Längsschnittanalyse von 5

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 2879 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Berichten zufolge werden refraktive Veränderungen durch Alter, Geschlecht und aktuelle Refraktionsfehler beeinflusst. Um das Muster der Brechungsveränderungen in einer japanischen Bevölkerung zu klären, führten wir eine 5-Jahres-Follow-up-Längsanalyse der sphärischen äquivalenten (SE) Brechungsveränderungen mit Schichtung nach Geschlecht, Alter und SE in 593.273 Augen japanischer Personen im Alter von 3–91 Jahren durch Jahre. Die 5-Jahres-SE-Änderung mit Myopie-Verschiebung nahm im Laufe der Zeit nach dem 4. Lebensjahr dramatisch zu, und die größte Veränderung wurde sowohl bei Männern als auch bei Frauen beobachtet, die zu Studienbeginn 8 Jahre alt waren [Männer: − 2,654 ± 0,048 Dioptrien (D); Weibchen: − 3,110 ± 0,038 D]. Im schulpflichtigen Alter war die 5-Jahres-Myopie-Veränderung bei Frauen größer als bei Männern, und emmetrope und gering bis mäßig kurzsichtige Augen erfuhren größere kurzsichtige Veränderungen als hyperope und stark bis stark kurzsichtige Augen. Nach dem Höhepunkt im Alter von 8 Jahren nahm die 5-Jahres-Myopieveränderung mit zunehmendem Alter allmählich ab und fiel im Alter von 27 Jahren bei Männern und im Alter von 26 Jahren bei Frauen unter –0,25 D. Die 5-Jahres-SE-Veränderungen gingen bei beiden Geschlechtern im Alter von 51 Jahren von einer Myopie zu einer Hyperopie über, und die Hyperopisierung schritt bei hyperopen Augen schneller voran. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Myopieprävention bei Kindern im schulpflichtigen Alter.

Myopie, die üblicherweise als sphärische äquivalente (SE) Refraktion von ≤ − 0,50 Dioptrien (D) definiert wird, ist der häufigste Brechungsfehler des menschlichen Auges in der modernen Welt und hat erhebliche Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit1. Eine hohe Myopie ist mit einem höheren Risiko für verschiedene Augenerkrankungen verbunden, darunter Netzhautablösung, Glaukom, Katarakt und Makuladegeneration, die zu Sehstörungen oder Blindheit führen können2. Die Prävalenz von Myopie ist im Allgemeinen hoch, insbesondere in asiatischen Ländern3,4,5,6,7, und hat in den letzten Jahrzehnten weltweit dramatisch zugenommen8. Bis zum Jahr 2050 werden voraussichtlich etwa 50 % bzw. 10 % der Weltbevölkerung (fast 5 Milliarden bzw. 1 Milliarde Menschen) von Myopie und hoher Myopie betroffen sein8. Daher ist es wichtig, das Muster der Brechungsfehleränderungen in der Allgemeinbevölkerung zu klären.

Brechungsfehler ändern sich mit dem postnatalen Wachstum9,10,11. Obwohl Neugeborene im Allgemeinen hyperopisch sind, werden die Brechungsfehler in der Regel gering bis leicht hyperopisch, emmetropisch oder gering myopisch, wenn die Kinder in die Grundschule kommen12,13. Die kurzsichtigen Veränderungen schreiten dann voran, wobei die Zahl der Kinder mit Weitsichtigkeit abnimmt und die Zahl der Kinder mit Kurzsichtigkeit zunimmt12,14. Das Fortschreiten der Myopie macht sich im Alter von 10–14 Jahren bemerkbar und verläuft mild, bis es kurz nach dem Alter von ca. 22–23 Jahren aufhört15,16. Laut der Beaver-Dam-Eye-Studie an einer Population US-amerikanischer Erwachsener beträgt die Prävalenzrate von Myopie und Hyperopie 43,0 % bzw. 22,1 % in der Altersgruppe 43–45 Jahre und 14,4 % bzw. 68,5 % in der Altersgruppe ≥ 75 Jahre17. Ähnliche Trends wurden in bevölkerungsbasierten Studien mit anderen erwachsenen Einwohnern der USA und Australiens berichtet, darunter in der Framingham Eye Study18, der Baltimore Eye Study Survey19 und der Blue Mountains Eye Study20, die alle darauf hindeuten, dass Myopie bei Erwachsenen häufig vorkommt und Hyperopie häufiger auftritt mit dem Alter. Studien an erwachsenen japanischen Bevölkerungsgruppen haben ähnliche Muster gezeigt21,22. Bei diesen Studien handelte es sich um Querschnittsumfragen bei Gemeindebewohnern, die nur wenige Informationen über Veränderungen im Laufe der Zeit lieferten und eine begrenzte Kontrolle möglicher Störfaktoren beinhalteten.

Längsschnittstudien sind wichtig, um die refraktive Progression im Detail zu verfolgen und den Zusammenhang zwischen der Progression und möglichen Störfaktoren zu klären. Mäntyjärvi et al. untersuchten 72 Jungen und 107 Mädchen im Alter von 7 bis 15 Jahren über einen Zeitraum von 5 bis 8 Jahren in einer finnischen Bevölkerung und fanden mittlere jährliche Veränderungen der Brechungsfehler von – 0,12 D bei hyperopen und – 0,55 D bei kurzsichtigen Augen, was darauf hindeutet, dass Kinder mit Myopie schneller leiden Myopie-Progression als Kinder mit Hyperopie15. Bei 124 dänischen Schulkindern im Alter von 9 bis 12 Jahren verfolgte Jensen 8 Jahre lang SE-Refraktionsfehler und stellte fest, dass die Myopie umso weiter fortschritt, je früher sie einsetzte23. Xiang et al. führten eine 4-Jahres-Follow-up-Analyse von Refraktionstests bei 607 chinesischen Zwillingen im Alter von 7–15 Jahren durch und berichteten, dass die jährlichen SE-Brechungsänderungen bei jüngeren Kindern (Alter 7–11 Jahre) größer waren als bei älteren Kindern (Alter 12–15). Jahre)24. In Studien zu SE-Brechungsänderungen über einen Zeitraum von zwei Jahren bei 2053 neuen Medizinstudenten in China25 mit einem Durchschnittsalter von 18,27 ± 1,83 Jahren und bei 166 klinischen Mikroskopietechnikern in Großbritannien im Alter von 21–55 Jahren26 war der Grad der Kurzsichtigkeit zu Studienbeginn höher , desto schneller erfolgt die Kurzsichtigkeitsverschiebung. Nur wenige frühere Studien haben SE-Brechungsänderungen in einer japanischen Bevölkerung untersucht. In einer Studie, in der die Wirksamkeit von Gleitsichtgläsern und Einstärkengläsern auf das Fortschreiten der Myopie über einen Zeitraum von drei Jahren bei 86 kurzsichtigen japanischen Kindern im Alter von 6 bis 12 Jahren untersucht wurde, wurde bei den stärker kurzsichtigen Augen und im jüngeren Alter ein stärkeres Fortschreiten der Myopie beobachtet27. In diesen Längsschnittstudien wurden refraktive Veränderungen im Laufe der Zeit untersucht, die Stichprobengröße ermöglichte jedoch keine ausreichende statistische Aussagekraft, um das Muster der Veränderungen vollständig aufzuklären. Da darüber hinaus das Fortschreiten der Myopie in verschiedenen Lebensstadien vom Alter und dem aktuellen Brechungsfehler abhängt, sollten Brechungsveränderungen in einer großen Kohorte beurteilt werden, die fein nach Alter, Geschlecht und Brechungsfehler geschichtet ist. Es wurden jedoch keine derartigen Berichte veröffentlicht.

Wir haben die bisher größte Längsschnittstudie zu SE-Brechungsveränderungen in einer japanischen Kohorte durchgeführt, stratifiziert nach Alter, Geschlecht und SE. Die Ergebnisse dieser Längsschnittstudie, die einen weiten Altersbereich abdeckt, werden zum Verständnis der SE-Brechungsveränderungen im Laufe des Lebens für jeden Baseline-SE beitragen.

Wir haben 5 Jahre lang retrospektiv 593.273 Augen japanischer Personen im Alter von 3–91 Jahren verfolgt (Ergänzungstabelle S1). Von diesen Augen stammten 228.074 (38,4 %) von Männern und 365.199 (61,6 %) von Frauen. Wir untersuchten 5-Jahres-SE-Brechungsänderungen im Alter in Jahren und nach Geschlecht (Abb. 1 und Ergänzungstabelle S2).

5-Jahres-Mittelwertänderung des sphärischen Äquivalents (SE) Brechungsfehlers für jedes Alter zu Studienbeginn. Die x-Achse stellt das Alter zu Studienbeginn in Jahren dar. Die Y-Achse stellt das Ausmaß der 5-Jahres-Mittelwerte der SE-Brechungsänderungen in jedem Basisalter bei Männern (schwarze Kreise) und Frauen (weiße Kreise) dar.

Bei Frauen im Alter von 3 Jahren betrug die mittlere Änderung (± Standardfehler) der SE in den folgenden 5 Jahren −0,750 ± 0,395 D, obwohl diese kurzsichtige Änderung aufgrund der geringen Stichprobengröße keine Signifikanz erreichte. Für diejenigen, die zu Studienbeginn 4 Jahre alt waren, betrug die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Änderung bei Männern –0,479 ± 0,162 D, während bei Frauen keine mittlere Änderung der SE auftrat (0,000 ± 0,279 D). Danach nahm die mittlere 5-Jahres-SE-Veränderung mit Myopieverschiebung mit zunehmendem Alter dramatisch zu, überschritt −2,00 D im Alter von 6 Jahren und erreichte ihren Höhepunkt im Alter von 8 Jahren sowohl bei Männern als auch bei Frauen. Die größte 5-Jahres-Mittelwertänderung wurde sowohl bei Männern als auch bei Frauen beobachtet, die zu Studienbeginn 8 Jahre alt waren (Männer: − 2,654 ± 0,048 dpt; Frauen: − 3,110 ± 0,038 dpt). Nach dem Höhepunkt im Alter von 8 Jahren zu Studienbeginn begann die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Änderung abzunehmen, und in beiden Fällen wurden durchschnittliche 5-Jahres-SE-Änderungen von mehr als – 2,00 dpt bis zum Alter von 11 Jahren und von – 1,00 dpt bis zum Alter von 14 Jahren beobachtet Männer und Frauen.

Nach dem späten Teenageralter nahm die Rate der 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung mit Myopieverschiebung mit zunehmendem Alter langsam ab und fiel im Alter von 19 Jahren bei Männern auf unter –0,50 D und bei Frauen im Alter von 18 Jahren. Sie sank im Alter von 27 Jahren bei Männern und im Alter von 26 Jahren bei Frauen auf – 0,25 D, den Mindestwert für die Korrektur mit Brillen, und auf – 0,10 D im Alter von 34 Jahren bei Männern und im Alter von 32 Jahren bei Frauen. Im Alter von 51 Jahren ging die 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung sowohl bei Männern als auch bei Frauen von einem negativen zu einem positiven Wert über, was auf eine Verschiebung von Myopie zu Hyperopie hindeutet. Danach nahm die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Veränderung mit einer hyperopischen Verschiebung sowohl bei Männern als auch bei Frauen mit zunehmendem Alter langsam bis etwa in die späten Sechziger zu. Bei den 51- bis 71-Jährigen wurde die größte 5-Jahres-SE-Mittelwertveränderung mit Hyperopieverschiebung bei Männern im Alter von 64 Jahren (+ 0,394 ± 0,040 D) und im Alter von 67 Jahren bei Frauen (+ 0,202 ± 0,039 D) beobachtet. Ab dem 72. Lebensjahr zeigte sich in der Richtung der 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung gelegentlich eine kurzsichtige Verschiebung. Die statistische Analyse zeigte, dass sich SE bei Männern im Alter von 4–27 Jahren und Frauen im Alter von 5–27 Jahren vom Ausgangsalter bis zum 5-Jahres-Follow-up signifikant veränderte (P < 0,05 nach Bonferroni-Korrektur) (Ergänzungstabelle S2).

Beim Vergleich der Rate der 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung zwischen Männern und Frauen war die myopische Verschiebung bei Frauen im Alter von 5 bis 14 Jahren größer (außer im Alter von 11 Jahren), was mit einer großen 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung verbunden war. insbesondere bei Frauen im Vergleich zu Männern im Alter von 5 bis 8 Jahren, mit signifikanten Geschlechtsunterschieden bei der 5-Jahres-Myopie-Veränderung im Alter von 7 und 8 Jahren. Im Gegensatz dazu war die 5-Jahres-Myopie-Veränderung bei Männern im Alter von 15 bis 45 Jahren etwas größer als bei Frauen, und die Geschlechtsunterschiede bei der 5-Jahres-Myopie-Veränderung im Alter von 15 bis 39 Jahren und im Alter von 41 Jahren waren signifikant. Im Alter von 54 bis 79 Jahren war die 5-Jahres-Änderung der Hyperopie bei Männern größer als bei Frauen, außer im Alter von 67, 73, 75 und 76 Jahren, und die Geschlechtsunterschiede bei der 5-Jahres-Änderung der Hyperopie waren in den meisten Altersgruppen signifikant ( Ergänzungstabelle S2).

Abbildung 2 zeigt die 5-Jahres-Mittelwerte der SE-Brechungsänderungen, geschichtet nach Altersgruppe und SE-Level im Ausgangsalter. Bei der Stratifizierung der Teilnehmer nach SE-Werten wurde die größte 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung bei Männern bei SE – 0,75 bis – 2,50 D (– 0,463 ± 0,003 D) beobachtet, gefolgt von + 0,50 bis – 0,50 D, – 2,75 bis – 4,50 D und – 4,75 bis – 6,50 D. Die größte 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung bei Frauen wurde bei SE + 0,50 bis – 0,50 D (– 0,471 ± 0,016 D) beobachtet, gefolgt von – 0,75 bis – 2,50 D, – 2,75 bis – 4,50 D und – 4,75 bis – 6,50 D. Im Gegensatz dazu wurde die kleinste 5-Jahres-Myopieveränderung bei Männern bei SE + 2,50 bis + 0,75 D (– 0,073 ± 0,028 D) beobachtet, gefolgt von – 8,75 D oder weniger und – 6,75 bis – 8,50 D. Bei Frauen wurde eine 5-Jahres-Hyperopie-Änderung bei SE + 2,50 bis + 0,75 D (+ 0,122 ± 0,017 D) und die kleinste 5-Jahres-Myopie-Änderung bei + 2,50 D oder mehr beobachtet (− 0,057 ± 0,023 D), gefolgt von − 8,75 D oder weniger und − 6,75 bis − 8,50 D.

5-Jahres-Durchschnittsänderung des Brechungsfehlers des sphärischen Äquivalents (SE), stratifiziert nach Altersgruppe und SE-Level bei Männern (A) und Frauen (B). Der 5-Jahres-Mittelwert der SE-Änderung und der Standardfehler (in Klammern) in jeder Kategorie, klassifiziert nach Altersgruppe und SE-Stufe, werden im jeweiligen Quadrat angezeigt. Die nach Altersgruppe und SE-Ebene geschichteten Kategorien sind von einer dicken schwarzen Linie umgeben. Größere myopische und hyperopische Veränderungen nach 5 Jahren werden durch helleres Rot bzw. Blau angezeigt. †5-Jahres-Mittelwert der SE-Änderung (Standardfehler), angepasst durch Kovarianzanalyse (ANCOVA) mit dem Ausgangsalter als unabhängiger Variable. #5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung (Standardfehler), angepasst durch ANCOVA mit Baseline-SE als unabhängige Variable. *5-Jahres-Mittelwert der SE-Änderungen signifikant bei P < 0,05 nach Bonferroni-Korrektur, basierend auf der Anzahl der nach Alter und SE-Gruppen stratifizierten Kategorien.

Wenn die Teilnehmer nach Altersgruppen geschichtet wurden, sowohl bei Männern als auch bei Frauen, zeigte die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Veränderung eine Verschiebung der Myopie im Alter von 3–9 Jahren auf 45–49 Jahre, wobei die größte 5-Jahres-Veränderung der Myopie im Alter von 3–9 Jahren auftrat Jahre (Männer: − 2,460 ± 0,059 dpt; Frauen: − 2,872 ± 0,056 dpt), gefolgt von den Altersgruppen 10–14, 15–19, 20–24, 25–29 und 30–34 Jahre (in dieser Reihenfolge). Die 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung fiel sowohl bei Männern als auch bei Frauen im Alter von 25–29 Jahren unter –0,25 D, dem Mindestwert für die Korrektur mit Brillen. Sowohl bei Männern als auch bei Frauen im Alter von 50–54 bis 60–91 Jahren zeigte die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Veränderung eine hyperopische Verschiebung, wobei die Altersgruppe 60–91 Jahre die größte 5-Jahres-Hyperopie-Veränderung aufwies (Männer: + 0,239). ± 0,015 D; Frauen: + 0,103 ± 0,011 D), gefolgt von den Altersgruppen 55–59 und 50–54 Jahre.

Im Alter zwischen 3 und 9 Jahren betrug die mittlere SE-Änderung über 5 Jahre −2,00 D bei SE-Werten von −0,75 bis −6,50 D bei Männern und von +0,50 bis −6,50 D bei Frauen. Die größte kurzsichtige Veränderung wurde bei SE – 0,75 bis – 2,50 D sowohl bei Männern als auch bei Frauen beobachtet (Männer: – 2,813 ± 0,071 D; Frauen: – 3,234 ± 0,067 D), gefolgt von – 4,75 bis – 6,50 D und – 2,75 bis – 4,50 D bei Männern und – 2,75 bis – 4,50 D, + 0,50 bis – 0,50 D und – 4,75 bis – 6,50 D bei Frauen. Im Gegensatz dazu wurde die kleinste kurzsichtige Veränderung bei Männern bei SE – 6,75 bis – 8,50 D (– 1,000 ± 1,189 D) beobachtet, gefolgt von + 2,50 bis + 0,75 D und + 2,75 D oder mehr sowie bei + 2,50 bis + 0,75 D (− 1,169 ± 0,234 D) bei Frauen, gefolgt von − 6,75 bis − 8,50 D und + 2,75 D oder mehr. Davon waren kurzsichtige Veränderungen in SE-Gruppen von „+ 2,75 dpt oder mehr“ bis „– 4,75 bis – 6,50 dpt“ sowohl bei Männern als auch bei Frauen signifikant.

In der Altersgruppe der 10–14-Jährigen wurde die größte 5-Jahres-Myopieveränderung bei Männern bei SE + 0,50 bis – 0,50 D (– 1,904 ± 0,067 D) beobachtet, gefolgt von – 0,75 bis – 2,50 D und – 2,75 bis – 4,50 D und bei – 0,75 bis – 0,50 D (– 1,670 ± 0,012 D) bei Frauen, gefolgt von + 0,50 bis – 0,50 D und – 2,75 bis – 4,50 D. Die kleinste 5-Jahres-Myopie-Veränderung bei Männern wurde bei beobachtet SE + 2,50 bis + 0,75 D (– 0,228 ± 0,172 D), gefolgt von + 2,75 D oder mehr und – 6,75 bis – 8,50 D, und bei – 8,75 D oder weniger (– 0,766 ± 0,141 D) bei Frauen, gefolgt von + 2,75 D oder mehr und – 6,75 bis – 8,50 D. Im Alter von 10 bis 14 Jahren waren die kurzsichtigen Veränderungen in allen SE-Gruppen bei beiden Geschlechtern signifikant.

Im Alter zwischen 15 und 19 Jahren wurde die größte 5-Jahres-Myopieveränderung bei Männern bei SE + 2,50 bis + 0,75 D (– 0,941 ± 0,169 D) beobachtet, gefolgt von + 0,50 bis – 0,50 D und – 0,75 bis – 2,50 D und die kleinste Veränderung lag bei SE + 2,75 D oder mehr (– 0,375 ± 0,131 D), gefolgt von – 8,75 D oder weniger und – 6,75 bis – 8,50 D. Bei Frauen wurde die größte kurzsichtige Veränderung bei SE + 0,50 bis beobachtet − 0,50 D (− 0,764 ± 0,026 D), gefolgt von − 0,75 bis − 2,50 D und − 2,75 bis − 4,50 D, und die kleinste Änderung lag bei SE − 8,75 D oder weniger (− 0,316 ± 0,034 D), gefolgt von + 2,50 bis + 0,75 dpt und − 6,75 bis − 8,50 dpt. Die Altersgruppe der 20–24-Jährigen zeigte mit SE + 2,50 bis + 0,75 dpt bei Männern ebenfalls die größte myopische Veränderung (– 1,167 ± 0,325 dpt) und + 0,50 bis – 0,50 dpt (− 0,435 ± 0,024 D) bei Frauen und die kleinste Veränderung bei + 2,75 D oder mehr bei Männern (− 0,138 ± 0,080 D) und − 8,75 D oder weniger bei Frauen (− 0,145 ± 0,017 D). In den Altersgruppen 15–19 und 20–24 Jahre waren die myopischen Veränderungen in allen SE-Gruppen bei beiden Geschlechtern signifikant. Darüber hinaus kam es in der Altersgruppe der 25- bis 29-Jährigen in allen SE-Gruppen zu signifikanten kurzsichtigen Veränderungen, mit Ausnahme von + 2,50 bis + 0,75 dpt und + 2,75 dpt oder mehr bei Männern und + 2,50 bis + 0,75 dpt bei Frauen.

Bei Männern im Alter von 30–34 Jahren und Frauen im Alter von 35–39 Jahren sank die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Änderung auf allen SE-Stufen unter –0,25 D, und in keiner SE-Gruppe wurde im Alter von 30–34 Jahren eine signifikante Veränderung der Kurzsichtigkeit beobachtet älter bei beiden Geschlechtern. In den Altersgruppen von 30–34 Jahren bis 60–91 Jahren wurde sowohl bei Männern als auch bei Frauen eine 5-Jahres-Hyperopenveränderung beobachtet. Bei Männern wurde die größte hyperopische Veränderung bei SE + 2,75 dpt oder mehr im Alter von 30–34 Jahren, + 2,50 bis + 0,75 dpt im Alter von 35–39 bis 45–49 Jahren und + 0,50 bis − 0,50 dpt im Alter von 50–49 Jahren beobachtet. 54 Jahre, − 6,75 bis − 8,50 dpt im Alter von 55 bis 59 Jahren und − 2,75 bis − 4,50 dpt im Alter von 60 bis 91 Jahren. Bei Frauen wurde die größte hyperopische Veränderung bei SE + 2,50 bis + 0,75 D im Alter von 30–34 bis 55–59 Jahren und bei – 4,75 bis – 6,50 D im Alter von 60–91 Jahren beobachtet. Allerdings erreichten diese Hyperopie-Veränderungen keine statistische Signifikanz, da die Stichprobengrößen der Erwachsenengruppen, die die Hyperopie-Veränderung zeigten, relativ klein waren.

Um Muster von SE-Brechungsänderungen in einer japanischen Bevölkerung zu untersuchen, führten wir diese groß angelegte bevölkerungsbasierte Studie durch und analysierten Längsschnittdaten für 593.273 Augen von Personen, deren SE-Brechungsfehler fünf Jahre lang nachverfolgt wurden. Da das Alter und der aktuelle Brechungsfehler das Fortschreiten der Myopie in verschiedenen Lebensstadien beeinflussen, haben wir die Daten nach Alter und Brechungsfehler geschichtet.

Die Ergebnisse zeigen, dass es bei Kindern im schulpflichtigen Alter zu einer starken Veränderung der Kurzsichtigkeit kam. Die 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderung überstieg im Ausgangsalter von 6 bis 11 Jahren sowohl bei Männern als auch bei Frauen −2,00 D. Die größte 5-Jahres-Änderung wurde bei denjenigen beobachtet, die zu Studienbeginn 8 Jahre alt waren (Männer: − 2,654 ± 0,048 dpt; Frauen: − 3,110 ± 0,038 dpt). Darüber hinaus zeigte die Stratifizierung nach Altersgruppen, dass die Altersgruppe zwischen 3 und 9 Jahren die größte 5-Jahres-Myopieveränderung aufwies (Männer: − 2,460 ± 0,059 dpt; Frauen: − 2,872 ± 0,056 dpt), gefolgt von der Altersgruppe zwischen 10 und 14 Jahren ( Männer: − 1,478 ± 0,010 D; Frauen: − 1,491 ± 0,008 D). Eine frühere Studie mit chinesischen Kindern im Alter von 6 bis 15 Jahren ergab 5-Jahres-Mittelwerte der SE-Brechungsveränderungen von −2,21 ± 1,87 D und zeigte, dass das Fortschreiten der Myopie mit einem jüngeren Alter verbunden war28. Eine weitere Studie in Indien mit Menschen im Alter von 1–30 Jahren zeigte einen Alterseffekt auf das Fortschreiten der Myopie und identifizierte die größte jährliche Veränderung der SE bei Kindern im Alter von 6–10 Jahren, gefolgt von Kindern im Alter von 0–5 und 11–15 Jahren29. In einer multiethnischen Längsschnittstudie an Kindern im Alter von 7 bis 13 Jahren betrug die maximale Progression im ersten Jahr des Beginns der Myopie – 0,58 D im Alter von 7 Jahren, wobei die jährliche SE-Brechungsänderung mit zunehmendem Alter des Beginns der Myopie abnahm30. Daher ähneln unsere Ergebnisse bei schulpflichtigen Kindern der japanischen Bevölkerung früheren Ergebnissen in anderen Ländern.

Wir fanden außerdem heraus, dass das Fortschreiten der Myopie bei japanischen Kindern im Alter von 5 bis 14 Jahren bei Frauen schneller verlief als bei Männern, wobei die geschlechtsspezifischen Unterschiede bei denen, die zu Beginn der Studie 5 bis 8 Jahre alt waren, viel größer waren. Wir beobachteten durchschnittliche 5-Jahres-SE-Veränderungen von mehr als −3,00 D nur bei Mädchen im Alter von 6, 7 und 8 Jahren, nicht jedoch bei Jungen. Frühere Studien haben auch in China, Singapur und den Vereinigten Staaten ein deutlich schnelleres Fortschreiten der Myopie bei Frauen im schulpflichtigen Alter im Vergleich zu Männern gezeigt28,30,31,32,33, aber Studien aus Australien und dem Vereinigten Königreich haben nur ein geringfügig schnelleres Fortschreiten gezeigt weiblicher als bei männlichen schulpflichtigen Kindern34,35. Basierend auf den aktuellen und früheren Erkenntnissen haben wir bestätigt, dass bei Frauen im Schulalter eine schnellere Verschiebung der Kurzsichtigkeit auftritt als bei Männern. Diese schnellere Verschiebung der Kurzsichtigkeit könnte auf durchschnittliche Lebensstilunterschiede zwischen Männern und Frauen zurückzuführen sein, da Mädchen mehr Zeit mit visuellen Arbeiten im Nahbereich wie Lesen und Hausaufgaben machen36,37,38 verbringen, die als Risikofaktoren für Kurzsichtigkeit gelten39,40, und Jungen verbringen mehr Zeit mit Outdoor-Aktivitäten, die als Schutzfaktoren gegen Kurzsichtigkeit gelten40,41. Darüber hinaus können Unterschiede zwischen Männern und Frauen im Sexualhormonspiegel und körperliche strukturelle Veränderungen in Größe und Gewicht auch geschlechtsspezifischen Unterschieden bei SE-Brechungsänderungen zugrunde liegen42.

Unsere Schichtungsanalyse der Daten für japanische Kinder im schulpflichtigen Alter nach Basis-SE-Werten ergab, dass die Gruppen mit Emmetropie, geringer Myopie, leichter Myopie und mäßiger Myopie mit einem Basis-SE im Bereich von + 0,50 bis – 6,50 D eine größere 5-Jahres-Myopie aufwiesen Veränderung als die Gruppen mit Hyperopie, starker Myopie und schwerer Myopie mit einem Baseline-SE von + 0,75 dpt oder mehr oder − 6,75 dpt oder weniger. Viele frühere Studien haben über einen Zusammenhang zwischen dem Fortschreiten der Myopie und dem Baseline-SE bei Kindern im schulpflichtigen Alter berichtet (Ergänzungstabelle S3). Fan et al. zeigten, dass ein höherer Grad an Myopie zu Studienbeginn mit einer steileren jährlichen Myopieprogression bei Kindern im Alter von 5 bis 16 Jahren in Hongkong zusammenhängt3. Wong et al. berichteten über eine schnellere jährliche Myopieprogression bei mäßiger Myopie (− 6,0 D < SE ≤ − 3,0 D) im Vergleich zu leichter Myopie (− 3,0 D < SE ≤ − 0,5 D) bei Kindern im Alter von < 17 Jahren im Vereinigten Königreich35. Darüber hinaus fanden Verkicharla et al. in ihrer Studie in Indien die stärkste jährliche Myopieprogression bei schwerer Myopie (SE < − 9,0 D), gefolgt von hoher (− 9,0 D ≤ SE < − 6,0 D) und mäßiger (− 6,0 D). ≤ SE < − 3,0 D) und leichte Myopie (− 3,0 D ≤ SE ≤ − 0,5 D) bei Kindern im Alter ≤ 15 Jahre29. Darüber hinaus haben Zhao et al. berichteten, dass in einer 28,5-monatigen Nachuntersuchung chinesischer Kinder im Alter von 5 bis 13 Jahren das Fortschreiten der Myopie mit einem höheren kurzsichtigen oder hyperopischen Refraktionsfehler zu Studienbeginn verbunden war32. In einer Studie mit einer Nachbeobachtungszeit von 5 bis 6 Jahren an zwei Kohorten jüngerer und älterer australischer Kinder (Durchschnittsalter 6,7 ± 0,4 bzw. 12,7 ± 0,4 Jahre) haben French et al. berichteten, dass Kinder mit Ametropie (Myopie oder Hyperopie) zu Studienbeginn im Vergleich zu Kindern mit Emmetropie eine steilere Myopieprogression aufwiesen und dass die Myopieverschiebung bei Myopie größer war als bei Hyperopie34. Saw et al. fanden in einer Analyse von Daten aus einer 3-Jahres-Nachbeobachtung von Kindern in Singapur die schnellste Myopieprogression bei höherer Myopie (−6,0 D < SE ≤ −3,0 D), gefolgt von niedriger Myopie (−3,0). D < SE ≤ − 0,5 D), hohe Myopie (SE ≤ − 6,0 D) und Emmetropie (SE > − 0,5 D)31. Basierend auf diesen Erkenntnissen beeinflusst SE zu Studienbeginn sicherlich das Fortschreiten der Myopie bei Kindern im schulpflichtigen Alter, aber das berichtete Ausmaß dieses Effekts ist in der aktuellen und früheren Studie nicht unbedingt das gleiche. Ein Grund für diese Unterschiede könnten Unterschiede in den Altersgruppen sowie im genetischen, umweltbedingten und Lebensstil-Hintergrund zwischen den Kohorten sein. Angesichts der Bedeutung der Myopieprävention bei Kindern im schulpflichtigen Alter sind weitere detaillierte Studien erforderlich, um den Zusammenhang zwischen SE-Ausgangswert und Myopieprogression zu klären.

In der aktuellen Studie erreichte die 5-Jahres-Myopieveränderung ihren Höhepunkt im Kindesalter und nahm mit zunehmendem Alter ab, unabhängig von den SE-Grundwerten. Da der Mindestwert für die Brillenkorrektur im Allgemeinen bei 0,25 D liegt, wurde eine 5-Jahres-SE-Änderung unter −0,25 D als Beendigung der klinischen myopischen Veränderungen definiert. Wir fanden heraus, dass die 5-Jahres-Myopieveränderung bei Männern im Alter von 15 bis 45 Jahren etwas größer war als bei Frauen und dass die klinischen Myopieveränderungen im Alter von 27 Jahren bei Männern (− 0,217 ± 0,006 D) und im Alter von 26 Jahren bei Frauen (−) aufhörten 0,220 ± 0,005 D). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass klinische kurzsichtige Veränderungen in einer japanischen Bevölkerung bei Frauen früher aufhören als bei Männern. Als wir die Teilnehmer jedoch nach SE-Werten stratifizierten, fiel die durchschnittliche 5-Jahres-SE-Änderung bei allen SE-Werten nach dem Alter von 30–34 Jahren bei Männern und 35–39 Jahren bei Frauen unter –0,25 D, was zeigt, dass der SE-Ausgangswert die Kurzsichtigkeit beeinflusst Auch bei Erwachsenen verändern sich die Werte, was darauf hindeutet, dass sich das Alter, in dem die Myopie nicht mehr fortschreitet, im SE-Ausgangswert unterscheidet.

Die 5-Jahres-Mittelwert-SE-Veränderungen gingen im Alter von 51 Jahren sowohl bei Männern als auch bei Frauen unserer japanischen Bevölkerung von einer Kurzsichtigkeit zu einer Hyperopie über. In den SE-Gruppen war die Hyperopisierung sowohl bei Männern als auch bei Frauen in den Gruppen + 2,50 bis + 0,75 D und + 2,75 D oder mehr schneller als in anderen SE-Gruppen, und die 5-Jahres-SE-Veränderungen in diesen Gruppen wurden im Alter von 30–30 Jahren hyperopisch. 39 Jahre. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Hyperopisierung mit dem Alter fortschreitet und bei hyperopen Augen schneller voranschreitet. Diese Hyperopisierungstendenzen können auf eine latente Hyperopie in hyperopen Augen zurückgeführt werden, die sich im Laufe der Zeit aufgrund einer altersbedingten Abnahme der Akkommodation allmählich manifestiert43. Die 5-Jahres-SE-Veränderung blieb bis zum Alter von 71 Jahren in einer Hyperopie-Verschiebung, aber im oder nach dem 72. Lebensjahr variierten die Veränderungen mit dem Alter, und einige Augen zeigten in unserer japanischen Bevölkerung eine leichte Myopie-Verschiebung. Über die Verschiebung der Hyperopie nach dem mittleren Alter und die Verschiebung der Myopie im Alter wurde bereits in mehreren ethnischen Gruppen berichtet (Ergänzungstabelle S3). Eine 5-Jahres-Follow-up-Studie zu SE-Veränderungen in einer älteren chinesischen Bevölkerung ergab durchschnittliche 5-Jahres-SE-Veränderungen von – 0,21 D, + 0,14 D, + 0,40 D, + 0,08 D und – 0,34 D für die Altersgruppe 30–39 , 40–49, 50–59, 60–69 bzw. 70 Jahre oder älter44. Eine 10-Jahres-Follow-up-Studie mit Erwachsenen in den USA zeigte, dass jüngere Menschen dazu neigten, hyperopisch zu sein, während ältere Menschen eher kurzsichtig waren (mittlere SE-Änderung: + 0,48 dpt, + 0,03 dpt und − 0,19 dpt bei den 43-Jährigen). –59, 60–69 bzw. 70 Jahre oder älter)45. Darüber hinaus ergab eine 9-Jahres-Follow-up-Studie an Erwachsenen afrikanischer Abstammung eine Hyperopie-Verschiebung im Alter von 40–49 Jahren zu Studienbeginn (mittlere SE-Änderung: + 0,47 D) und eine Myopie-Verschiebung in den Altersgruppen ab 50 Jahren ( mittlere SE-Änderung: − 0,14 D, − 0,90 D und − 0,78 D für die Altersgruppen 50–59, 60–69 bzw. 70 Jahre oder älter)46. Was den Mechanismus der SE-Änderungen nach dem mittleren Alter betrifft, wurde eine altersbedingte Abnahme der Linsenbrechkraft als Faktor für Hyperopie nach dem mittleren Alter vorgeschlagen44. Im Gegensatz dazu geht man davon aus, dass die Verschiebung der Kurzsichtigkeit im Alter durch das Fortschreiten des nuklearen Katarakts und Veränderungen in der Augenstruktur verursacht wird47,48,49. In der vorliegenden Studie variierten die SE-Veränderungen nach dem 72. Lebensjahr je nach Alter. In Anbetracht der Auswirkungen von Katarakten und Veränderungen in der Augenstruktur auf SE47,48,49 kann dieser Unterschied in der Tendenz zu SE-Veränderungen im höheren Alter auf individuelle Unterschiede in den Augenzuständen in unserer älteren Bevölkerung zurückzuführen sein und nicht nur auf die geringe Anzahl in den Augen ältere Altersgruppe.

Eine mögliche Schwäche der aktuellen Studie besteht darin, dass es sich bei den Teilnehmern ausschließlich um Augenpatienten handelte, die eine Augenklinik in Yokohama besuchten. Unsere Ergebnisse sind möglicherweise nicht auf die japanische Bevölkerung als Ganzes übertragbar, da die Alters- oder Krankheitsverteilung unserer Patienten möglicherweise nicht die Verteilung der Allgemeinbevölkerung widerspiegelt. Verglichen mit den Ergebnissen einer kürzlich durchgeführten epidemiologischen Studie zur Myopieprävalenz bei Grund- und Mittelschülern in Tokio50 war die Verteilung von SE bei Schülern in der aktuellen Studie jedoch ähnlich, was darauf hindeutet, dass unsere Studienkohorte die allgemeine Bevölkerung im städtischen Japan widerspiegeln könnte.

Eine weitere Schwäche besteht darin, dass Zykloplegika nicht bei allen Teilnehmern eingesetzt wurden, sondern nur bei Kindern, bei denen der Verdacht auf refraktive Hyperopie oder Amblyopie bestand. Die zykloplegische Autorefraktion ist wichtig, um bei allen Kindern eine genaue SE zu erhalten und den Einfluss der aktiven Akkommodation zu vermeiden. Diese Schwäche ist die größte Einschränkung unserer Studie. Darüber hinaus haben wir in diesen Analysen keine Familiengeschichte von Brechungsfehlern oder Umwelt-, Lebensstil- oder genetische Faktoren als Kovariaten berücksichtigt, die alle ein mögliches Risiko für Brechungsveränderungen bergen. Darüber hinaus wurden in der aktuellen Studie keine okulären biometrischen Parameter wie Achslänge, Hornhautkrümmungsradius und Vorderkammertiefe für die Bewertung der SE-Änderung berücksichtigt, die Berichten zufolge mit dem Fortschreiten von Myopie oder Hyperopie zusammenhängen51,52. Obwohl die große Stichprobengröße (mehr als 500.000 Augen) wahrscheinlich die Auswirkungen dieser Einschränkungen auf statistische Analysen im Bereich der öffentlichen Gesundheit verringert, ist eine bevölkerungsbasierte multizentrische Längsschnittstudie erforderlich, um diese Einschränkungen zu überwinden und refraktive Veränderungen im Detail zu verstehen verschiedene Risiko- und Korrelationsfaktoren für refraktive Veränderungen bei Personen, die allgemein Zykloplegiker erhalten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in dieser Studie in der japanischen Bevölkerung die größte Veränderung der Kurzsichtigkeit bei Männern und Frauen im Alter von 8 Jahren auftrat, wobei die Veränderung bei Frauen steiler ausfiel. Die klinische Myopisierung hörte bei Männern im Alter von 27 Jahren und bei Frauen im Alter von 26 Jahren auf. SE-Refraktionsveränderungen gingen im Alter von 51 Jahren sowohl bei Männern als auch bei Frauen von einer Myopie zu einer Hyperopie über. Unsere Ergebnisse können nützliche Informationen für die Vorhersage zukünftiger SE-Änderungen liefern, und wir haben einen Algorithmus zur Vorhersage von SE-Brechungsänderungen nach 5 Jahren unter Verwendung von SE-Ausgangswert, Ausgangsalter und Geschlecht als Variablen basierend auf den Daten von 593.273 Augen in der aktuellen Studie erstellt (Manuskript in Vorbereitung). Die Vorhersage zukünftiger SE-Veränderungen kann die Einführung präventiver Verhaltensweisen zur Verhinderung des Fortschreitens der Myopie leiten, wie beispielsweise weniger Zeitaufwand für Arbeitsaktivitäten, insbesondere bei Kindern im schulpflichtigen Alter. Wir erwarten, dass unsere Daten und unser Algorithmus dazu beitragen, eine Verschlechterung der Myopie zu verhindern.

Wir untersuchten retrospektiv 5-Jahres-SE-Brechungsänderungen in 593.273 Augen von Patienten im Alter von 3 bis 91 Jahren, die zwischen Januar 2000 und Dezember 2012 die Okada Eye Clinic (Yokohama, Japan) wegen eines Brechungsfehlers oder eines vermuteten Brechungsfehlers aufsuchten. Alle Teilnehmer waren japanischer Abstammung Leben in Yokohama und Umgebung. Personen mit Hornhauterkrankungen, einer Vorgeschichte von Augenoperationen oder mit SE-Veränderungen von mehr als ± 5,0 dpt innerhalb eines Jahres wurden aufgrund möglicher Beeinträchtigungen der Refraktion ausgeschlossen. Personen mit einer Vorgeschichte einer Behandlung mit niedrig dosierten Atropin-Augentropfen, Orthokeratologielinsen oder Bifokal- oder Gleitsichtlinsen zur Verhinderung des Fortschreitens der Myopie wurden ebenfalls ausgeschlossen. Hinsichtlich der Altersstratifizierung wurden die Patienten im Abstand von 5 Jahren in Gruppen eingeteilt, mit Ausnahme einer Gruppe von Patienten ≤ 9 Jahren und solchen im Alter ≥ 60 Jahren (Ergänzungstabelle S1). Zur Messung der SE-Brechungsfehler wurde ein Autorefraktometer (KR-3000; TOPCON, Tokio, Japan) verwendet. Die Patienten wurden in acht SE-Gruppen eingeteilt: + 2,75 D oder mehr, + 2,50 D bis + 0,75 D, + 0,50 D bis – 0,50 D, – 0,75 D bis – 2,50 D, – 2,75 D bis – 4,50 D, – 4,75 D bis − 6,50 D, − 6,75 D bis − 8,50 D und − 8,75 D oder weniger (Ergänzungstabelle S1). Diese Studie folgte den Grundsätzen der Deklaration von Helsinki und wurde von der Ethikkommission des Okada Eye Clinic Institute genehmigt. Aufgrund des retrospektiven, beobachtenden und anonymen Charakters dieser Studie verzichtete die Ethikkommission gemäß der Ethikrichtlinie für klinische Forschung des japanischen Ministeriums für Gesundheit, Arbeit und Soziales auf die Notwendigkeit einer Einwilligung nach Aufklärung.

Wir untersuchten Veränderungen der SE-Refraktion vom Grundalter bis zum 5-Jahres-Follow-up bei jedem Patienten und analysierten die mittlere 5-Jahres-SE-Änderung in jeder Kategorie, klassifiziert nach Geschlecht, Grundalter und/oder Grund-SE-Level, mithilfe der Kovarianzanalyse (ANCOVA). )53. Bei der Analyse der mittleren 5-Jahres-SE-Änderungen in jedem Basisalter wurden die angepassten Mittelwerte der 5-Jahres-SE-Änderungen anhand von ANCOVA berechnet, wobei die Baseline-SE eine unabhängige Variable war. In ähnlicher Weise haben wir bei der Analyse der 5-Jahres-Mittelwert-SE-Änderungen stratifiziert nach Ausgangsaltersgruppen und Ausgangs-SE-Werten die angepassten Mittelwerte der 5-Jahres-SE-Veränderungen unter Verwendung von ANCOVA mit Ausgangsalter und Ausgangs-SE als unabhängige Variablen berechnet. P-Werte zur Beurteilung der Signifikanz der mittleren 5-Jahres-SE-Änderungen wurden mithilfe von ANCOVA berechnet, wobei eine Bonferroni-Korrektur für mehrere Tests erfolgte und ein korrigiertes P < 0,05 als signifikant angesehen wurde. Der Vergleich der mittleren 5-Jahres-SE-Änderung zwischen Männern und Frauen erfolgte mithilfe des Welch-T-Tests. Wir haben die Kategorien mit weniger als 10 Teilnehmern von der statistischen Analyse ausgeschlossen. Altersstandardisierte Prävalenzen in SE-Gruppen wurden mit der direkten Methode54 berechnet, basierend auf einer japanischen Modellpopulation aus dem Jahr 198555. Alle Analysen wurden mit dem SAS-Statistiksoftwarepaket (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) durchgeführt.

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Wir danken allen Studienteilnehmern und allen an der Diagnose und Datenerhebung beteiligten medizinischen Mitarbeitern herzlich. Diese Arbeit wurde durch einen Grant-in-Aid for Scientific Research der Japan Society for the Promotion of Science (JSPS) KAKENHI (Grant-Nummer 15K20272) unterstützt.

Abteilung für Augenheilkunde und visuelle Wissenschaft, Yokohama City University Graduate School of Medicine, Yokohama, Kanagawa, 236-0004, Japan

Masaki Takeuchi, Akira Meguro, Takahiro Yamane und Nobuhisa Mizuki

Abteilung für fortgeschrittene Medizin für Augenerkrankungen, Yokohama City University Graduate School of Medicine, Yokohama, Kanagawa, 236-0004, Japan

Masaki Takeuchi, Akira Meguro, Takahiro Yamane und Nobuhisa Mizuki

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Keisuke Yatsu

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Eiichi Okada

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MT, MY, EO und NM haben die Studie entworfen. MT, AM, MY und EO trugen zur Datenerfassung bei. MT, AM, MY, TY und KY analysierten Daten. MT, AM, MY und TY haben das Manuskript geschrieben. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Akira Meguro.

MT, TY, KY, EO und NM sind als Erfinder eines Patents (WO2018003672) aufgeführt, das sich auf die Expansionstechnologie bezieht, die anhand der Ergebnisse dieses Manuskripts entwickelt wurde. AM und MY erklären, dass keine konkurrierenden Interessen bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Takeuchi, M., Meguro, A., Yoshida, M. et al. Längsschnittanalyse von 5-Jahres-Brechungsänderungen in einer großen japanischen Bevölkerung. Sci Rep 12, 2879 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-06898-x

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Eingegangen: 07. Juli 2021

Angenommen: 08. Februar 2022

Veröffentlicht: 21. Februar 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-06898-x

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