电光性眼炎
紫外线角膜炎(雪盲、电光性眼炎)
一目了然的要点
Section titled “一目了然的要点”1. 什么是紫外线角膜炎(雪盲、电光性眼炎)?
Section titled “1. 什么是紫外线角膜炎(雪盲、电光性眼炎)?”紫外线角膜炎是紫外线被生物体内的核酸和芳香族氨基酸吸收,导致基因和蛋白质变性,从而引起角膜上皮损伤的疾病。它作为急性角膜上皮障碍发病,慢性暴露可诱发白内障、睑裂斑、翼状胬肉、鳞状上皮化生和鳞状细胞癌。
两种类型的分类
Section titled “两种类型的分类”紫外线角膜炎根据致病紫外线的波长和暴露源分为两种类型。
| 病名 | 原因 | 主要紫外线 | 特征 |
|---|---|---|---|
| 电光性眼炎 | 电焊、乙炔焊、杀菌灯、水银灯 | UVC(100~280nm) | 症状严重。发病快。 |
| 雪盲 | 滑雪场、高山的阳光暴露 | UVB(280~315nm) | 症状相对较轻。发病时间较长。 |
紫外线的波长分类
Section titled “紫外线的波长分类”| 波长区分 | 波长范围 | 对眼睛的主要影响 |
|---|---|---|
| UVA(长波紫外线) | 315~400nm | 对眼睛的急性损伤相对较少。主要影响皮肤。 |
| UVB(中波紫外线) | 280~315纳米 | 雪盲和晒伤的主要原因。被角膜和晶状体吸收。 |
| UVC(短波紫外线) | 100~280纳米 | 伤害性最强。太阳光中不含。由人工光源发出。 |
UVC不存在于太阳光中,但由电焊、乙炔焊、杀菌灯、水银灯等人工光源发出。因此,UVC引起的电光性眼炎是焊接工人重要的职业性损伤。
流行病学与发病情况
Section titled “流行病学与发病情况”电光性眼炎发生在未佩戴防护眼镜而直视人工光源时。滑雪场或高山的游客未佩戴护目镜或太阳镜长时间外出时,会发生雪盲。典型的经过是白天焊接或滑雪后,夜间出现剧烈眼痛而急诊就医。常双眼发病12。
一项针对户外工作者的前瞻性调查显示,在紫外线暴露条件下,参与者雪盲的发病率为0.06%,其中87%的发病者未佩戴太阳镜2。海拔越高,大气对紫外线的衰减越少,海拔5000米处的紫外线量比海平面高约40%,因此登山者雪盲风险增加2。
最大的区别在于引起疾病的紫外线波长和光源。电光性眼炎由包含UVC的人工光源(焊接、杀菌灯)暴露引起,症状较重,发病较快。雪盲由太阳光中的UVB引起,症状相对较轻,发病时间较长。太阳光中的紫外线波长比人工光源长,因此对生物体的伤害性相对较低。
2. 主要症状与临床所见
Section titled “2. 主要症状与临床所见”潜伏期与发病模式
Section titled “潜伏期与发病模式”如果未佩戴防护眼镜直视人工光源,或在晴天未佩戴护目镜或太阳镜在滑雪场停留1.5至2小时以上,经过30分钟至24小时的潜伏期后出现症状。这种潜伏期是紫外线角膜炎的特征性临床表现,患者有时并未意识到暴露。
症状反映了角膜上皮损伤。
- 眼痛:明显。许多患者无法自行睁眼。
- 异物感:强烈的眼内沙粒感。
- 流泪:反射性大量泪液分泌。
- 畏光(光敏感):对强光过敏。
- 结膜充血和结膜水肿:球结膜发红和肿胀。
- 眼睑痉挛:因疼痛和畏光引起的不自主眼睑收缩。
- 视力下降:由于广泛的角膜上皮损伤。
- 有时伴有虹膜炎、眼睑发红和肿胀。
电光性眼炎比雪盲症状更重,发病时间也更短。
临床所见比较
Section titled “临床所见比较”裂隙灯显微镜所见
Section titled “裂隙灯显微镜所见”电光性眼炎和雪盲症的角膜病变是广泛的点状表层角膜病变(SPK)和角膜糜烂,属于角膜上皮损伤。荧光素染色可见绿色点状或弥漫性染色。
紫外线在暴露后立即损伤角膜上皮细胞的DNA和蛋白质,但细胞变性进展和炎症级联反应激活存在时间延迟。这种细胞变性到炎症反应激活的时间差表现为30分钟至24小时的潜伏期。这就是为什么在焊接或滑雪时没有感觉,但数小时后突然发病的原因。
3. 原因和风险因素
Section titled “3. 原因和风险因素”电光性眼炎的原因
Section titled “电光性眼炎的原因”- 电焊/乙炔焊:电弧焊发出强UVC。未正确佩戴焊接防护眼镜时发生1
- 杀菌灯(UV-C灯):用于医疗、食品和水处理设施的紫外线杀菌灯。误操作或不当使用可能导致眼睛直接照射。据报道,韩国一家鸡肉加工厂因杀菌灯自动关闭故障,41人中有26人(63.4%)发生角膜上皮病变3
- 汞灯:用于工厂和室外照明
- 近年来,随着家用UV-C消毒产品的普及,家庭内误暴露案例不断增加4
雪盲症的原因
Section titled “雪盲症的原因”- 滑雪场和雪道:雪面对UVB反射率高。高海拔地区大气对紫外线的衰减较少,紫外线量可达地面的数倍
- 高山登山:海拔越高,大气越稀薄,UVB衰减越少
- 沙滩和雪原:UVB反射率高的环境
- 未佩戴防护眼镜、护目镜或太阳镜
- 人工光源的长时间、近距离直接暴露
- 在滑雪场或高海拔地区长时间户外活动(连续暴露1.5至2小时以上)
- 不适当的设备操作(例如在杀菌灯室内使用时留在室内)
4. 诊断与检查方法
Section titled “4. 诊断与检查方法”诊断的第一步是详细询问暴露史。
- 焊接作业、杀菌灯使用、滑雪、高山登山等暴露史
- 从暴露到症状出现的时间(确认30分钟至24小时的潜伏期)
- 防护眼镜或护目镜的佩戴情况
- 是否为双眼发病(单眼时需考虑异物、感染等其他疾病)
裂隙灯显微镜检查
Section titled “裂隙灯显微镜检查”使用荧光素染色的裂隙灯显微镜检查是确诊手段。
支持诊断的发现
Section titled “支持诊断的发现”| 疾病 | 鉴别要点 |
|---|---|
| 角膜异物 | 症状为单眼性、局限性。裂隙灯下可见异物。 |
| 感染性角膜炎 | 伴有角膜浸润和前房炎症。多为单眼发病。 |
| 干眼症相关SPK | 慢性病程。好发于下方角膜。无潜伏期。 |
| 化学伤(酸/碱) | 暴露后立即发病。无潜伏期。 |
5. 标准治疗方法
Section titled “5. 标准治疗方法”急性期对症治疗
Section titled “急性期对症治疗”紫外线角膜炎通常在24至48小时内自愈15。急性期治疗的目标是控制疼痛和预防继发感染。
| 治疗 | 内容 | 注意事项 |
|---|---|---|
| 表面麻醉剂 | 奥布卡因盐酸盐等,用于检查时 | 禁止反复使用。反复使用会延迟上皮愈合,并引起角膜毒性。 |
| 抗菌眼药水 | 新喹诺酮类如左氧氟沙星(0.5%),每日4至6次 | 目的是预防继发感染。角膜上皮缺损会增加感染风险。 |
| 非甾体抗炎药眼药水 | 双氯芬酸钠0.1%或溴芬酸钠0.1%,每日2至4次 | 有效缓解疼痛。长期使用需注意角膜上皮损伤。 |
| 治疗性软性隐形眼镜 | 佩戴绷带型隐形眼镜 | 减轻疼痛并促进上皮愈合。与抗菌眼药水联合使用。 |
| 眼罩和暗室休息 | 根据需要实施 | 适用于畏光和眼睑痉挛严重的患者 |
治疗经过的参考
Section titled “治疗经过的参考”通常角膜上皮会在24~48小时内自然再生愈合。但不建议不治疗。由于存在继发感染(细菌性角膜炎)的风险,应使用抗生素滴眼液。此外,疼痛通常非常剧烈,使用NSAIDs滴眼液或治疗性软性隐形眼镜进行对症治疗以减轻患者痛苦非常重要。
为防止复发并管理职业/娱乐风险,指导以下内容:
- 焊接作业:始终佩戴适当遮光度(遮光号10~14左右)的焊接用防护面罩或遮光眼镜。
- 滑雪和高山活动:佩戴符合UV400标准的护目镜或太阳镜。尤其在晴天和新雪时,反射的UVB较强。
- 杀菌灯:使用时务必离开房间。建议使用定时器。
6. 病理生理学与详细发病机制
Section titled “6. 病理生理学与详细发病机制”紫外线引起的细胞损伤
Section titled “紫外线引起的细胞损伤”紫外线被生物体内的核酸和芳香族氨基酸直接吸收,通过使基因(DNA)和蛋白质变性而造成损伤。角膜上皮细胞的主要损伤机制如下:
- DNA损伤:UVB和UVC被角膜上皮细胞的DNA吸收,形成胸腺嘧啶二聚体(环丁烷嘧啶二聚体)等光产物。这种损伤阻碍DNA复制和转录,诱导细胞死亡。
- 蛋白质变性:芳香族氨基酸(酪氨酸、苯丙氨酸等)吸收紫外线,导致蛋白质三维结构变性。这导致酶和结构蛋白功能丧失。
- 活性氧(ROS)的产生:紫外线间接产生ROS,引起脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA氧化损伤。
潜伏期的机制
Section titled “潜伏期的机制”从紫外线暴露到症状出现之间的30分钟至24小时的潜伏期,通过以下过程发生:
- 紫外线暴露 → DNA损伤和蛋白质变性开始
- 受损的角膜上皮细胞脱落并进入凋亡
- 细胞变性产物诱导炎症介质(前列腺素、细胞因子等)的释放
- 炎症级联反应激活 → 表现为疼痛、充血、水肿和眼睑痉挛等症状
这种时间延迟表现为潜伏期。细胞变性越严重,炎症反应越广泛。
各波长带的组织吸收部位
Section titled “各波长带的组织吸收部位”- UVC(100~280nm):几乎全部被角膜上皮吸收。对眼前节的伤害性最高,是电光性眼炎的主要原因。
- UVB(280~315nm):部分穿透角膜并到达晶状体。急性损伤包括雪盲和角膜损伤。长期慢性暴露会增加白内障的风险。
- UVA(315~400nm):容易进入眼内。急性角膜损伤相对较少,但长期可能对晶状体和视网膜产生影响。
角膜的病理变化
Section titled “角膜的病理变化”- UVB/UVC暴露 → 角膜上皮细胞的DNA损伤和蛋白质变性
- 细胞脱落 → 角膜上皮缺损。广泛的SPK(点状表层角膜病变)。
- SPK进展 → 角膜糜烂(上皮连续性中断)。
- 炎症级联反应 → 疼痛、充血、水肿、眼睑痉挛。
- 自然修复 → 24~48小时内由角膜上皮干细胞(角膜缘干细胞)再生。
角膜上皮再生能力很强,若无继发感染,可在1~2天内完全修复。
慢性暴露导致的迟发性损伤
Section titled “慢性暴露导致的迟发性损伤”反复的紫外线暴露不仅会引起急性角膜炎,还会增加以下慢性疾病的风险。
- 白内障:晶状体蛋白(主要是晶状体蛋白)的氧化变性所致。UVB被认为是主要原因。
- 翼状胬肉:结膜组织从角膜缘侵入角膜的退行性疾病。紫外线暴露是主要风险因素。
- 睑裂斑:角膜缘附近的球结膜上出现的白色至黄色结节。紫外线暴露和干燥是诱因。
- 鳞状上皮化生和鳞状细胞癌:结膜和角膜上皮的恶性变化。长期紫外线暴露与之相关。
7. 最新研究与未来展望
Section titled “7. 最新研究与未来展望”家用UV-C消毒产品带来的新暴露风险
Section titled “家用UV-C消毒产品带来的新暴露风险”近年来,受COVID-19大流行的影响,家用UV-C消毒灯和消毒设备迅速普及。原本为医疗和专业用途设计的UV-C光源进入普通家庭,导致缺乏适当知识的用户误照射眼睛的案例增加。在中国苏州的一项观察性研究中,紫外线角膜炎病例从大流行前(2019年10月至12月)的31例激增至大流行后(2020年2月至4月)的109例,原因也从焊接(68%)急剧转变为杀菌灯的不当使用(57%)4。除了传统的职业暴露(如焊接)外,家庭事故现在在电光性眼炎的病因中占据了不可忽视的比例。
UV-C LED的工业应用扩展
Section titled “UV-C LED的工业应用扩展”取代传统汞灯UV-C光源,UV-C LED(波长约260-280 nm)在工业中的应用正在迅速扩大。虽然在水消毒、空气消毒和表面消毒方面的应用不断推进,但UV-C LED体积小、重量轻、易于安装,因此在不适当环境中使用导致眼损伤的风险令人担忧。
反复暴露的致癌风险评估
Section titled “反复暴露的致癌风险评估”关于紫外线与角膜和结膜上皮**鳞状细胞癌(OSSN:眼表鳞状细胞瘤)**之间关系的研究仍在继续。特别是户外活动较多的职业(如农业、建筑、焊接工人)中,长期紫外线暴露被认为会增加眼表肿瘤的发病率,这再次强调了定期眼科检查和遮光措施的重要性。
角膜保护材料的开发
Section titled “角膜保护材料的开发”针对UV-C消毒设施中的眼科保护,新型遮光防护设备和透明薄膜材料的开发正在进行中。此外,关于具有紫外线吸收功能的隐形眼镜材料对普通软性隐形眼镜佩戴者可能具有紫外线防护效果的研究也在进行中。
8. 参考文献
Section titled “8. 参考文献”Footnotes
Section titled “Footnotes”-
Willmann G. Ultraviolet Keratitis: From the Pathophysiological Basis to Prevention and Clinical Management. High Alt Med Biol. 2015;16(4):277-282. doi:10.1089/ham.2015.0109. PMID: 26680683. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26680683/ ↩ ↩2 ↩3
-
McIntosh SE, Guercio B, Tabin GC, Leemon D, Schimelpfenig T. Ultraviolet keratitis among mountaineers and outdoor recreationalists. Wilderness Environ Med. 2011;22(2):144-147. doi:10.1016/j.wem.2011.01.002. PMID: 21396859. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21396859/ ↩ ↩2 ↩3
-
Kwon DH, Moon JD, Park WJ, et al. Case series of keratitis in poultry abattoir workers induced by exposure to the ultraviolet disinfection lamp. Ann Occup Environ Med. 2016;28:3. doi:10.1186/s40557-015-0087-7. PMID: 26779342. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26779342/ ↩
-
Wang Y, Lou J, Ji Y, Wang Z. Increased photokeratitis during the coronavirus disease 2019 pandemic: Clinical and epidemiological features and preventive measures. Medicine (Baltimore). 2021;100(24):e26343. doi:10.1097/MD.0000000000026343. PMID: 34128883. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34128883/ ↩ ↩2
-
Izadi M, Jonaidi-Jafari N, Pourazizi M, Alemzadeh-Ansari MH, Hoseinpourfard MJ. Photokeratitis induced by ultraviolet radiation in travelers: A major health problem. J Postgrad Med. 2018;64(1):40-46. doi:10.4103/jpgm.JPGM_52_17. PMID: 29067921. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29067921/ ↩