1.阿托品近視控制效果的縱向變化
1.1 初次使用近視進展情況
縱向觀察阿托品使用過程中屈光度與眼軸的變化，利於研究者及使用者理解其近視防控效果。綜合2000年至今已發表的關於學齡兒童使用0.01%低濃度阿托品縱向隨機對照臨床試驗，香港中文大學關於低濃度阿托品防控近視LAMP項目采用雙盲設計，0.01%阿托品使用2周沒有表現出遠視飄移[18]。中國學者Fu等[17]的雙盲試驗結果表明：使用1個月後，屈光度相對增長−0.01D，眼軸相對減少−0.03mm，也沒有表現出明顯的近視進展減緩，這或許和使用時間有關。延長使用時間，阿托品的近視防控效果逐漸體現，使用4個月後，阿托品組近視進展減緩0.12D(−0.01mm)，然而作者沒有列出統計學結果。在LAMP項目[18]中，4個月後屈光度進展減緩0.12D，眼軸進展減少−3mm，具有統計學差異。然而，在新加坡國立眼科中心關於阿托品治療兒童近視ATOM項目[20]中，實驗組兒童使用4個月時仍沒有表現出阿托品的近視防控效果，但作者沒有列出具體屈光度或眼軸改變數值。使用0.01%阿托品6個月，中國學者Wei等[16]的雙盲試驗表明阿托品組近視進展明顯減緩0.16D(−0.05mm)；但日本Hieda等[21]的雙盲試驗表明阿托品組隻減緩0.07D(−0.05m)；使用8個月後，LAMP項目[18]0.01%阿托品組近視進展減緩0.18D(−0.14mm)；若使用1年後，Fu等[17]的研究表明近視進展減緩0.17D(−0.03mm)；LAMP[18]項目研究中阿托品組減緩0.22D(−0.05mm)；Wei等[16]的研究結果表明減緩0.26D(0.09mm)；ATOM[20]的研究中阿托品組近視進展相對減緩0.33D(+0.04mm)。印度地區Jethani的研究[22]中，近視進展減緩更多，為0.45D(−0.09mm)，但Hieda等[21]認為阿托品組近視進展減緩隻有0.08D(−0.04mm)。使用2年後，Hieda等[21]的研究表明其減緩屈光度為0.22D(−0.14mm)；LAMP[18]的研究中減緩0.50D(−0.23mm)；ATOM[20]的研究中減緩0.71D(+0.03mm)；Jethani等[22]的研究中減緩更多，為1.15D(−0.27mm)。我們根據上述研究樣本量及報告的減緩屈光度均值，重新計算加權平均數(圖1)，以直觀顯示低濃度阿托品使用過程中相對對照組的近視控制效果。圖1表明：以屈光度改變量為指標，阿托品使用4~6個月時開始表現出近視進展減緩作用，到8~12個月時近視防控效果較明顯，到第2年，防控效果仍然得到維持。
1.2 藥物停用後近視進展情況
ATOM項目[23-24]在使用0.01%阿托品2年後進行停藥1年觀察，近視兒童在停藥後第2個月、第8個月、第12個月近視分別進展−0.04D(0.03mm)、−0.20D(0.13mm)、−0.28D(0.19mm)，而對照組近視進展−0.60~−0.76D/年(0.14~0.20mm/年)[25]，表明藥物停用會引起屈光度回退。在另一項研究中[26]，0.01%阿托品使用2年停用後隨訪，3年內近視兒童屈光回退達到−0.43D/年。
1.3 再次使用近視進展情況
ATOM項目[27]進行瞭第3階段的工作，即對停藥後近視再次快速進展(−0.50D及以上)的兒童繼續使用0.01%阿托品2年，近視進展量由停用期間的−0.62~−1.09D/年減緩到−0.38~−0.50D/年，表明停藥後屈光度回退嚴重、進展變快的兒童再次使用阿托品仍能有效控制近視進展，同時停藥後近視進展緩慢的兒童繼續停藥仍可以保持緩慢進展，為−0.30~−0.38D/年。
2.阿托品近視防控效果的影響因素
2.1 使用濃度對減緩近視進展的影響
2.1.1初次使用
本文中把阿托品使用濃度≥0.5%歸為高濃度，>0.01%且<0.5%歸為中濃度，0.01%歸為低濃度分析阿托品的近視防控效果。Huang等[15]的薈萃分析表明：高(1%，5%)、中(0.1%)、低(0.01%)濃度分別減緩屈光度進展0.68D/年、0.53D/年、0.53D/年，減緩眼軸進展−0.21mm、−0.21mm、−0.15mm。Gong等[28]的薈萃分析表明：高(0.5%，1%)、中(>0.01%，<0.5%)、低(0.01%)濃度阿托品分別能減緩近視進展0.62D/年、0.57D/年和0.50D/年。表1對相關研究結果進行瞭匯總。ATOM項目[20,25]研究瞭高、中、低濃度阿托品的近視防控效果，2年觀察結果表明：低濃度(0.01%)阿托品仍然有比較好的近視防控效果(59%)，高濃度(1%)2年的近視防控效果為77%。早期Shih等[29]研究瞭高、中濃度阿托品，LAMP項目[18,30]研究瞭中、低濃度阿托品，結果表明其近視防控效果具有更明顯的濃度依賴性，隨濃度降低，近視防控效果下降顯著，分別從高濃度(0.5%)阿托品的96%下降到中濃度(0.1%)的56%，從中濃度(0.05%)的66%下降到低濃度(0.01%)的31%。Li等[31]對LAMP項目進行二次分析，也證實4~12歲兒童對阿托品的近視防控效果存在明顯的濃度依賴。總體而言，首次使用阿托品，其近視防控效果表現出濃度依賴性，依賴程度略有差異。另一方面，從ATOM[20,25]及LAMP[18,30]的結果來看，使用0.025%濃度或高於該濃度的阿托品，第1年的防控效果優於第2年，而使用0.01%阿托品近視防控效果則是第2年優於第1年，推測阿托品的近視防控效果與其眼組織內積累濃度相關。因此，通過增加低濃度阿托品的用藥頻率或進一步提高其生物利用率，可以提高低濃度阿托品的臨床應用效果。
2.1.2 停用後屈光回退
ATOM2項目[23]對使用2年後停用阿托品的受試者繼續隨訪，考察藥物停用1年後近視進展情況，結果顯示：使用高濃度(0.5%與0.1%)阿托品受試者停用1年後，其近視進展明顯高於使用低濃度(0.01%)阿托品的受試者，屈光度進展分別為−0.87±0.52D、−0.68±0.45D和−0.28±0.33D，眼軸進展分別為0.35±0.20mm、0.33±0.18mm和0.19±0.13mm。
綜合使用2年後停用1年的結果來看，使用低濃度阿托品的總體近視延緩程度是最大的，近視進展最少，屈光度進展分別為−1.15±0.81D、−1.04±0.83D和−0.72±0.72D。在更高濃度情況下，ATOM1[24]中1%阿托品使用2年停用1年，總體近視進展為−1.37±0.78D，屈光回退更明顯。
結合5年觀察研究，不管是停用1年後再次使用低濃度阿托品治療組或進展緩慢繼續停藥觀察組，各組中初始2年使用高濃度的兒童，其近視防控效果並沒有與初始使用低濃度治療的兒童產生統計學差異。在停藥1年後再次使用阿托品治療組中，使用高、中、低濃度阿托品兒童5年近視進展分別為−2.36D、−2.32D、−2.13D，在繼續停藥觀察組，使用高、中、低濃度阿托品兒童5年近視進展為−1.31D、−1.15D、−1.06D，低濃度阿托品的使用也能達到理想的防控效果，甚至在數值上來看進展更少[27]。
由此可見，使用低濃度阿托品受試者在停用後近視進展更緩慢。因此，綜合考慮停用後屈光回退的影響，低濃度阿托品在整體上防控效果更突出。
2.1.3不良反應
不良反應也具有濃度依賴性。Gong等[28]通過薈萃分析指出其不良反應的濃度依賴性。使用1%濃度阿托品可以引起較明顯的不良反應，其畏光發生率報道有18%[32]，也有100%[33]，還包括因散瞳和睫狀肌麻痹引起的眩光、畏光、近視力下降引起的近距離工作困難[25]。Yam等[18,30]使用0.05%、0.025%、0.01%低濃度阿托品的為期2年的臨床研究表明調節幅度和瞳孔大小的改變是濃度依賴的，眩光癥狀在短時間內明顯。同時第二階段將原對照組兒童轉變為0.05%阿托品治療組後，受試者及傢長也表現出更多擔憂，更傾向於使用變色鏡片以預防其不良反應。為瞭減少不良反應，並且得到好的防控效果，需要做更多研究。Foo等[34]通過減少1%阿托品用藥頻率，1個星期使用1次、2次、3次，使用15個月後近視進展分別為−0.26D、−0.51D與−0.46D，提示在維持近視防控效果的同時可以減少眼部不適、近距離模糊及眩光等不良反應。
2.2 個體差異對近視防控的影響
個體差異對阿托品的使用效果亦存在影響。ATOM2項目[20]中，分別有37%、42%和50%使用0.5%、0.1%及0.01%阿托品兒童近視進展超過0.5D，且均有約18%≥1.0D。Fang等[35]研究的結果表明：0.025%濃度阿托品預防近視發生效果良好，但是治療組仍有8%兒童進展≥0.5D。在LAMP1研究[18]中，也有40%~60%的阿托品被試近視進展≥0.5D，15%~18%近視進展≥1.0D。其他研究[16,29,30]中也有類似的報道。Loh等[36]研究瞭單眼使用阿托品，納入年齡、性別、種族、屈光度、父母的社會經濟、教育水平、近視情況及戶外活動時間和近距離工作活動時間等因素，結果表明使用阿托品後近視仍進展的風險與父母近視相關度最高，其次為對側對照眼近視進展情況與年齡。Lyu等[37]的研究對近視進展與性別、年齡、父母近視狀況、眼壓、角膜曲率、前房深度和基線屈光度進行多元回歸分析，結果表明發生年齡越早及治療基線眼軸更短，阿托品治療組兒童近視進展更快。Ye等的研究[38]表明：除瞭低齡，視盤旁萎縮同樣是影響阿托品近視防控效果的因素。
近視進展的因素主要包括環境因素與遺傳因素，研究阿托品防控近視的個體差異也要更全面具體地包含這些因素。需要對使用者年齡、屈光度、眼軸、生長發育及父母近視情況、種族等遺傳因素及近距離工作、戶外活動、光照等環境因素進行綜合分析，以明確個體差異的原因。最近，Li等[31]對LAMP項目進行回顧性二次分析，綜合分析瞭4~12歲近視兒童治療年齡、性別、基線屈光度、父母近視情況、戶外活動時間、近距離工作時間以及治療依從性等對治療效果的影響，發現年齡是屈光度進展和眼軸增長的唯一因素，年齡越小，阿托品治療效果越差，並表現出阿托品濃度依賴的防控效果，6歲兒童使用0.05%阿托品與8歲兒童使用0.025%阿托品以及10歲兒童使用0.01%近視防控效果類似。
2.3 阿托品眼內分佈和生物利用度對近視防控的影響
用於近視防控的阿托品大多是滴眼液，滴眼的過程中損失多，生物利用度低，往往小於5%。阿托品作為一種水溶性藥物，角膜滲透性差，可經結膜和鞏膜滲透分佈於眼內組織[39]。Meisner等[40]將[3H]標記阿托品溶液應用於兔眼1次，至8h，眼組織中始終有阿托品分佈，並且放射性含量在角膜、結膜中最高，其次是鞏膜、虹膜/睫狀體、房水，而在晶狀體和玻璃體含量很少，在結膜、虹膜/睫狀體、鞏膜中0.5h即達到峰值，在角膜中1h達到峰值，在晶狀體中4h達到峰值，在玻璃體中8h達到峰值。
阿托品在眼內被推測主要通過膜擴散。阿托品結膜下註射，角膜中也能檢測到阿托品，並且30min內含量增加，而在房水中沒有增加，虹膜和睫狀體中含量下降，同時在註射後數分鐘內，阿托品在脈絡膜和鞏膜的含量達到最高[41]。MALDI圖像技術通過阿托品滴眼後信號不在晶體及玻璃體分佈再次證實其通過眼周-鞏膜達到眼後段，同時角膜上皮層的親脂性使阿托品信號在眼表聚集，角膜滲透受阻[42]。在活體動物和剛處死新鮮兔眼中局部應用阿托品，其均能到達眼的所有部位，並且在後者中濃度更高，說明阿托品主要通過擴散作用到達眼內不同組織，而眼內液的循環不是主要方式[41]。
眼內色素組織(視網膜色素上皮、虹膜、睫狀體、脈絡膜和視網膜)特別容易結合阿托品，有色素虹膜(正常兔)結合阿托品能力是無色素虹膜(白化兔)的8倍[43]。Wang等[44]在阿托品滴眼3d後仍都能檢測到阿托品。因此，長期局部應用0.01%阿托品可能導致其眼部濃度遠遠高於單次給藥後的濃度，細胞內的細胞器，如黑色素顆粒，可以作為藥物緩慢釋放的貯存器[43,45]。盡管如此，Ji等[46]通過制備阿托品藥膜，增加阿托品眼部停留時間，仍能提高其生物利用度，增強阿托品的近視防控效果。
阿托品單側滴眼，會在對側眼造成相對低濃度分佈。Wang等[44]在兔中單眼使用1%阿托品，5h後在對側眼檢測到阿托品，說明單眼使用阿托品，對側眼會受到影響。Barathi等[47]發現阿托品滴眼後，對側未使用眼的瞳孔反應下降到75%，但實驗眼與對側未使用眼的近視防控效果仍然有顯著差異。可能與阿托品在雙眼的眼內濃度不同有關。
3.阿托品的近視調控機制
3.1 調控眼軸長度
阿托品已經在臨床中被證實能有效防控近視。在機制方面，LAMP項目[48]在不同低濃度阿托品臨床試驗中測量隨訪眼結構，結果表明低濃度阿托品主要延緩眼軸增長達到減緩近視屈光度進展的目的。Ye等[38,49]研究阿托品使用後脈絡膜厚度與眼軸增長的關系，使用1%阿托品兒童，6個月時脈絡膜厚度變化與內眼軸(眼軸與黃斑下脈絡膜厚度之和)變化成負相關，脈絡膜厚度與阿托品延緩眼軸增長可能有關。
3.2 近視離焦
Chen等[50]發現聯合使用低濃度阿托品與角膜塑形鏡(OK鏡)防控近視，效果好於單純使用OK鏡，推測是因為兩者機制不同得到的疊加效應，但也可能是由於低濃度阿托品帶來的散瞳增加瞭OK鏡周邊離焦范圍引起的。另一方面，Ross等[51]通過配戴隱形眼鏡增加眼部滴眼液的眼表滯留時間，提高生物利用度，使其在眼後段的濃度提高與作用時間延長，提示OK鏡與阿托品的聯合使用效果更好可能是通過增加阿托品眼表滯留，提高瞭阿托品的生物利用度而起到更好的近視防控作用。Sun等[52]測量阿托品使用兒童的周邊屈光，發現與對照組相比，阿托品組在周邊呈現相對近視離焦狀態。而目前的研究多表明近視離焦是近視的保護因素，比如OK鏡等[53-54]被推測通過周邊近視離焦有效防控近視。
3.3 鞏膜層面——毒蕈堿型乙酰膽堿受體通路
實驗室研究中，研究者們也證明阿托品能減緩或阻礙動物近視的發生與進展[55-56]。阿托品作為非選擇性膽堿受體拮抗劑，可以放松睫狀肌，減少調節痙攣，治療調節過強引起的近視。早期，阿托品被認為通過調節機制減緩近視進展[57]。但是，McBrien等[58]研究發現阿托品可以減少小雞的形覺剝奪型近視進展，雞瞳孔收縮肌為橫紋肌，其受體為煙堿型受體，阿托品不能作用於該受體產生調節與縮瞳作用，研究者因此推測阿托品通過毒蕈堿型乙酰膽堿受體(M受體)延緩近視進展。在眼內組織中，角膜，虹膜，睫狀體和晶狀體上皮中主要存在的乙酰膽堿受體是M3[59-60]，在視網膜中主要是M3和M4受體[59]，在鞏膜中同時存在M1、M2、M3、M4、M5這5種毒蕈堿受體[61]。視網膜內乙酰膽堿主要來源於內核層中的和神經節細胞層中置換的無長突細胞，毒蕈堿受體位於視網膜及其色素上皮層中。視網膜外膽堿能神經支配起源於睫狀神經節中的交感神經副細胞群，這些神經元投射至虹膜，睫狀肌和脈絡膜血管等平滑肌，使脈絡膜和鞏膜軟骨細胞中的毒蕈堿受體受神經支配[62]。多個研究[63-64]表明去除睫狀體和虹膜括約肌的膽堿能神經支配對正視化過程或延緩形覺剝奪型近視進展無影響。Fischer等[65]通過破壞小雞眼內膽堿能途徑，包括消除其視網膜乙酰膽堿轉移酶活性，破環視網膜無長突細胞和毒蕈堿受體，發現阿托品玻璃體腔註射仍然能抑制形覺剝奪型近視的進展，阿托品調節眼部生長可以不需要視網膜膽堿能無長突細胞或毒蕈堿受體，有可能通過脈絡膜，視網膜色素上皮或鞏膜中的毒蕈堿受體發揮作用。另一研究[66]在雞的形覺剝奪型近視發生前後，毒蕈堿受體在視網膜和脈絡膜中的密度和親和力均未改變，表明近視與視網膜和脈絡膜中毒蕈堿受體蛋白的表達無關。阿托品在抑制雞近視進展期間，鞏膜的形態學變化比較明顯，鞏膜神經纖維層增厚，而軟骨層變薄[67]，所以進一步推測阿托品是通過鞏膜纖維層受體發揮近視防控作用。
關於其作用的受體類型，Barathi等[68]敲除小鼠M2受體基因，負鏡片誘導4~8周後，對照組小鼠眼軸，晶狀體厚度，玻璃體腔深度明顯增長，變為近視，而M2基因敲除鼠沒有近視化，在M2受體基因敲除鼠中，M1、M4及M5水平增加而M3水平下降，鞏膜膠原蛋白I型增加，V型減少。另一研究[69]也證實發生形覺剝奪型近視後，鞏膜M1及M4mRNA及受體蛋白增多。比較不同近視程度中的受體表達，結果顯示近視後M3、M2、M4受體拷貝數變異下降，尤其是M3顯示與近視存在相關性，敘利亞倉鼠在近視後鞏膜上M3受體下調而阿托品治療後上升[70]。M4選擇性拮抗劑MT-3[71]及M1受體拮抗劑派侖西平[72]也表現出阻滯近視進展的作用。Arumugam等[73]在哺乳動物上再次證明瞭M4及M1拮抗劑對形覺剝奪型近視及負鏡片誘導近視的防控作用，表明膽堿能受體拮抗劑可通過M1及M4信號通路防控近視。Barathi等[72]測定阿托品治療對毒蕈堿受體亞型(M1~M5)的mRNAs水平的影響，結果表明：阿托品治療後，M1、M3和M4的信息水平在近視鞏膜中上調，但M2和M5的變化不大。Qu等[61]通過證明人鞏膜中5種乙酰膽堿受體的存在，推測阿托品局部使用會阻斷人鞏膜成纖維細胞中乙酰膽堿受體，從而導致鞏膜細胞外基質，如膠原蛋白和糖胺聚糖的合成增加或降解減少。這些分子將鞏固鞏膜強度，從而抑制眼睛軸向伸長。
3.4 視網膜及脈絡膜相關受體通路
阿托品也可能通過非膽堿途徑減緩近視眼的軸向伸長。視網膜的其他途徑也可能受到阿托品作用而起到近視防控作用。Barathi等[74]將負鏡片誘導近視小鼠分為阿托品使用組與未使用組，並進行視網膜蛋白組進行定量iTRAQ蛋白組學分析，GABA轉運蛋白1(GAT-1)在近視小鼠中升高，但阿托品治療後下降，表明GAT-1在阿托品減緩近視作用中起瞭關鍵作用。α2腎上腺素受體拮抗劑被報道能抑制豚鼠的形覺剝奪型近視[75]，Carr等[76]研究發現阿托品也能阻斷α2腎上腺素能受體的激活。Schwahn等[62]的研究表明玻璃體腔內註射阿托品可以增加眼內多巴胺的含量，多巴胺信號與近視密切相關[77-79]，內源性多巴胺的合成能減緩近視進展，D1受體激動劑可起到抑制作用，D2受體激動劑在低劑量下也可抑制形覺剝奪型近視的形成。戶外光照是近視的保護因素[80-81]，阿托品的使用可以引起瞳孔不同程度的擴大，增加瞭紫外線的入瞳量及眼內多巴胺生成。另外，也有研究者提出阿托品治療近視與近視眼炎癥反應相關[82]。
Zhou等[56]開展瞭一系列研究，發現鞏膜缺氧是近視形成的原因，近視豚鼠脈絡膜厚度變薄，血流灌註減少[83]，通過阿托品球旁註射等方式增加脈絡膜血流灌註可抑制豚鼠形覺剝奪型近視的進展[84]。
4.結語
阿托品的近視防控效果已有諸多報道，但目前在臨床應用及機制研究方面仍存在諸多挑戰：1)關於阿托品能達到防控效果最大化及不良反應最小化的使用濃度是多少？目前根據臨床觀察，綜合屈光回退的影響，認為0.01%阿托品的整體近視防控效果更好，同時引起的不良反應最小，多作為推薦濃度。低濃度阿托品連續治療2年，藥物停用後屈光進展不穩定的受試者再次用藥仍有減緩近視進展的效果[27]。2)近視防控存在個體差異，因此隨訪中需要根據近視兒童實際情況進行調整。增加阿托品濃度可以提高其初始治療效果，因此低濃度阿托品治療效果不佳的受試者或許可以使用更高濃度阿托品。為瞭得到更佳的近視防控效果，在控制不良反應的基礎上，開始時使用較高濃度的阿托品，之後再降低濃度[85]或者提高低濃度阿托品有效生物利用度[46]可能是可行方法。個體差異中，阿托品的近視防控效果主要受到年齡的影響。在低齡兒童中使用較高濃度阿托品，在高齡兒童中使用較低濃度阿托品，比如6歲兒童0.05%，8歲兒童使用0.025%[31]，也是達到更好近視防控效果的手段之一。3)阿托品使用過程中存在明顯的屈光回退現象，其具體機制尚不明確，但低濃度阿托品可以減少屈光回退，在保障近視防控效果的情況下，應優先使用低濃度阿托品。4)目前的研究結果表明：阿托品的使用存在一定的濃度依賴性，中、高濃度阿托品減緩近視進展效果第1年最好，第2年降低，而0.01%阿托品則相反，因此，需要思考是否使用略高於0.01%的濃度，可以起到更快更好的防控效果。5)通過提高阿托品生物利用度或聯合使用屈光方法(多焦點鏡、角膜塑形鏡)[50,86-87]，發揮不同防控機制的協同作用可以提高近視防控效果。
明確阿托品減緩近視進展的作用機制可以更好地提高近視防控效果並減少不良反應。目前的研究表明：利用鞏膜內M1~M5受體信號通路或調控視網膜GAT-1水平，減少ɑ2腎上腺素能受體的激活，以及增加眼內多巴胺含量都可能是阿托品調控近視進展的機制。此外，阿托品亦可通過增加脈絡膜血流灌註，改善鞏膜缺氧，增加脈絡膜厚度抑制近視進展。因此，阿托品發揮近視防控作用是多途徑的，可歸納為通過眼後段視網膜-脈絡膜-鞏膜層面發揮作用。提高阿托品眼後段的相對濃度及組織分佈，特別是鞏膜水平的靶向性是增強其近視防控效果、減少其不良反應的可行措施。