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简介
圆锥角膜最早是在1748年由Mauchart发现，跟据美国「正确诊断」网站(Right Diagnosis)的报导，平均每两千人中就有一个圆锥角膜病人。
1963年英国Hall教授圆锥角膜的研究报导，从刚出生到51岁都有可能发生圆锥角膜，但大多数病人好发於12至20岁，通常一眼先发生，另一眼在再慢慢出现，1994年Tuft发现只有4.3%的圆锥角膜为单眼性。
圆锥角膜是角膜在不明原因下变薄，向前突出，弧度变弯，像圆锥状，故称为「圆锥角膜」，美国华盛顿大学的Wilson医师认为与角膜细胞退化有关；症状是因为角膜弧度变弯引起不规则散光和高度近视使视力模糊，严重的会使角膜产生瘢痕，导致失明，必需角膜移植治疗。
大部份圆锥角膜都是双眼性，但两眼严重程度并非对称性，小部份为单眼性，也有人刚开始只发生一眼，但后来另一眼也会发生；研究调查发现69% - 89%为双眼性，11% - 31%为单眼性。
性别方面，有人说圆锥角膜的发生率没有性别差异，但也有很多研究发现种族不同，发生率就有性别差异，例如以色列人男性比女性多4.6倍，白人男性比女性多1.9倍，但墨西哥人女性比男性高2倍。同样在印度，北部和西北部的人发生圆锥角膜男性比女性高，但中部的人却女性比男性多，所以关於性别差异，尚未有定论。
圆锥角膜的年龄分布，有70%在21至40岁范围内被发现，40至50岁占20%，超过50岁的只占10%，所以大部份在年轻时就被发现。圆锥角膜被诊断时平均年龄为21.4岁，亚洲人为22.3岁，白人为26.5岁，墨西哥人女性为15.5岁，而男性为17.3岁，愈早发生圆锥角膜，预后愈差，接受角膜移植治疗的机会也愈大。
圆锥角膜是一种会慢慢恶化的疾病，但恶化的速度目前无法预估，有的快，有的慢，也有人一直保持稳定不变，配戴硬式隐形眼镜是主要的治疗方法，如果病人无法适应隐形眼镜或隐形眼镜无法得到更好的视力，便需要角膜移植。1984年Woodward的研究中，有16.5%的圆锥角膜需要作角膜移植治疗，九成病人都在诊断后6年内接受角膜移植治疗，而且，最初接受隐形眼镜治疗时若镜片基弧小於6mm，则有50%的机会日后需要接受角膜移植治疗。另Less在1990年的研究中发现，若病人角膜弧度超过50D(diopter)而且视力小於0.4，则将来需要接受角膜移植治疗的机会相当大。
圆锥角膜盛行率
过去的研究都说平均每两千人中就有一个圆锥角膜病人，主要是依据1986年美国在明尼苏达洲的研究，后来许多国家都陆陆续续对圆锥角膜作调查，发现圆锥角膜的罹患率各有不同。(表一)
研究发现地理位置和种族对圆锥角膜罹患率均有影响，圆锥角膜最流行的地区在沙地阿拉伯(4.79%)、以色列(2.34%)、印度(2.3%)、墨西哥(1.8%)、埃及(1.7%)和巴勒斯坦(1.5%)等地，这些地方都比较干热，暴露紫外线比较多，也符合角膜细胞被氧化伤害的学说。白色人种罹患圆锥角膜比较少，可能跟遗传有关，但白人国家都位於北方，天气没那么热，而且日照也比较弱，所以还是有一点地理的因素。2005年英国的研究指出在同一区的居民中，亚洲人(中东人和印度人)罹患圆锥角膜的确比同区的白人约高出五倍之多，证明遗传也是重要的因素。
2017年荷兰发表了一个报告，在保险公司的资料库中分析了440万人，发现圆锥角膜的发生率为0.27%，同为白人国家，比过去美国、英国和丹麦高出五倍之多，而澳洲(2013) 和西班牙(2015)的调查也比过去白人国家(1986)高出三倍，所以圆锥角膜病人好像有愈来愈多的趋势，作者也有类似的经验，而且大部份病人都有长时间使用电脑或手机的习惯，因此，作者认为可能跟长时间使用3C产品有关。
表一、不同国家罹患圆锥角膜的盛行率。
圆锥角膜的遗传和环境因素
圆锥角膜是一种退化性的疾病，发生率很低，发病原因不明确而且复杂，相信与遗传和环境因子的影响有关。支持遗传因子的事实如下：
一、很多圆锥角膜的病人都有家族史，1986年Ihalainen在芬兰两处不同地方研究分别发现有9%及19%的圆锥角膜病人一等亲属中至少有一位成员罹患圆锥角膜。Gonzales和McDonnell的研究也发现圆锥角膜病人的父母亲中有58%角膜有异常。
二、2005年Toh等人在圆锥角膜双胞胎研究中发现同卵双胞胎比异卵双胞胎的吻合度高，也就是说同卵双胞胎中一人有圆锥角膜，另一人罹患圆锥角膜的机率相当高。
三、圆锥角膜常合并其他先天异常，如唐氏症(Down syndrome) 、莱伯氏先天性黑朦(Leber’s congenital amaurosis)、视网膜色素变性(pigmentary retinopathy)、二尖瓣脱垂(mitral valve prolapse)、胶原血管病(collagen vascular disease)和马凡氏症(Marfan’s syndrome)等等，这就是有遗传因素影响的间接佐证。
四、不同种族的人，有不同的圆锥角膜发生率，阿拉伯和印度人比较多，白人比较少。
支持环境因子的事实如下：
一、圆锥角膜高发生率的地方多在阿拉伯、印度和墨西哥等地区，这些地方都处在热带高原，干热的环境，风砂大，容易搓揉眼睛，而且高原上紫外线比较强，角膜容易受到氧化性伤害。
二、有研究发现对环境过敏而常常搓揉眼睛的人，在圆锥角膜的病人中比例偏高。
三、近年来荷兰、西班牙和澳洲等白人国家研究发现圆锥角膜的发生率比过去有上升的现象，可能是环境和生活模式改变所致。
目前研究遗传基因的方法主要有两种，一种是全基因组连锁研究(Genome-Wide Linkage Study) ，另一种是全基因组关联研究(Genome-Wide Association Study)。全基因组连锁研究(GWLS)是已有特定的遗传家族对象，在基因体中定位出与疾病相连锁的染色体区域，这些染色体区域可能是影响单一疾病或可同时引起多种症状的基因群，若遗传疾病的穿透力很强，容易传给下一代，全基因组连锁研究是很好的方法。全基因组关联研究(GWAS)是没有特定的遗传家族对象，直接在人类全基因组范围内找出存在的序列变异，即单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms , SNP），从中筛选出与疾病相关的SNPs，找出所有的变异等位基因频率，从而避免了像候选基因策略一样需要预先假设致病基因，穿透力低的遗传疾病比较适合使用这种方法。
以全基因组连锁研究方法(GWLS)找出与圆锥角膜有关的基因：
1. LOX基因，位於染色体区域5q23.2，制造赖氨酰氧化酶（lysyl oxidase），负责胶原蛋白的交叉链接（collagen cross-linking），加强角膜的硬度，若LOX基因缺乏。角膜基质层变弱。
2. CAST基因，位於染色体区域5q15，制造依钙半胱氨酸蛋白酶(calpain)抑制剂(calpastatin)，抑制依钙半胱氨酸蛋白质分解作用，有研究发现圆锥角膜患者的角膜上皮层有大量的依钙半胱氨酸蛋白酶，可能与角膜细胞蛋白质分解有关。
3. DOCK9基因，位於染色体区域13q32.3，制造引起细胞质分裂(cytokinesis) 的因子，与角膜伤口修补有关。
以全基因组关联研究方法(GWAS)找出与圆锥角膜有关的基因：
1. HGF基因，位於染色体区域7q21.1，制造肝细胞生长因子，与角膜伤口修补有关，从澳洲的圆锥角膜病人中发现。
2. RAB3GAP1基因，位於染色体区域2q21.3，制造Rab GTP酶激活蛋白(GTPase activating protein) ，调节胞吐作用(exocytosis) ，从罹患圆锥角膜的白色人种中发现。
3. MPDZNF1B基因，位於染色体区域9p23，与角膜厚度有关，在中国和澳洲的圆锥角膜病人中发现。
除了遗传之外，氧化性伤害(oxidative damage)也可能与圆锥角膜的形成和恶化有关。2005年Atilano等人发现圆锥角膜病人在角膜变薄部份有大量的mtDNA损毁，使得粒腺体编码的细胞色素c氧化酶次单元1(mitochondrial-encoded cytochrome c oxidase subunit 1, CO-Ι) 减少，但正常厚度的角膜部份却没有类似变化，所以怀疑角膜细胞是受到自由基(free radical)的攻击而产生氧化性伤害，让角膜细胞凋亡(apotoposis)，角膜因而变薄。有研究用电子显微镜观察圆锥角膜细胞的粒腺体，发现有水肿的现象，这是粒腺体受到伤害的证据。
2014年Abu-Amero等人在动物实验中证明粒腺体的氧化性伤害会使得角膜上皮层愈合变慢、内皮细胞减少、后弹力层(Descemet's membrane)变厚和角膜变薄的现象。另外，他们也在圆锥角膜病人中发现有38.5%发生mtDNA的基因突变，相信是造成圆锥角膜的原因之一，这种的mtDNA基因突变，也会经母亲遗传给下一代。当然，若基因正常，角膜的硬度够，修补能力强，角膜便不易变薄而形成圆锥角膜了。
圆锥角膜最早是在1748年由Mauchart发现，跟据美国「正确诊断」网站(Right Diagnosis)的报导，平均每两千人中就有一个圆锥角膜病人。
1963年英国Hall教授圆锥角膜的研究报导，从刚出生到51岁都有可能发生圆锥角膜，但大多数病人好发於12至20岁，通常一眼先发生，另一眼在再慢慢出现，1994年Tuft发现只有4.3%的圆锥角膜为单眼性。
圆锥角膜是角膜在不明原因下变薄，向前突出，弧度变弯，像圆锥状，故称为「圆锥角膜」，美国华盛顿大学的Wilson医师认为与角膜细胞退化有关；症状是因为角膜弧度变弯引起不规则散光和高度近视使视力模糊，严重的会使角膜产生瘢痕，导致失明，必需角膜移植治疗。
大部份圆锥角膜都是双眼性，但两眼严重程度并非对称性，小部份为单眼性，也有人刚开始只发生一眼，但后来另一眼也会发生；研究调查发现69% - 89%为双眼性，11% - 31%为单眼性。
性别方面，有人说圆锥角膜的发生率没有性别差异，但也有很多研究发现种族不同，发生率就有性别差异，例如以色列人男性比女性多4.6倍，白人男性比女性多1.9倍，但墨西哥人女性比男性高2倍。同样在印度，北部和西北部的人发生圆锥角膜男性比女性高，但中部的人却女性比男性多，所以关於性别差异，尚未有定论。
圆锥角膜的年龄分布，有70%在21至40岁范围内被发现，40至50岁占20%，超过50岁的只占10%，所以大部份在年轻时就被发现。圆锥角膜被诊断时平均年龄为21.4岁，亚洲人为22.3岁，白人为26.5岁，墨西哥人女性为15.5岁，而男性为17.3岁，愈早发生圆锥角膜，预后愈差，接受角膜移植治疗的机会也愈大。
圆锥角膜是一种会慢慢恶化的疾病，但恶化的速度目前无法预估，有的快，有的慢，也有人一直保持稳定不变，配戴硬式隐形眼镜是主要的治疗方法，如果病人无法适应隐形眼镜或隐形眼镜无法得到更好的视力，便需要角膜移植。1984年Woodward的研究中，有16.5%的圆锥角膜需要作角膜移植治疗，九成病人都在诊断后6年内接受角膜移植治疗，而且，最初接受隐形眼镜治疗时若镜片基弧小於6mm，则有50%的机会日后需要接受角膜移植治疗。另Less在1990年的研究中发现，若病人角膜弧度超过50D(diopter)而且视力小於0.4，则将来需要接受角膜移植治疗的机会相当大。
圆锥角膜盛行率
过去的研究都说平均每两千人中就有一个圆锥角膜病人，主要是依据1986年美国在明尼苏达洲的研究，后来许多国家都陆陆续续对圆锥角膜作调查，发现圆锥角膜的罹患率各有不同。(表一)
研究发现地理位置和种族对圆锥角膜罹患率均有影响，圆锥角膜最流行的地区在沙地阿拉伯(4.79%)、以色列(2.34%)、印度(2.3%)、墨西哥(1.8%)、埃及(1.7%)和巴勒斯坦(1.5%)等地，这些地方都比较干热，暴露紫外线比较多，也符合角膜细胞被氧化伤害的学说。白色人种罹患圆锥角膜比较少，可能跟遗传有关，但白人国家都位於北方，天气没那么热，而且日照也比较弱，所以还是有一点地理的因素。2005年英国的研究指出在同一区的居民中，亚洲人(中东人和印度人)罹患圆锥角膜的确比同区的白人约高出五倍之多，证明遗传也是重要的因素。
2017年荷兰发表了一个报告，在保险公司的资料库中分析了440万人，发现圆锥角膜的发生率为0.27%，同为白人国家，比过去美国、英国和丹麦高出五倍之多，而澳洲(2013) 和西班牙(2015)的调查也比过去白人国家(1986)高出三倍，所以圆锥角膜病人好像有愈来愈多的趋势，作者也有类似的经验，而且大部份病人都有长时间使用电脑或手机的习惯，因此，作者认为可能跟长时间使用3C产品有关。
表一、不同国家罹患圆锥角膜的盛行率。
|
年份 |
地区 |
圆锥角膜盛行率(%) |
|
1985 |
日本 |
0.009 |
|
1986 |
美国 |
0.055 |
|
1986 |
芬兰 |
0.03 |
|
1995 |
法国 |
1.19 |
|
2007 |
丹麦 |
0.086 |
|
2009 |
印度 |
2.3 |
|
2000 |
英国 |
0.057 |
|
2011 |
以色列 |
2.34 |
|
2012 |
墨西哥 |
1.8 |
|
2012 |
北京 |
0.9 |
|
2013 |
埃及 |
1.7 |
|
2013 |
伊朗 |
0.75 |
|
2013 |
澳洲 |
0.15 |
|
2015 |
西班牙 |
0.18 |
|
2017 |
荷兰 |
0.27 |
|
2018 |
巴勒斯坦 |
1.5 |
|
2018 |
沙乌地阿拉伯 |
4.79 |
圆锥角膜的遗传和环境因素
圆锥角膜是一种退化性的疾病，发生率很低，发病原因不明确而且复杂，相信与遗传和环境因子的影响有关。支持遗传因子的事实如下：
一、很多圆锥角膜的病人都有家族史，1986年Ihalainen在芬兰两处不同地方研究分别发现有9%及19%的圆锥角膜病人一等亲属中至少有一位成员罹患圆锥角膜。Gonzales和McDonnell的研究也发现圆锥角膜病人的父母亲中有58%角膜有异常。
二、2005年Toh等人在圆锥角膜双胞胎研究中发现同卵双胞胎比异卵双胞胎的吻合度高，也就是说同卵双胞胎中一人有圆锥角膜，另一人罹患圆锥角膜的机率相当高。
三、圆锥角膜常合并其他先天异常，如唐氏症(Down syndrome) 、莱伯氏先天性黑朦(Leber’s congenital amaurosis)、视网膜色素变性(pigmentary retinopathy)、二尖瓣脱垂(mitral valve prolapse)、胶原血管病(collagen vascular disease)和马凡氏症(Marfan’s syndrome)等等，这就是有遗传因素影响的间接佐证。
四、不同种族的人，有不同的圆锥角膜发生率，阿拉伯和印度人比较多，白人比较少。
支持环境因子的事实如下：
一、圆锥角膜高发生率的地方多在阿拉伯、印度和墨西哥等地区，这些地方都处在热带高原，干热的环境，风砂大，容易搓揉眼睛，而且高原上紫外线比较强，角膜容易受到氧化性伤害。
二、有研究发现对环境过敏而常常搓揉眼睛的人，在圆锥角膜的病人中比例偏高。
三、近年来荷兰、西班牙和澳洲等白人国家研究发现圆锥角膜的发生率比过去有上升的现象，可能是环境和生活模式改变所致。
目前研究遗传基因的方法主要有两种，一种是全基因组连锁研究(Genome-Wide Linkage Study) ，另一种是全基因组关联研究(Genome-Wide Association Study)。全基因组连锁研究(GWLS)是已有特定的遗传家族对象，在基因体中定位出与疾病相连锁的染色体区域，这些染色体区域可能是影响单一疾病或可同时引起多种症状的基因群，若遗传疾病的穿透力很强，容易传给下一代，全基因组连锁研究是很好的方法。全基因组关联研究(GWAS)是没有特定的遗传家族对象，直接在人类全基因组范围内找出存在的序列变异，即单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms , SNP），从中筛选出与疾病相关的SNPs，找出所有的变异等位基因频率，从而避免了像候选基因策略一样需要预先假设致病基因，穿透力低的遗传疾病比较适合使用这种方法。
以全基因组连锁研究方法(GWLS)找出与圆锥角膜有关的基因：
1. LOX基因，位於染色体区域5q23.2，制造赖氨酰氧化酶（lysyl oxidase），负责胶原蛋白的交叉链接（collagen cross-linking），加强角膜的硬度，若LOX基因缺乏。角膜基质层变弱。
2. CAST基因，位於染色体区域5q15，制造依钙半胱氨酸蛋白酶(calpain)抑制剂(calpastatin)，抑制依钙半胱氨酸蛋白质分解作用，有研究发现圆锥角膜患者的角膜上皮层有大量的依钙半胱氨酸蛋白酶，可能与角膜细胞蛋白质分解有关。
3. DOCK9基因，位於染色体区域13q32.3，制造引起细胞质分裂(cytokinesis) 的因子，与角膜伤口修补有关。
以全基因组关联研究方法(GWAS)找出与圆锥角膜有关的基因：
1. HGF基因，位於染色体区域7q21.1，制造肝细胞生长因子，与角膜伤口修补有关，从澳洲的圆锥角膜病人中发现。
2. RAB3GAP1基因，位於染色体区域2q21.3，制造Rab GTP酶激活蛋白(GTPase activating protein) ，调节胞吐作用(exocytosis) ，从罹患圆锥角膜的白色人种中发现。
3. MPDZNF1B基因，位於染色体区域9p23，与角膜厚度有关，在中国和澳洲的圆锥角膜病人中发现。
除了遗传之外，氧化性伤害(oxidative damage)也可能与圆锥角膜的形成和恶化有关。2005年Atilano等人发现圆锥角膜病人在角膜变薄部份有大量的mtDNA损毁，使得粒腺体编码的细胞色素c氧化酶次单元1(mitochondrial-encoded cytochrome c oxidase subunit 1, CO-Ι) 减少，但正常厚度的角膜部份却没有类似变化，所以怀疑角膜细胞是受到自由基(free radical)的攻击而产生氧化性伤害，让角膜细胞凋亡(apotoposis)，角膜因而变薄。有研究用电子显微镜观察圆锥角膜细胞的粒腺体，发现有水肿的现象，这是粒腺体受到伤害的证据。
2014年Abu-Amero等人在动物实验中证明粒腺体的氧化性伤害会使得角膜上皮层愈合变慢、内皮细胞减少、后弹力层(Descemet's membrane)变厚和角膜变薄的现象。另外，他们也在圆锥角膜病人中发现有38.5%发生mtDNA的基因突变，相信是造成圆锥角膜的原因之一，这种的mtDNA基因突变，也会经母亲遗传给下一代。当然，若基因正常，角膜的硬度够，修补能力强，角膜便不易变薄而形成圆锥角膜了。