1型色觉异常(protan系)
由L-视锥细胞异常引起。
1型二色觉:L-视锥细胞缺失(仅存M-视锥细胞和S-视锥细胞)。
1型三色觉:L-视锥细胞被M’-视锥细胞(不完全M-视锥细胞)替代。
通常三色觉比二色觉程度轻。
先天性色觉异常是由于锥体视色素(L-锥体、M-锥体、S-锥体)先天性缺失或功能异常,导致颜色辨别能力与正常人不同的状态。由于是生来就有的视觉方式,尤其在幼儿期,本人很难察觉到自己的色觉异常。除色觉外,其他视觉功能正常,且不会进展(先天性红绿色觉异常、先天性蓝黄色觉异常的情况)。
先天性红绿色觉异常最为常见,日常临床中遇到的先天性色觉异常大多属于此型。这是由于L-锥体(红锥体)视色素或M-锥体(绿锥体)视色素缺失,或X染色体上的L基因、M基因表达异常所致。由于是X连锁遗传,男性显著多发。
旧称“色盲、色弱”容易导致对当事人的偏见,因此目前避免使用,推荐使用“色觉异常”或“色觉多样性”的术语。
与正常色觉相比,对红绿色的感觉缺失或非常弱。正常三色觉者认为红色和绿色是截然不同的颜色,但先天性红绿色觉异常者觉得红色和绿色非常相似,有时难以区分。由于是先天性的视觉方式,本人难以察觉异常。
日常生活中具体困难如下:
严重程度按异常三色觉(轻度)> 二色觉(重度)的顺序递增。
视力、视野、眼底无异常,仅通过色觉检查(假同色表、Panel D-15、色盲镜)检测到。
1型色觉异常(protan系)
由L-视锥细胞异常引起。
1型二色觉:L-视锥细胞缺失(仅存M-视锥细胞和S-视锥细胞)。
1型三色觉:L-视锥细胞被M’-视锥细胞(不完全M-视锥细胞)替代。
通常三色觉比二色觉程度轻。
2型色觉异常(deutan系)
S-视锥细胞视色素缺失,难以区分蓝色和黄色。为常染色体显性遗传,无性别差异。发病率约为1/13,000至1/65,000。色觉以外的视觉功能正常,且不进展。
视锥细胞无功能,仅靠杆体感光的状态。自幼视力障碍,伴有约0.1的低视力、畏光(刺眼)、昼盲(明亮处视物困难)及眼球震颤。因视锥细胞无功能,色觉辨别能力缺失,在昏暗处视力反而提高。患病率约为0.0025%至0.0055%,非常罕见。分为完全型和视锥细胞功能残留的不完全型。
S-锥体和杆体单独起作用的状态,呈X连锁隐性遗传。发病率低于十万分之一,是一种罕见疾病。与杆体1色觉相似,但可能残留微弱的色觉辨别能力。传统上认为非进行性,但不少病例出现进行性视力障碍或黄斑变性。
| 类型 | 频率 |
|---|---|
| 先天性红绿色觉异常 | 男性约5%,女性约0.2%(日本人) |
| 先天性蓝黄色觉异常 | 每13,000至65,000人中1人 |
| 杆体单色觉 | 患病率约0.0025%至0.0055% |
| S-锥体单色觉 | 每10万人中少于1人 |
| 类型 | 遗传方式 | 致病基因 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 先天性红绿色觉异常(1型·2型) | X连锁隐性遗传 | L基因·M基因(位于X染色体上) | 男性多见。女性多为携带者 |
| 先天性蓝黄色觉异常(3型) | 常染色体显性遗传 | S基因(位于第7染色体上) | 无性别差异 |
| 杆体单色觉 | 常染色体隐性遗传 | CNGA3, CNGB3, GNAT2 | 非常罕见 |
| S-锥体单色觉 | X连锁隐性遗传 | LCR区域异常或L/M错义突变 | 低于十万分之一 |
X连锁隐性遗传(先天性红绿色觉异常、S-视锥细胞单色觉)中,若母亲为携带者,则50%的男性子代发病。携带者女性自身也可能因X染色体失活模式而表现出轻度色觉异常。常染色体隐性遗传的视杆细胞单色觉中,若父母均为携带者,则子代有25%的概率发病。
先天性红绿色觉异常的发病机制可分为以下两类。
先天性色觉异常的视力、视野和眼底均正常,因此不进行色觉检查则无法检测。
步骤1:筛查——假同色表
石原色觉检查表(石原式)使用最广泛。建议尽可能组合使用两种或以上的检查表,而非仅用一种。用于检测色觉异常的有无。
步骤2:程度判定——色相排列检查
Panel D-15测试(Farnsworth Panel D-15)较为适合。用于评估色觉异常的程度(重度、中度、轻度),也可大致区分1型和2型。
步骤3:确诊及类型判定——色盲镜
Nagel色盲镜是标准设备。通过红(670nm)与绿(546nm)的混合比例与黄(589nm)的匹配来判定类型。可准确区分类型(1型 vs 2型,二色觉 vs 异常三色觉),也用于色觉异常有无的最终判定。
标准色觉检查表第二部分(用于后天性异常)中有可检测的图表。由于通常的石原式检查无法检测到,因此需要注意。
全视野刺激ERG显示杆体反应正常,但锥体反应显著减弱。通过OCT评估中心凹结构。
先天性红绿色觉异常、先天性蓝黄色觉异常、杆体单色觉均无根本性治疗方法。带有色觉辅助滤镜的眼镜(色觉矫正镜片)可改善部分颜色的辨别,但无法恢复正常的色觉。检查时不可使用。关于研究阶段的基因治疗,请参见第7节。
色觉异常是与生俱来的,因此即使出现颜色误认,对本人来说也绝不是“错误”。最重要的是,在未来的升学和就业中充分考虑色觉异常的情况,避免因色觉异常而陷入困境。
在学龄期,必须注意不要因色觉异常而让孩子产生自卑感。最好将色觉异常的情况告知学校老师。通过与班主任共享信息,更容易获得对颜色区分的板书、彩色图表的考虑以及座位安排等方面的支持。
不依赖颜色的信息传递(颜色+形状、图案、文字标签的组合)非常重要。在教育现场推荐以下考虑。
由于X连锁隐性遗传,母亲多为携带者。携带者女性所生男孩有50%的概率发病。常染色体遗传的蓝黄色觉异常和杆体单色觉呈现不同的遗传模式,因此建议根据类型进行相应的遗传咨询。
色觉异常是与生俱来的特性,本人无需感到自卑。向班主任老师告知情况,请求在黑板颜色使用和教材方面给予照顾,是切实可行的支持。在初中、高中升学指导前,到眼科确认准确的类型和程度,有助于孩子自信地选择发展方向。
人类视网膜中有三种视锥细胞。
大脑通过处理三种锥体信号的比率来识别颜色(Young-Helmholtz三色学说)。L基因和M基因在X染色体上串联排列,这种排列的特殊性成为高频突变的基础1)。
L基因和M基因具有约98%的同源性,在减数分裂时容易发生不等交换1)。不等交换导致L基因或M基因缺失,或产生L/M杂交基因。杂交基因的产生会使锥体视色素的吸收光谱偏离原始位置,导致异常三色觉。基因完全缺失则导致二色觉。
先天性红绿色觉异常的分类和分子机制如下所示1)。
| 分类 | 锥体状态 | 分子机制 |
|---|---|---|
| 正常三色觉 | L + M + S 均正常 | — |
| 1型二色觉 | L缺失(仅M + S) | L基因完全缺失 |
| 2型二色觉 | M缺失(仅L + S) | M基因完全缺失 |
| 1型三色觉 | L→M’置换(M’ + M + S) | L/M杂交基因(偏向M侧) |
| 2型三色觉 | M→L’置换(L + L’ + S) | L/M杂交基因(偏向L侧) |
S基因(位于第7号染色体)的突变导致S-锥体视蛋白缺失。该病为常染色体显性遗传,与X染色体无关,因此无性别差异。由于仅单等位基因突变即可发病(显性遗传),若父母患病,子女的遗传概率为50%。
病因是锥体cGMP门控阳离子通道(CNG通道)的组成亚基异常。
CNG通道功能丧失导致锥体无法产生光反应,视觉仅由杆体承担。
由于LCR(位点控制区)缺失导致L基因和M基因均无法表达,或L-锥体和M-锥体的错义突变导致功能丧失。过去认为该病为非进行性,但不少病例会出现进行性视力障碍和黄斑变性。
Mancuso等人报道,在松鼠猴的恒河猴模型中使用AAV载体导入L-视蛋白基因,成功恢复了红绿色觉2)。这是一项开创性报告,表明即使在成熟的哺乳动物神经系统中,通过基因导入也能获得新的色觉通道。针对先天性红绿色觉异常的人类基因治疗,由于安全性和伦理问题,尚未进入临床试验。
针对杆体单色觉(全色盲),以CNGA3基因和CNGB3基因为靶点的AAV载体基因治疗临床试验(I/II期)正在进行中1)。
市面上有售通过过滤特定波长光线来辅助色觉的眼镜(如EnChroma等),有时能改善对特定颜色的辨别能力。但这类设备并未增加新的色觉通道,也无助于改善色觉检查的成绩。
2003年,日本修订了《学校保健安全法施行规则》,将色觉检查从定期健康检查的必检项目中删除。此后,有报告称部分学生在未意识到自身色觉异常的情况下,在升学选择中遇到困难。2014年,日本文部科学省发布通知,再次建议学校实施色觉检查(仅限自愿者)3)。