视网膜光损伤(强光或长期直视光源对视网膜造成的损害)

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视网膜光损伤（英文名：phototoxicity of retina），是指过强的光或长时间直视光源对视网膜造成的损害。视网膜光感受器细胞在自然条件下易受环境和人造光源的损伤，其损伤主要源于短波长蓝光产生的光化学效应（如日光性视网膜炎）和热效应，后者促进了光化学性损伤的作用。

视网膜光损伤常见诱因包括日光性视网膜病变、焊工黄斑病变、手术照明、意外手持激光损伤等。其临床表现为视力减退、中心暗点、色觉障碍。常用检测方法有视网膜功能评估、视网膜及微观结构观测、凋亡细胞检测等。患者眼底检查可见黄斑中心凹黄白色小点改变，随时间逐渐消退。随光暴露程度加强，可能会出现大面积的视网膜水肿混浊，并发角膜炎。

视网膜光损伤患者需监测并治疗可能继发的匐行性脉络膜炎（CNV），视网膜光损伤的预防可从三方面入手，一是佩戴能吸收短波光线、可见光及紫外线的防护眼镜；二是日常补充维生素c、维生素e以抑制脂质过氧化、清除自由基；三是眼科检查或治疗时严控光照，缩短时间、调适强度、过滤短波光线。婴儿视网膜神经细胞尚未发育完善，0至3岁是视力发展的敏感时期，易被强光损伤。在裸眼观察日食的地区，视网膜光损伤发病率有增高趋势。其在崇拜太阳的宗教团体中更常见。

2025年12月，湖北省一名27岁女子因两年多裸眼观看日出日落，被确诊为可见光引发的慢性视网膜光损伤。

病因

致病因素

损伤机制

活性氧（ROS）是一类化学性质活泼的含氧自由基。当ROS的生成速率超过机体抗氧化系统的清除能力时，可引发氧化应激损伤。视网膜组织对氧化应激高度敏感，这一特性与其感光细胞的结构密切相关：感光细胞内段含有大量线粒体，是ROS生成的主要场所；外段富含多不饱和脂肪酸，其双键结构易受ROS攻击，导致脂质过氧化链式反应。

过度光照是诱发视网膜氧化应激的重要因素。光照条件下，感光细胞层中的视紫红质吸收光子能量后电离产生ROS。ROS可通过直接攻击细胞成分以及加速脂质过氧化的双重机制损伤视网膜细胞。Ratnayake等通过实验研究证实，蓝光照射产生的ROS能诱导细胞膜上信号转导蛋白的脂质过氧化发生过氧化，导致细胞膜中蛋白质和磷脂交联失活并激活凋亡信号通路。此外，Cupini等发现，光照还能降低抗氧化酶的mRNA表达水平，扰乱抗氧化系统的平衡，加剧氧化应激。

线粒体是ROS的主要来源，其动力学平衡在维持细胞稳态中扮演关键角色。长期光暴露可干扰视网膜组织的线粒体动力学平衡。研究表明，过量ROS可诱导RPE细胞中的线粒体自噬，而自噬过程中过度活跃的线粒体裂变反过来又促进了ROS爆发，形成一种正反馈放大机制。Rong等通过研究发现，蓝光处理后RPE细胞中促进线粒体分裂的蛋白表达水平上调，而介导融合的蛋白表达则下调，表明过度光暴露破坏了线粒体融合/裂变的动态平衡，致使ROS过量产生与线粒体功能障碍之间形成恶性循环，加速视网膜损伤。

视紫红质是感光细胞的关键光敏色素，由视蛋白与生色团11-顺式-视黄醛（11CR）结合而成，参与视觉信号转导和光诱导的视网膜损伤。Samardzija等证明了光应激条件下，视紫红质介导的信号通路可导致感光细胞死亡。Fan等在感光细胞特异性表达蛋白Retbindin的基因敲除小鼠中观察到显著的光耐受性，进一步研究发现Retbindin蛋白对11CR表现出高度亲和力，提示Retbindin可能通过调控11CR的转运过程参与视网膜光损伤机制。为深入探究视紫红质介导的凋亡信号转导是否依赖下游特定转导蛋白，Sundar等通过实验发现灭活转导蛋白α不能阻止rd10小鼠中光诱导的感光细胞凋亡，而灭活循环中关键酶Rpe65则能保护rd10小鼠免受光诱导的感光细胞损伤，这些发现提示视紫红质可通过独立于经典转导蛋白的非典型信号通路介导感光细胞死亡。

在接收光信号后，视紫红质生色团11CR异构化为全反式，反式－己二烯二酸视黄醛（ATR）。Olehaw等研究证明了视紫红质光漂白后可释放出大量的ATR，诱发视网膜变性。此外，Chen等研究发现，ATR还可通过激活NADPH氧化酶系统引发ROS爆发，加剧光诱导的视网膜损伤。

钙离子（Ca²⁺）在光诱导的视网膜光损伤过程中发挥重要作用。研究表明，磷脂酰肌醇4，5-二磷酸（PIP₂）的降解产物肌醇1，4，5-三磷酸（IP₃）可触发细胞内钙库释放Ca²⁺。Ratnayake等发现蓝光激发下产生的ATR和11CR能不可逆性地降解细胞膜PIP₂并破坏其功能，导致细胞内Ca²⁺浓度异常升高，触发感光细胞凋亡。

细胞内的Ca²⁺主要储存在内质网和线粒体中。感光细胞接受光刺激后能激活IP₃受体，促使Ca²⁺从内质网释放并通过线粒体相关膜（MAM）转移至线粒体。Xu等研究证实了IP₃R2-MAM介导的线粒体钙超载会导致线粒体稳态失衡和随后的细胞死亡。Martin-Oliva等发现，持续和温和的LED光暴露增加了内质网中的钙超载压力，但该效应在光照刺激终止后可逐渐被逆转。

此外，钙超载还能激活Ca²⁺和Mg²⁺依赖的内源性核酸内切酶，引起感光细胞脱氧核糖核酸降解和不可逆的视功能丧失。

脂褐素是视黄醇等类视黄醛代谢后形成的不可降解颗粒，其异常沉积是诱发视网膜光损伤的重要机制。体外实验表明，脂褐素样物质的积累使RPE细胞光损伤的易感性增加，这种光毒性效应与脂褐素中双维A酸荧光成分和终身积累特性相关。

N-亚视黄基-N-视黄基乙醇胺（A2E）是目前研究最深入的双维甲酸分子。Luo等的研究阐明了A2E可特异性破坏线粒体膜完整性，导致Ca²⁺异常释放至细胞质，引发RPE细胞死亡。靶向降解A2E可有效保护RPE细胞免受视网膜光损伤。Yakovleva等通过实验发现，双维甲酸氧化产物具有两亲性，可透过脂褐素颗粒扩散到RPE细胞质中，破坏水溶性蛋白质和细胞的各种膜结构。研究证实，双维甲酸氧化产物不仅可通过光氧化形成，在黑暗环境中也可通过非酶因素性ROS介导的氧化反应生成，且对RPE细胞仍具有破坏作用。

Müller神经胶质细胞（MGCs）是视网膜主要的神经胶质，为感光细胞和神经元提供营养物质转运、代谢支持及抗氧化保护作用。急性视网膜损伤后，低等脊椎动物可通过MGCs去分化再生神经元，而哺乳动物视网膜缺乏这种内源性再生能力。

过度暴露可诱导视网膜MGCs异常增生为胶质瘢痕，阻碍营养物质输送，加速感光细胞凋亡进程。光暴露诱导MGCs异常增生的过程涉及CXCL12/CXCR4-ERK/AKT/NF-κB和转化生长因子β（TGF-β）信号通路的激活。然而，部分研究也提出神经胶质细胞活化可能是继发于感光细胞变性的适应性反应，这一观点仍需更多证据支持。

光暴露还可诱导小胶质细胞活化，促使其分泌神经毒性物质，进一步加重局部炎症反应，导致感光细胞凋亡。Laudemberger发现，小胶质细胞耗竭能有效下调促炎因子的表达，但不足以阻止感光细胞死亡，提示可能存在多重机制协同作用。值得注意的是，在斑马鱼模型中，视网膜损伤后，小胶质和巨噬细胞有助于促进MGCs去分化和再生，修复视网膜组织；而在哺乳动物中，小胶质细胞活化则可诱导MGCs异常增生，从而加速感光细胞凋亡过程，这种物种间的差异为理解视网膜再生能力提供了重要启示。

炎症反应被证实是光细胞毒性的关键病理因素。Ju等通过分子机制研究发现，蓝光可激活核因子κB（NF-κB）信号通路诱导视网膜中的炎症反应。研究表明，在与光照型年龄相关性黄斑变性（AMD）患者中，炎症反应因密切相关的cGMP 腺苷酸合酶-干扰素基因刺激因子（cGAS-STING）信号通路在RPE细胞中呈现异常激活状态，这种持续性激活会引发RPE细胞退行性病变，可能是该疾病发生发展的重要机制之一。Zhu等发现促炎因子抑制剂可通过特异性抑制cGAS-STING通路来缓解光诱导的视网膜变性，这为临床治疗提供了潜在靶点。

短时间暴露于高能蓝光辐射即可诱发视网膜细胞DNA双链断裂。Chen等通过实验发现，蓝光照射后视网膜神经胶质细胞表现出更高的DNA断裂敏感性，这可能与各类细胞DNA修复蛋白表达差异相关。DNA断裂作为一种严重的基因结构损伤形式，不仅直接影响细胞存活，还可能引发下游细胞死亡信号通路的激活，在视网膜损伤中至关重要。

视网膜光损伤通过激活多种细胞死亡途径导致视功能丧失，主要包括坏死、凋亡、自噬和焦亡等程序性死亡方式，这些途径在特定病理条件下可相互交叉转化。近年来，Dixon等进一步提出了视网膜光损伤中铁死亡（ferroptosis）的概念，拓展了对光毒性机制的认识。Li等的研究结果显示，蓝光照射可诱导视网膜细胞中ROS爆发和Fe²⁺水平上调，这两个关键因素的协同作用触发了脂质过氧化级联反应，导致铁死亡发生。Lei等研究发现，铁死亡关键基因在光损伤视网膜组织中表达显著上调，为铁死亡参与视网膜光损伤提供了分子水平证据。

流行病学

在裸眼观察日食的地区，视网膜光损伤发病率有增高趋势。在崇拜太阳的宗教团体中更常见。在美国日光浴人群中，视网膜光损伤与大气臭氧层缺失有关。婴儿视网膜神经细胞尚未发育完善，0至3岁是视力发展的敏感时期，易被强光损伤。

临床表现

视网膜光损伤主要表现视力减退、中心暗点、色觉障碍。

检查诊断

检测方法

视网膜电图（ERG）作为记录活体视网膜组织对光刺激产生的电生理反应的非侵入性技术，已成为评估视网膜光损伤后功能改变的金标准。ERG中的a波和b波分别反映感光细胞和双极细胞在光刺激下的电势变化，能精确评估视网膜各层细胞的功能状态。Rubin等采用全视野ERG评估视网膜光损伤小鼠模型的视网膜整体功能，结果表明，视网膜光损伤后暗适应性ERG闪光反应均显著降低，其中a波振幅呈永久性下降，而b波振幅则表现出一定程度的恢复能力。此外，Takita等创新性地应用多焦ERG系统，实现了对连续光照下大鼠局灶性视网膜功能的精确评估，为视网膜光损伤研究提供了更为精细的功能测量方法。

光学相干断层扫描（OCT）作为一种高分辨率、非侵入性的体内成像技术，能实时监测光损伤后视网膜各层超微结构变化。OCT图像可清晰显示光照后视网膜的局灶性破坏、条纹样病变和纤维化进程。研究证实，长期暴露于短波长蓝光辐射可导致视网膜各层厚度减少，尤其在外核层和色素上皮层中变化最为显著。DeAraujo等通过三维重建发现光暴露后大鼠视网膜总体积呈急性增加，反映了视网膜光损伤早期的炎症反应和水肿形成。值得注意的是，高分辨率OCT技术还能检测源自神经节细胞层/内丛状层的特异性光散射信号，这被认为是神经元早期损伤的敏感标志。

透射电子显微镜对离体视网膜组织超微结构的观察揭示，短波长蓝光主要破坏视网膜神经节细胞和内丛状层的线粒体结构，导致线粒体肿胀和嵴消失，而长波长红光可增强线粒体功能。鉴于视网膜光损伤主要影响外核层，外核层的面积、厚度及测量计数可被用于量化视网膜光损伤程度。

HE染色结合光学显微镜是评估离体视网膜组织光损伤后细胞凋亡的基础方法。细胞核深染、细胞质嗜酸性增强是视网膜凋亡细胞的典型形态学特征，可通过定量分析判断视网膜光损伤严重程度。

末端脱氧核苷酸转移酶介导的dUTP缺口末端标记法（TdT-mediateddUTPNickEndLabeling，TUNEL）能特异性标记凋亡细胞的脱氧核糖核酸断裂。然而，传统TUNEL法主要检测caspase依赖性的细胞凋亡。Lebon等据此提出了优化方案，即在TUNEL前进行DNA去磷酸化预处理，可同步检测caspase依赖性和非依赖性细胞凋亡，显著提高检测灵敏度，为全面评估视网膜光损伤提供了更为精确的技术。

免疫印迹和免疫组织化学广泛应用于检测离体视网膜组织光损伤后特定分子标志物的表达和分布。几种重要的标志物包括：（1）OMA1，一种介导线粒体裂变的关键Caspase-3，在蓝光暴露的小鼠视网膜中表达显著上调，反映线粒体稳态破坏；（2）Iba1，巨噬细胞/小胶质细胞特异性标志物，Iba1染色清晰揭示光照后小胶质细胞从视网膜内核层向核外层和视网膜下部迁移的动态过程；（3）胶质纤维酸性蛋白（GFAP），MGCs和星形胶质细胞的特异性标志物，光照后GFAP表达显著上调，反映胶质细胞反应性增强；（4）γH2AX，脱氧核糖核酸双链断裂的特异性标志物，光暴露后γH2AX表达增加，直接反映基因损伤程度。这些分子标志物的检测为深入理解视网膜光损伤的机制提供了重要工具。

Ohno等研究发现，视网膜光损伤可引起泪液基因表达谱改变，继而导致泪液成分变化，提示泪液成分分析有望发展为一种无创视网膜光损伤检测方法。Różanowska等提出荧光发射光谱和长波长荧光强度定量分析可用于对视网膜脂褐素及其氧化产物的精确监测，这为视网膜光损伤的早期筛查提供了新思路。

检查结果

黄斑中心凹黄白色小点改变，随时间逐渐消退。随光暴露程度加强，可能会出现大面积的视网膜水肿混浊，并发角膜炎。继发表现：损伤后可出现匐行性脉络膜炎（CNV）、视网膜下出血、内界膜下出血、黄斑裂孔和视网膜前膜。

诊断依据

1、荧光素眼底血管造影（FA）：最初可能看起来正常，但原发性视网膜色素变性上皮（RPE）萎缩区域可能存在斑点状的强荧光和弱荧光区域。

2、光学相干断层扫描（OCT）：明确的视网膜外层光感受器层或椭圆体带断裂；视网膜外层的高反射垂直带和低反射腔。

3、自发荧光：由于局灶性或弥漫性RPE萎缩而形成的中心强荧光、周围弱荧光。

防护

视网膜光损伤以预防为主，患者需监测并治疗可能继发的匐行性脉络膜炎（CNV），预防措施主要有以下几点：

1、佩戴具有吸收短波光线、可见光和紫外线的防护眼镜。强光环境对人眼视网膜构成潜在威胁，尤其是安放人工晶体患者，应选择适当的太阳镜，遮挡紫外光及减少阳光辐射。

2、经常服用维生素c、维生素e有助于抑制光照引起的脂质过氧化反应和清除所产生的自由基作用，有一定预防视网膜光损伤作用。

3、使用眼科仪器检查或治疗过程中应注意防止视网膜光损伤。用双目间接检眼镜和裂隙灯显微镜检查时，注意检查时间应尽可能缩短，光照强度控制在适当水平；减少光源中短波谱光线的成分，如使用非同轴光的手术显微镜，或在手术显微镜上放置阻断近紫外光及短波荧光的滤光片；眼前段的手术操作尽可能减弱光线或用棉片遮挡必要的光线进入眼内，眼后段手术尽可能避免导光纤维长时间照射视网膜，尤其是黄斑区；选择可吸收紫外线特性的人工晶状体，可防止术后紫外线对黄斑部的损伤。

病因