《Frontiers in Cell and Developmental Biology》:Association between first-year axial elongation and 10-year myopia progression in children wearing orthokeratology lenses: a ten-year longitudinal study
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这是一项长达10年的纵向研究,深入探讨了儿童配戴角膜塑形镜(Ortho-K)后,首年眼轴长度(AL)的变化与成年后(10年)近视控制长期结局之间的关联。研究首次证实,首年AL增长是预测远期(10年后AL > 26 mm)及后期(第9-10年)快速进展的关键、独立指标,并建立了高精度的预测模型。该研究为个体化近视管理提供了重要的早期监测指标和决策依据,提示临床医生可重点关注配戴初期的眼轴反应,以实现更精准的近视防控。
引言:全球近视流行背景与长期控制需求
近视已成为全球性的重大公共卫生问题。最新数据显示,到2050年,亚洲乃至全球儿童的近视患病率预计将超过50%。这一趋势伴随着成年期高度近视(HM)和病理性近视(PM)发病率的增加,最终可能导致不可逆的视力损伤。眼轴长度(AL)是导致病理性近视发展的关键生物力学因素,其增长与视网膜病变风险及沉重的经济负担密切相关。因此,控制儿童期近视进展被认为是降低未来高度近视发生率的有效措施。近年来,近视管理已逐渐从视力矫正转向近视控制,多种方法如红光疗法、离焦诱导眼镜框、低浓度阿托品滴眼液等正被纳入治疗方案。其中,角膜塑形镜(Ortho-K)作为一种经典的近视和眼轴增长控制方法,其短期疗效已得到证实。然而,对于长期(持续10年以上直至成年)配戴Ortho-K镜片的青少年,其眼轴进展的最终结局如何,以及其基线屈光数据和早期眼轴变化是否对长期近视控制的最终效果具有预测价值,目前尚不清楚。本研究旨在填补这一空白。
研究方法:十年纵向队列与预测模型构建
本研究对天津医科大学眼科医院在2011年10月至2025年12月期间就诊的患者数据进行了回顾性分析。研究共纳入连续配戴Ortho-K镜片达10年的101名儿童(101只眼)的数据。研究设立了两个主要结局指标来评估长期疗效:一是长期结局,定义为连续配戴10年后AL是否超过26 mm,这被广泛用作与病理性近视相关并发症风险增加相关的结构标志物;二是短期进展结局,定义为快速眼轴增长,即在治疗第9年至第10年间,年眼轴长度增加大于0.1 mm。研究收集了包括患者基本信息、屈光信息、角膜地形图参数、角膜内皮细胞参数在内的基线指标。通过单因素及多因素逻辑回归、最小绝对收缩和选择算子(LASSO)以及Boruta算法进行特征筛选,并利用动态列线图对预测模型进行可视化。
研究结果:基线特征与关键预测因子
基线数据显示,在10年后AL > 26 mm的组别,其基线近视度数更高,且首年AL变化(Chang AL)显著更大。单因素及多因素回归分析显示,对于10年结局(AL > 26 mm),基线AL和首年Chang AL是其独立预测因子。对于后期快速进展(第9-10年),首年Chang AL是最独立的预测因子。LASSO和Boruta算法进一步确认了这些发现:对于10年高风险近视,重要的预测变量包括Chang AL、基线AL和角膜平坦子午线离心率(Flat E);对于后期快速进展,最重要的变量是Chang AL。
模型性能:卓越的预测能力与临床阈值
对于预测10年后AL > 26 mm,最优模型(包含Chang AL、基线AL和Flat E)的曲线下面积(AUC)高达0.952,表现出极高的区分度、灵敏度和特异性。对于预测后期快速进展,仅包含Chang AL的模型AUC就达到了0.995,加入年龄和Flat E后AUC可达1.000。研究进一步确定了首年Chang AL用于预测稳定10年进展的最佳临界值:总体为0.28 mm(AUC = 0.978);其中8-9岁儿童为0.28 mm,10-13岁儿童为0.29 mm。这些结果为不同年龄段儿童的个体化监测提供了基于证据的阈值。26 mm) after 10 years of Ortho-K treatment. The classification accuracy of the optimized model is further visualized in the confusion matrix (B), showing the distribution of prediction results in the validation set. Calibration curves for the training (C) and validation (D) cohorts demonstrate high consistency between the predicted probabilities and actual clinical observations. To facilitate clinical utility, a dynamic nomogram (E) was established for individualized risk assessment, complemented by a web-based risk calculator interface (F) designed for rapid screening and decision-making in long-term pediatric Ortho-K management. Ortho-K: Orthokeratology; ROC, Receiver Operating Characteristic Curve; AL, axial length.">
讨论:机制探讨与临床意义
本研究首次利用基线数据和早期AL变化来预测Ortho-K镜片治疗10年后的AL进展。首年AL变化与长期结局的强关联性,可能反映了眼睛对Ortho-K镜片产生的周边近视离焦信号的“初始敏感性”。良好的首年控制效果,表明个体对该信号高度敏感并具有较强的脉络膜代偿能力,这种敏感性可能随时间持续,有助于降低后续数年巩膜所受的机械牵张应力。从发育角度看,首年的反应也测试了个体发育基因表达对环境干预的可塑性。一旦通过Ortho-K治疗在第一年建立了良好的“近视离焦信号平衡”,巩膜纤维的降解与合成往往能在较低水平保持动态平衡。另一个重要预测因子是基线Flat E。较高的Flat E意味着角膜从中心到周边变平得更快,这有利于Ortho-K镜片在角膜上形成更陡峭的离焦环,从而传递更强的近视离焦信号,更有效地抑制眼轴增长。年龄分层分析显示,首年AL变化在各年龄组都是良好的长期AL生长模式早期指标。0.28-0.29 mm的临界值在儿童生长高峰期可作为关键的“成功阈值”。低于此阈值可能意味着近视离焦信号已有效取代促眼轴增长信号,建立了稳态,从而减轻了长期轴向进展。研究开发的动态列线图和网络风险计算器,通过整合基线AL、Flat E和首年Chang AL,可为临床提供个体化的长期风险估算,有助于实现早期风险分层,并为未来考虑辅助干预措施的研究提供假设。
研究局限性与展望
本研究存在一定局限性。作为回顾性队列研究,时间跨度长但样本量相对较小。纳入的变量相对传统,且预测模型较为基础,极高的比值比和接近顶峰的AUC值可能反映了样本量有限、预测因子间强相关以及低事件率的影响,存在过拟合风险。此外,长期失访可能导致选择偏倚,完成10年治疗的儿童可能具有更高的依从性或更积极的早期治疗反应,因此研究结果的外推性需谨慎解读。未来计划通过多中心合作扩大样本量,纳入更全面的基线数据,并补充更先进的机器学习方法,以进一步完善模型并为近视控制的长期疗效提供更坚实的循证依据。
结论
这项为期10年的纵向研究表明,对于配戴角膜塑形镜的儿童,其首年眼轴长度的变化可作为长期眼轴生长轨迹的早期指示指标。通过将早期眼轴增长与基线眼部参数相结合,所构建的模型有助于识别长期结局不良风险较高的儿童。然而,鉴于回顾性设计、样本量有限以及潜在的选择偏倚,这些发现应被视为假设生成性的。在将这些模型应用于常规临床决策之前,需要进行前瞻性、多中心的外部验证研究。