이중초점 콘택트렌즈의 근시 진행 억제 효과

Effect of Dual-focus Contact Lenses on Myopic Progression

Article information

Ann Optom Contact Lens. 2023;22(1):1-6
Publication date (electronic) : 2023 March 25
doi : https://doi.org/10.52725/aocl.2023.22.1.1
Department of Ophthalmology, Chungnam National University College of Medicine, Daejeon, Korea
김재영
충남대학교 의과대학 안과학교실
Address reprint requests to Jaeyoung Kim, MD, PhD Department of Ophthalmology, Chungnam National University College of Medicine, #282 Munhwa-ro, Jung-gu, Daejeon 35015, Korea Tel: 82-42-280-7604, Fax: 82-42-255-3745 E-mail: scullism@gmail.com
Received 2023 March 8; Revised 2023 March 17; Accepted 2023 March 18.

Abstract

최근 전 세계적으로 근시의 유병률이 증가하고 있고, 특히 한국을 포함한 아시아 지역에서 그 유병률이 매우 높게 보고되고 있다. 근시는 수정체, 망막, 시신경 등에 다른 질환을 유발할 수 있으며, 근시의 진행을 억제하기 위한 다양한 방법들이 시도되고 있으나 현재까지 그 효과나 기전이 명확하게 밝혀진 치료법은 없다. 이중초점 콘택트렌즈는 렌즈의 중심부터 동심원 형태로 다른 도수의 영역을 교차 배열하여, 근시를 교정하여 좋은 원거리 시력을 갖게끔 해주는 동시에 망막의 주변부에 근시성 탈초점화를 유발하여 안축장이 확장되는 것을 지연시킬 수 있다고 알려져 있다. 본고를 통해 소아에서 이중초점 콘택트렌즈가 근시의 진행에 미치는 효과 및 안전성을 알아보고자 한다.

Trans Abstract

The prevalence of myopia is increasing, and is particularly high in Asia, including Korea. The myopia is associated with serious ocular complications such as cataract, glaucoma, and retinal detachment. There have been several studies to control progression of myopia using optical or medical treatment. Among them, MiSight® has been clinically proven and approved by the US Food and Drug Administration (FDA) to control the progression of myopia in children. MiSight® is a dual-focus contact lens containing a large central correction zones to correct refractive error and concentric zones of alternating distance and near powers to produce myopic retinal defocus. In this paper, I reviewed the optical design of dual-focus contact lens, and the results of several clinical studies that showed efficacy and safety of dual-focus contact lens on the progression of myopia is investigated.

근시는 전 세계에서 가장 흔한 굴절이상으로, 최근 근거리 작업시간 또는 컴퓨터 사용시간이 점차 증가하고, 일광 노출시간이 저하되는 등 작업 환경이 변화하면서 지속적으로 그 유병률이 높아지고 있다[1,2]. 근시 유병률의 증가 추세는 앞으로도 계속되어, 2050년에는 전 세계 인구의 절반 이상이 근시를 갖게 될 것으로 예측한 보고도 있다[3]. 특히 근시는 우리나라를 포함한 아시아 국가에서 유병률이 높으며[3], 제7기 국민건강영양조사에 따르면 5-18세 소아청소년의 63.0%가 근시를 가진 것으로 보고되었다[4]. 근시는 망막박리, 근시성 망막병증, 녹내장, 백내장 등의 발생 위험을 높일 수 있는 질환으로[5], 근시 진행의 기전에 대해서 아직 명확하게 밝혀진 바는 없으나, 망막 주변부의 원시성 탈초 점화가 안구의 과도한 성장을 유발하여 이로 인해 근시가 진행할 수 있고, 반면에 근시성 탈초점화는 안구의 성장을 지연시킨다는 것이 영장류 실험에서 확인되었다[6]. 또한 이러한 기전을 이용하여, 근시성 탈초점화를 유발하는 영역을 포함한 두 가지 다른 도수가 동심원 형태로 교차 배열된 이중초점 렌즈를 적용한 여러 동물 실험에서 대조군에 비해 안구 성장이 감소된 결과를 보인 것이 보고되었다[7-9]. 이후 이중초점 렌즈를 사용해 근시의 진행을 억제하고자 하는 시도가 활발하게 이루어지고 있다. 본 종설에서는 이중 초점 콘택트렌즈, 특히 최근 국내에 도입된 이중초점 콘택트렌즈가 소아의 근시 진행에 미치는 효과 및 안전성에 대해 알아보고자 한다.

본 론

이중초점 콘택트렌즈는 굴절이상의 교정을 위한 도수를 가진 중심부 영역 주변으로, 탈초점화를 유발하기 위해 추가된 도수가 동심원 형태로 교차 배열되어 있어(Fig. 1, 2) [10,11], 좋은 원거리 시력을 갖게끔 해주는 동시에 근시성 탈초점화를 유발하여 근시 진행을 억제한다는 원리를 배경으로 한다. 소아에서 근시의 교정 및 근시 진행의 억제 효과에 대해 미국 식품의약품국의 승인을 받았으며, 최근 국내에도 도입된 MiSight® (CooperVision, Inc., Pleasanton, CA, USA)는 이러한 원리의 이중초점을 가진 친수성의 일회용 소프트 콘택트렌즈로, 근시를 교정하는 도수와 +2.00 diopter (D)가 추가된 도수가 동심원 형태로 교차되어 있는 광학부 디자인을 가지고 있다(Fig. 1, 2) [10,11]. 이러한 이중초점 콘택트렌즈가 실제로 소아의 근시 진행 속도를 효과적으로 늦추었다는 것이 여러 임상 연구를 통해 입증되고 있어, 지금까지 보고된 대표적인 임상 연구의 결과들을 살펴보고자 한다.

Figure 1.

The optic design of dual-focus contact lenses. Dual-focus design has a central zone containing the distance correction with concentric peripheral zones, alternating myopic defocus (additional positive power) with distance correction power. This optical design provides full correction of refractive error, and simultaneously produces myopic defocus in all directions of gaze[11]. Adopted from Chamberlain et al[11], where it is permissible to download and share the work provided it is properly cited.

Figure 2.

Power profile of the MiSight®[10]. A 2.0 mm central zone corrects the far vision while the positive refractive zone is responsible for the production of simultaneous myopic retinal defocus. Adopted from Ruiz-Alcocer[10]. D = diopter.

Ruiz-Pomeda et al[12]은 -0.75 D에서 -4.00 D의 근시와 1.00 D 미만의 난시를 가진 8-12세 소아청소년을 대상으로 MiSight®를 착용한 46명과 단초점 안경을 착용한 대조군 33명을 2년 동안 관찰하여 그 결과를 보고하였다. 이 중 총 74명이 2년의 연구를 마쳤으며, MiSight®군에서 대조군에 비해 구면렌즈대응치의 변화(0.45 D vs. 0.74 D, p<0.001) 및 안축장 길이의 변화(0.28 mm vs. 0.44 mm, p<0.001)가 모두 유의하게 적은 것으로 나타났다(Fig. 2, 3)[12]. 두 군 간 구면렌즈대응치의 평균 차이는 0.29 D로 MiSight®군의 근시 진행 정도는 대조군의 39.32%에 해당되었고, 두 군 간 안축장 길이 변화의 차이는 평균 0.16 mm로 MiSight®군의 안축장 변화는 대조군의 36.04%에 해당되어, MiSight®가 원거리 교정용 단초점 안경에 비해 안축장 길이의 확장 및 근시의 진행을 의미 있게 감소시킨 것으로 보고하였다.

Figure 3.

Mean changes in spherical equivalent (in diopters) for the 24-month study period[12]. Adopted from Ruiz-Pomeda et al[12] with permission of Springer Nature. SV = single-vision spectacles lenses; SE = spherical equivalent; D = diopter.

이후 포르투갈, 영국, 싱가폴과 캐나다 4개국에서 -0.75 D에서 -4.00 D의 구면렌즈대응치와 1.00 D 미만의 난시를 가진 8-12세 소아청소년을 대상으로 다기관, 병행집단, 이중맹검, 무작위 임상 연구가 시행되었다[11]. 모집된 환아를 연령, 성별, 인종을 매칭하여, 무작위로 MiSight®를 착용한 군과 MiSight®와 렌즈 광학부 디자인을 제외한 모든 구조가 동일하고 같은 재질로 만들어진 단초점 소프트콘택트렌즈인 Proclear 1-day® (CooperVision, Inc.)를 착용한 대조군으로 나누었으며, MiSight®군 53명과 대조군 56명이 3년의 경과 관찰을 마쳤다. MiSight®군에서 구면렌즈대응치의 변화는 대조군보다 0.73 D 낮게 보여, 대조군 변화의 59%에 해당하는 것으로 확인되었고(-0.51 D vs. -1.24 D, p<0.001), 안축장 길이의 변화는 대조군보다 0.32 mm 적어 대조군에서의 변화의 52%에 해당하였다(0.30 mm vs. 0.62 mm, p<0.001). 또한, 12, 24개월의 검사 시점에서도 구면렌즈대응치 및 안축장 길이의 변화 정도는 MiSight®군에서 유의하게 적었다(Fig. 4, 5) [11]. 따라서 MiSight®가 구면렌즈대응치 및 안축장 길이의 변화를 효과적으로 지연시킨 것을 입증하였으며, 3년의 경과 관찰 기간 동안 심각한 부작용은 보고되지 않아 안전성도 확인하였다. 이 연구(part 1) [11]가 종료된 뒤, 두 군의 환아에게 모두 MiSight®를 착용하게 하여 3년을 더 경과 관찰한 후속 연구(part 2)가 시행되었다[13].

Figure 4.

Axial length elongation (in millimeters) for the 24-month study period.[12] Adopted from Ruiz-Pomeda et al[12] with permission of Springer Nature. SV = single vision; AXL = axial length; D = diopter.

Figure 5.

Mean unadjusted changes in spherical equivalent (in diopters) for the 36-month study period[11]. The mean unadjusted differences were 0.40 D (-0.18 D vs. -0.58 D) less with MiSight® at 12 months, 0.54 D less at 24 months, and 0.73 D less at 36 months. These differences were statistically significant at each time point (p < 0.0001). Adopted from Chamberlain et al[11], where it is permissible to download and share the work provided it is properly cited. D = diopter.

이전 연구에서 3년간 MiSight®를 착용하였던 군은 3년간 착용 기간이 추가되어 총 6년간 MiSight®를 착용하였고(T6), 이전 연구에서 단초점 소프트 콘택트렌즈를 착용하였던 대조군의 환아들에게는 새롭게 MiSight®를 처방하여 3년간 착용하게 하였다(T3). T6군의 40명과 T3군의 45명이 추가적인 3년의 치료를 받았으며, T6와 T3 각 군의 환아 평균 연령은 13.2 ± 1.3세와 13.0 ± 1.5세였다. 이들의 구면렌즈대응치와 안축장 길이의 변화를 분석한 결과, T6군의 이전 3년(part 1)과 추가된 3년(part 2)의 치료 기간에서 구면렌즈대응치 변화의 평균은 각 -0.52 D와 -0.51 D로 유의한 차이가 없었으며(p>0.05), 안축장 길이의 변화 역시 평균 0.28 mm와 0.23 mm로 유의한 차이를 보이지 않아(p>0.05), part 1에서 확인한 MiSight®의 근시 진행의 억제 효과가 이후 3년의 연구 기간에도 변화 없이 유지되었음을 보고하였다. Part 2 연구에서 T6와 T3군의 구면렌즈대응치 변화의 평균은 각각 -0.51 D와 -0.34 D였고, 안축장 길이의 변화는 0.23 mm와 0.18 mm로 두 가지 변수 모두 두 군 간 유의한 차이는 없었으며(p>0.05), 따라서 두 군에서 근시 진행의 정도는 이전에 시행되었던 치료에 영향받지 않는 것으로 나타났다. 또한 T3군에서 단초점 소프트 콘택트렌즈를 착용하던 part 1 연구 시기에 비해 part 2에서 안축장 길이의 성장이 71%가량 느려진 것을 확인하여, 이중초점 콘택트렌즈가 6년간 소아 근시의 진행을 효과적으로 늦추었고, 단초점 콘택트렌즈를 3년간 사용한 소아가 이중초점 콘택트렌즈로 교체하여 3년간 사용한 경우에도 안구의 성장속도가 의미 있게 지연된 것을 보고하였다.

최근 이중초점 콘택트렌즈와 저농도 아트로핀의 병합 치료에 대한 연구 결과도 발표되었다[14]. -1.00 D 이상의 구면렌즈대응치를 갖고, 이전 치료에서 1년에 -1.00 D 이상 근시가 진행한 것으로 보고된 환아 85명을 포함한 연구로, 단초점 안경만 착용한 군(single-vision spectacles lenses [SV]군), 0.01% 저농도 아트로핀을 점안한 군(0.01% atropine [A0.01%]군), 0.01% 저농도 아트로핀 점안과 이중초점 콘택트렌즈의 착용을 병행한 군(A0.01% + dual-focus contact lenses [DFCL]군)에서의 근시 진행 정도와 아트로핀 점안제 중단 이후 반동 효과의 발생을 후향적으로 분석한 연구이다. 평균 연령은 10.34세였고, SV군에 비해 나머지 두 군에서는 치료 1년과 2년째 구면렌즈대응치의 변화가 유의하게 낮았으나, A0.01%군과 A0.01% + DFCL군 사이의 유의한 차이는 없었다(Fig. 6) [14]. 또한 2년간의 아트로핀 단독 또는 이중초점 콘택트렌즈와의 병용 치료 이후 아트로핀의 점안을 중단하였을 때, 이후 반 년간 근시의 진행 정도는 A0.01%군에서 -0.24 D, A0.01% + DFCL군에서 -0.18 D로 두 군 간 유의한 차이는 없었다(Fig. 7) [14]. 이 후향적 연구에서는 저농도 아트로핀의 단독 치료에 비해 이중초점 콘택트렌즈를 착용을 병용하였을 때, 근시 진행을 억제하거나 반동 효과를 감소시키는 측면에서 유의미한 이점은 발견하지 못하였다(Fig. 8).

Figure 6.

Mean unadjusted changes in axial length (in millimeters) for the 36-month study period[11]. The change in axial length was 0.24 mm in the control group versus 0.09 mm in the MiSight® group, representing on average a 0.15-mm less growth in the MiSight® group at 12 months. The change in axial length was 0.24 mm less with MiSight® group at 24 months, and was 0.32 mm less with MiSight® group at 36 months. These differences were statistically significant at each time point (p < 0.0001). Adopted from Chamberlain et al,11 where it is permissible to download and share the work provided it is properly cited.

Figure 7.

Increase in myopia over 3 years in the group wearing single-vision spectacles lenses (SV), 2 years of treatment with 0.01% atropine (A0.01%), and 2 years wearing dual-focus contact lenses (DFCL) with A0.01% (A0.01% + DFCL)[14]. There is no significant difference between A0.01% group and A0.01% + DFCL group at each time point. Adopted from Erdinest et al[14]. *Rrepresents a significant p value (p < 0.01).

Figure 8.

The rebound effect was evaluated half a year after the cessation of the atropine treatment[14]. The myopia progression was -0.24 D and -0.18 D in the A0.01% and A0.01% + DFCL groups, respectively. There is no significant difference between two groups. D = diopter; SV = single-vision spectacles lenses; A0.01% = 0.01% atropine; DFCL = dual- focus contact lenses. Adopted from Erdinest et al[14]. *Rrepresents a significant p value (p < 0.01).

고 찰

현재 국내에서 소아의 근시 진행을 억제하기 위해 가장 대표적으로 시행되고 있는 방법은 무스카린수용체 대항제(muscarinic receptor antagonist)의 점안 및 각막굴절교정렌즈(orthokeratology lens, Ortho-K 렌즈)의 착용이다. 소아 근시 환자에서 사용되는 무스카린수용체 대항제로 가장 흔하게 쓰이는 약제는 아트로핀으로, 그 작용 기전이 아직 정확하게 밝혀지지 않았으나, 여러 연구에서 그 효과가 입증된 바 있다[15,16]. 그러나 아트로핀은 산동 효과로 인해 근거리 시력이 저하될 수 있고, 전신에 흡수될 시 발열, 안면홍조, 경련 등의 부작용을 유발할 우려가 있으며, 약제를 중단할 경우 급속히 근시가 진행되는 결과가 보고되기도 하여[17], 사용에 제한점이 있다. 따라서 근시 진행 억제 효과는 비슷하면서, 상대적으로 부작용이 발생할 위험 및 치료 중단 후 반동 현상이 적게 나타나는 것으로 보고된[18,19] 저농도 아트로핀의 사용이 고려되고 있으나 저농도 아트로핀의 경우 장기간 유효성 및 안전성을 관찰한 대규모 전향적 연구가 아직 부족한 실정이다. 또한 아트로핀 점안 치료를 받고 있다고 하더라도 원거리 시력의 교정을 위해서는 결국 안경 또는 렌즈의 착용이 필요하다는 불편이 있다. 따라서 일부 환자들은 근시의 진행을 조절하면서 동시에 원거리 시력을 교정할 수 있는 효율적인 치료 방법을 선호하기도 한다. 이를 위해 많이 사용되는 것이 Ortho-K 렌즈이다. Ortho-K 렌즈는 렌즈의 중심부가 주변부보다 편평하게 디자인된 역기하 렌즈로서, 각막의 중심부를 편평하게 압박하여 망막 주변부의 근시성 탈초점화를 유발하고, 이로 인해 안축장의 확장이 지연되는 것으로 추측된다[20]. 그러나 아직 그 명확한 기전에 대해 밝혀지지 않았으며, 수면시간 동안 착용하는 렌즈라는 점에서 관리 및 합병증의 예방이 매우 중요하며, 잠자는 자세나 수면시간에 따라 다음 날 시력이 충분하게 교정되지 않을 수 있어 주의가 필요하다.

본 종설에서 소개한 이중초점 콘택트렌즈 역시 망막 주변부의 근시성 탈초점화를 유발해 안축장의 확장을 억제하는 원리를 이용한 렌즈이다. 근시의 진행을 유발하는 가장 중요한 인자가 안축장의 확장이라는 것을[21] 고려할 때, 이를 지연시키는 Ortho-K 렌즈와 이중초점 콘택트렌즈 모두 근시의 진행을 효과적으로 억제할 수 있는 비약물적 치료 방법으로 고려될 수 있을 것이다. 그러나 이중초점 콘택트렌즈는 Ortho-K 렌즈와는 달리, 수면에 영향받지 않으며, 일회용 소프트콘택트 렌즈이므로 렌즈의 처방과 렌즈 도수의 교체 및 렌즈의 탈착이 상대적으로 수월하며, 일회 사용 후 폐기하는 렌즈이므로 소독, 세척 및 보관 등에 따른 불편함이 없다는 장점이 있다. 단, 이중초점 콘택트렌즈 역시 더 장기간의 대규모 전향적 연구를 통해, 반동 효과는 없는지, 근시 진행을 억제하는 효과에 영향을 미치는 인자들은 어떤 것들이 있는지, 그리고 상대적으로 높은 연령대의 청소년에서도 비슷한 효과를 보이는지 등에 대한 연구들이 추가적으로 시행되어야 할 것이다.

결 론

MiSight® 및 이중초점 콘택트렌즈에 대한 현재까지의 연구 결과들을 종합해보면, 이중초점 콘택트렌즈는 소아 및 청소년에서 근시의 교정뿐만 아니라, 근시의 진행을 억제하기 위해 효과적이며 안전하게 사용할 수 있는 치료 방법이 될 것으로 생각된다.

Notes

The author has no conflicts to disclose.

References

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Figure 1.

The optic design of dual-focus contact lenses. Dual-focus design has a central zone containing the distance correction with concentric peripheral zones, alternating myopic defocus (additional positive power) with distance correction power. This optical design provides full correction of refractive error, and simultaneously produces myopic defocus in all directions of gaze[11]. Adopted from Chamberlain et al[11], where it is permissible to download and share the work provided it is properly cited.

Figure 2.

Power profile of the MiSight®[10]. A 2.0 mm central zone corrects the far vision while the positive refractive zone is responsible for the production of simultaneous myopic retinal defocus. Adopted from Ruiz-Alcocer[10]. D = diopter.

Figure 3.

Mean changes in spherical equivalent (in diopters) for the 24-month study period[12]. Adopted from Ruiz-Pomeda et al[12] with permission of Springer Nature. SV = single-vision spectacles lenses; SE = spherical equivalent; D = diopter.

Figure 4.

Axial length elongation (in millimeters) for the 24-month study period.[12] Adopted from Ruiz-Pomeda et al[12] with permission of Springer Nature. SV = single vision; AXL = axial length; D = diopter.

Figure 5.

Mean unadjusted changes in spherical equivalent (in diopters) for the 36-month study period[11]. The mean unadjusted differences were 0.40 D (-0.18 D vs. -0.58 D) less with MiSight® at 12 months, 0.54 D less at 24 months, and 0.73 D less at 36 months. These differences were statistically significant at each time point (p < 0.0001). Adopted from Chamberlain et al[11], where it is permissible to download and share the work provided it is properly cited. D = diopter.

Figure 6.

Mean unadjusted changes in axial length (in millimeters) for the 36-month study period[11]. The change in axial length was 0.24 mm in the control group versus 0.09 mm in the MiSight® group, representing on average a 0.15-mm less growth in the MiSight® group at 12 months. The change in axial length was 0.24 mm less with MiSight® group at 24 months, and was 0.32 mm less with MiSight® group at 36 months. These differences were statistically significant at each time point (p < 0.0001). Adopted from Chamberlain et al,11 where it is permissible to download and share the work provided it is properly cited.

Figure 7.

Increase in myopia over 3 years in the group wearing single-vision spectacles lenses (SV), 2 years of treatment with 0.01% atropine (A0.01%), and 2 years wearing dual-focus contact lenses (DFCL) with A0.01% (A0.01% + DFCL)[14]. There is no significant difference between A0.01% group and A0.01% + DFCL group at each time point. Adopted from Erdinest et al[14]. *Rrepresents a significant p value (p < 0.01).

Figure 8.

The rebound effect was evaluated half a year after the cessation of the atropine treatment[14]. The myopia progression was -0.24 D and -0.18 D in the A0.01% and A0.01% + DFCL groups, respectively. There is no significant difference between two groups. D = diopter; SV = single-vision spectacles lenses; A0.01% = 0.01% atropine; DFCL = dual- focus contact lenses. Adopted from Erdinest et al[14]. *Rrepresents a significant p value (p < 0.01).