吸收作用的软性和硬性透气性隐形眼镜(RGP)也可以有效防护紫外线照射，但没有紫外线辐射防护作用的隐形眼镜能够通过90%的紫外线。根据美国国家标准协会(ANSI)的规定，防紫外线隐形眼镜必须吸收95%以上的UVB和70%以上UVA。一般来说，软性隐形眼镜能提供比RGP隐形眼镜更多的保护，因为前者能够覆盖完整的角膜和部分结膜而后者只覆盖角膜的一部分^[48]。

对紫外线辐射所致眼损伤的治疗，可根据具体病情分别处理。白内障可以通过超声乳化吸除术进行切除^[49]；普通角膜炎可采取常规治疗处理；CDK可以通过角膜表层切除术进行暂时处理，必要时进行角膜移植根治术^[14]；结膜黄斑很少需要手术切除；目前对干性AMD并无有效的治疗措施，但是对湿性AMD，可采用玻璃体内抗VEGF治疗^[50]。若翼状胬肉生长进入乳头区或引起不适，需要进行手术切除或结膜瓣移植，丝裂霉素C和放射治疗已被用来降低翼状胬肉的复发率^[51]。对眼睑恶性肿瘤的治疗方式主要包括手术治疗、冷冻治疗及放疗^[52]。

随着臭氧层的不断破坏以及人工紫外线暴露机会的增加，越来越多的研究表明，很多眼科疾病和紫外线相关，如角膜炎、皮质性白内障、CDK、翼状胬肉、眼部恶性肿瘤等，必须引起高度重视。结膜黄斑、核性白内障、后囊下白内障，OSSN和眼部黑色素瘤、AMD等与紫外线照射之间关系密切，需要更多的研究去证实。另外，在紫外线损伤防护方面，目前除了避免阳光曝晒，穿戴合适的帽子及紫外线防护眼镜、太阳镜或隐形眼镜等物理屏蔽手段之外，尚缺乏特异性医学手段，需要通过深入揭示紫外线原初生物效应等途径，探寻防治新靶点、新技术。

利益冲突 本人与本人家属、其他研究者，未因进行该研究而接受任何不正当的职务或财务利益，在此对研究的独立性和科学性予以保证

作者贡献声明 丁辰负责收集文献，撰写初稿；蔡建明负责拟定写作思路，修改文章