遗传是近视的主要因素吗？

在围绕近视的所有问题中，可能没有什么比近视主要是由遗传决定还是环境决定 具有争议性了。自从德国天文学家开普勒（Johannes Kepler）在四百多年前将近视和教育联系起来，关于近视成因的争论就开始了，人们经常反驳说，这种关联可能是由于遗传近视者正好选择了学术环境造成的。在这四百多年的绝大部分时间里，由于争论双方对流行病学和遗传学都理解不足，因此早期的理论争执基本上都是在以一种猜测来对付另一种猜测。

1813年，英国眼科医生James Ware发表论文，指出牛津一所大学的127名学生中至少有32名是近视的，由于仅计算了学生使用眼镜或手持放大镜的情况，因此可能存在 多的近视病例——这可能是关于近视的 个统计记录，近视与教育有关的假设开始有了数据支撑。

接下来的几十年间，许多西方国家就学生的近视发生率进行了大量统计研究。

1883年，德国眼科教授Hermann Cohn在他的《学校的眼睛保健》一书中对教室照明给予了相当大的关注：街道越窄，对面的房子越高，教室的楼层越低，近视度数就越高，并以此制订了教室窗户区域的规则。

1885年，美国眼科和耳科外科医生Burton Randall对19世纪的近视研究进行了荟萃分析，数据包括来自不同年龄和教育水平的近150,000名学生的眼科检查，显示德国近视发生率相当之高：图宾根大学713名神学学生的近视率高达77%。

大量数据一致显示近视是在课堂环境中以某种方式获得的，提示环境因素对近视的重要影响，这也成为那个时代的主流认识。

20世纪中叶，主流观点开始发生逆转，关于近视的遗传学研究开始不断涌现：患有近视的父母往往会生出患有近视的孩子。父母双亲近视的儿童近视患病率为30%～40%，单亲近视的儿童下降20%～25%，父母都不近视的儿童近视患病率低于10%。 有力的证据，是同卵双胞胎在近视方面比异卵双胞胎 相似：从孪生数据计算的近视遗传率通常非常高，大约为0.82或 高，儿童近视与父母近视的关系比与儿童近距离工作习惯的关系 密切。

1962年，英国眼科教授Arnold Sorsby发表专著得出​​结论：近视主要起源于遗传。近视在同卵双胞胎中的高遗传性成为遗传主导近视的 有力佐证：双胞胎研究是一种完美的自然实验 ，它提供了遗传贡献的证据，相比异卵双胞胎，同卵双胞胎在遗传和近视方面都表现出了较高的一致性——这个结论得到了英国医学研究委员会的支持，成为新的教条，被广泛传播多年。

Sorsby的专著出版后不久，不断有研究报告北美爱斯基摩社区的近视患病率 增加，代际变化从不到5%到超过60%，很多数据显示父母和后代的近视之间几乎没有相关性，兄弟姐妹则高度相关——这再次提示了环境的主导作用，因为当社会变化 时，父母和孩子的早期环境可能非常不同，而兄弟姐妹通常共享家庭和社会环境。Sorsby随即对这些数据进行批评，指出研究中的方法学局限性，而Young等人的回应表明对Sorsby的两个实质性批评是无 的，但Sorsby仍然坚持认为：目前关于同卵双胞胎的大量研究中显示的一致性，无一例外地被确定为遗传决定近视的累积、直接和无可争议的证据。Sorsby对这些研究的强烈攻击在当时似乎暂时阻止了近视环境因素的进一步研究工作。

但时隔不长，从20世纪80年代开始，使用散瞳验光的 大规模人群研究不断显示近视患病率的大幅攀升，教育落后地区仍然保持着低至百分之一左右的近视患病率，但教育发达地区则往往近视成灾，尤其是在东亚一些教育密集地区，新加坡、韩国、 台湾、 香港和 大陆很多城市的近视患病率从二战结束时年轻人的两成多增加到今天的九成多，高度近视的患病率也超过两成，新一代年轻人的高度近视患病率远高于老年人，且这些变化超越了种族而跟教育年限和户外时间趋于一致。在近视患病率较高的人群中，父母近视的影响较小，因为在代际转换过程中，有许多孩子在没有近视父母的情况下发展为近视。

由于绝大部分数据都很难用遗传因素去解释，环境因素不能再忽视，因此，从20世纪80年代开始，越来越多的研究人员开始持谨慎立场，承认遗传和环境都与近视存在关联，中心问题是每种因素有多少， 望近视研究界以足够的广度、开放的态度和合作的态度进行研究，以回答如此重要、复杂和长期存在的问题。

为了调和遗传和环境各自的证据，一些研究人员提出一个理论：环境影响存在遗传易感性，即，遗传和环境都很重要，但遗传的特征不是近视本身，而是对环境的近视 应敏感：一个孩子可以处于糟糕的环境，但没有易感基因就不会近视，另一个相同环境的易感儿童患近视的风险 高——但这个理论很少被正式评估，父母近视史对环境风险的修正应该可以作为统计相互作用进行检测：当有两个父母患有近视时，环境与近视的关联 强，而当没有父母患有近视时，关联 弱。

只有少数研究试图解决这种复杂性。有一项研究得出遗传占50%因素的结论，然而，这项研究并未分析近视与教育之间的关联，且对其他环境因素的调查太过粗糙，例如，根据家长填写的问卷估计近距离工作和户外时间，询问研究儿童在8-9岁时，在周末的一天，您的孩子在夏天每天平均花多少时间在户外？以及在学校假期的正常日子里，您的孩子每天平均花多少时间读书来消遣？这些问题的回答选项是完全没有、1小时、1-2小时和3小时或 多小时。后续有研究在将城乡和社会经济地位差异作为可能的混杂因素进行调整后，发现与有兄弟姐妹的儿童相比， 独生子女的近视患病率有所增加，研究人员把这归因于父母在独生子女身上投入 多的时间和资源，从而导致教育程度提高，从而导致 多近视。

在21世纪，遗传决定论受到了 大的挑战，不断有研究回顾可用的流行病学数据，指出证据支持环境影响在近视流行中的主要作用，甚至认为近视的易感性是所有人群的特征，教育年限和户外时间似乎可以抵消父母近视对近视患病率的影响。近视在家庭中流行的趋势可能是由于家庭内部共享的强烈的近距离工作环境，而不是因为共享基因。患有近视的父母可能会将他们自己的环境偏好传递给他们的孩子，而不是将近视传递给他们。同样的论点也适用于孪生数据，与异卵双胞胎相比，同卵双胞胎可能共享 相似的环境以及相同的基因，这可能错误地夸大了对遗传力的估计。

双胞胎研究中的遗传力计算取决于共同环境假设，即假设异卵双胞胎具有与同卵双胞胎一样的环境——如果同卵双胞胎之间所处的环境比异卵双胞胎 相似，则遗传力值往往会被高估。事实上，同卵双胞胎之间受教育年限的相关性比异卵双胞胎之间要 大，而受教育年限越多，近视患病率越高——仅这一点也说明了共同环境假设是不成立的，同卵双胞胎的近视一致性高很可能是因为其所处环境比异卵双胞胎 相似。

这个长期困扰着研究者的问题近年已通过孟德尔随机化研究得到解决：与 多受教育年限相关的遗传变异反映在 多近视中，而与 多近视相关的遗传变异并未反映在 多受教育年数中——这给出了与流行病学分析结论一致的因果方向的明确证据，这些结果意味着遗传变异并非受教育年限或近视变异的主要原因。

与此同时，遗传决定近视的早期结论也刺激了大量后期的遗传学研究，并采用了 的统计方法，在2015年的一项研究中，SNP遗传率约为28%，后续研究还报告了大量欧洲样本 低的遗传率：21.4%和17.2%，东亚人甚至只有5.3%——这些都远低于双胞胎研究中80-90%的遗传率。而且，SNP遗传方法的统计基础也受到质疑：如果近视患病率在不同人群中存在差异，那么相关的遗传变异就会与近视错误相关，从而夸大SNP遗传力的估计值。尽管SNP遗传力评估也远算不上累积的、直接的和无可争议的证据，但无论如何，与双胞胎研究相比，SNP还是提供了相对现实得多的遗传贡献估计。如果SNP遗传力的当前值在20多年前可用，那么对近视遗传分析的热情可能会降低，为了将遗传预测提高到有用的水平，SNP遗传力需要 高于当前值，以东亚样本的SNP遗传率来看，在这种环境下遗传预测似乎没有什么前途，但那时这种方法甚至还没有被开发出来。

另外还需要注意的是，复杂性状的遗传力不是一个固定的、 定义的参数，一旦在双胞胎研究中定义，就适用于所有其他情况。对于有多种遗传和环境因素起作用的任何性状，遗传力的估计将根据特定时间种群中环境和遗传变异的范围而有所不同。在受控育种实验中，这可能不是一个重要问题，对遗传力的估计通常不会显示种群之间的重大差异。然而，在人类近视的研究中，这却是一个重要问题，基于 广泛的家庭关系的近视遗传率估计通常低于双胞胎研究中的估计值，并且往往偏离纯遗传关系的预测。举个例子，近视家族研究报告了兄弟姐妹之间的近视相关性为0.77，父母与后代的近视相关性为0.25，尽管这些亲属之间的遗传预期相关性都为0.5。近视在兄弟姐妹的相关性高于遗传预测，在亲子比较中则较低——这些证据提示了环境的重要影响：增加了兄弟姐妹之间相关性的，是共享的童年环境，而不是预期的遗传理由或父母和孩子的不同童年经历。表亲之间的相关性(0.66)几乎与兄弟姐妹之间的相关性(0.77)一样高，尽管遗传预期相关性在前者中为0.125，在后者中为0.5——这再次为共享环境影响的强大影响提供了暗示性证据，因为尽管表亲不像兄弟姐妹和双胞胎那样环境相似，但他们往往年龄差不多，而且他们往往会面临类似的家庭和社会因素。新加坡近视风险因素队列研究显示，兄弟姐妹之间在近距离工作和户外时间方面的相关性与近视方面的相关性一样高，这仍然提示了他们环境的相似性。

这些证据并不难理解，如果在环境发生重大变化，这些变化将在几代人之间有所不同，并且对那几代人中的个人产生不同的影响。然而，来自同一家庭的个体，尤其是双胞胎，往往会受到类似的环境暴露，即使面对重大的环境变化，双胞胎之间的相关性也将保持很高，因此，双胞胎研究的遗传力评估不能准确反映出环境对近视变异的贡献。

总的来说，强有力的证据表明，环境因素，尤其是教育年限和户外时间，在当前近视流行中起了主要作用，对近视患病率存在重大影响，这是个意味着幸运的结论，因为有可能通过改变环境暴露（比如通过制度和课程改革来减少教育负担和增加户外时间）来扭转即将到来的近视流行病。而近视源于遗传还是一个未经严格检验的假说，缺乏足够有力的证据支持，当然，这并不排除遗传因素在种群内的可能作用，越来越多的研究人员认识到双胞胎研究的局限性，相信未来 广泛的家庭研究和SNP遗传力评估将会给出 为真实的不同结果。

本文内容主要来自以下文献：

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造成高度近视的原因

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