(一)发病原因
导致新生血管性青光眼的病因有多达40余种不同疾病，差不多都是广泛累及眼后节缺氧或局部性的眼前节缺氧，主要有视网膜中央静脉阻塞、糖尿病视网膜病变及其他疾病，各约占1/3。
视网膜中央静脉阻塞根据有否视网膜缺血分缺血型(占25%)和非缺血型(占75%)2种，自然病程中无一例非缺血型发展为新生血管性青光眼，而缺血型中则有18%～60%发生，多在静脉阻塞后2～3个月时发生，80%病例在6个月内发生。主要通过眼底荧光血管造影来显示有否视网膜毛细血管非灌注区来判断缺血与否，注意非缺血型也能转变为缺血型。糖尿病就是一危险因素，糖尿病也是视网膜中央静脉阻塞发生的一个危险致病因子。原发性开角型青光眼与视网膜中央静脉阻塞有关，认为是机械性压力作用所致，因此将视网膜中央静脉阻塞视作原发性开角型青光眼的危险因素。此外，80%发生了静脉阻塞的患眼眼压较对侧眼的要低，认为这是代谢性酸中毒抑制了房水形成所致。
增殖性糖尿病性视网膜病变中约22%发生新生血管性青光眼，糖尿病中1型占15%且多伴增殖性视网膜病变，2型占80%且多伴黄斑病变。成人双眼新生血管性青光眼或虹膜新生血管化几乎均为糖尿病视网膜病变所致，但发生视网膜病变与出现虹膜新生血管或青光眼的时间间隔不清楚。白内障手术、玻璃体视网膜手术后更易发生新生血管性青光眼，主要是与原先的糖尿病视网膜病变及视网膜缺氧有关。
其他较多见的伴发新生血管性青光眼的眼部疾病有：视网膜中央动脉阻塞(1%～17%)，眼内肿瘤如恶性黑色素瘤(0.5%～15%)，视网膜母细胞瘤的虹膜新生血管化可达30%～72%，玻璃体视网膜手术后的虹膜新生血管化也达23%～32%。此外还见于诸如眼内血管性疾病的Coats病、静脉周围炎、镰状血细胞病;其他眼病有慢性葡萄膜炎、早产儿视网膜病变、虹膜异色症、剥脱综合征、巩膜炎、眼内炎、交感性眼炎、视神经纤维瘤病、原发性虹膜萎缩、网状组织细胞肉瘤、转移性癌、眼外伤、Sturge-Weber综合征合并脉络膜血管瘤，甚至白内障摘除等手术之后。眼外血管性疾病如颈动脉阻塞病、颈动脉海绵窦瘘、无脉症、巨细胞性动脉炎等也可是新生血管性青光眼的病因。
(二)发病机制
正常状况和疾病状况下都会发生新生血管，前者的血管形成是被机体权衡和控制的，而后者则是无规律的。早在20世纪50年代就有人阐述了视网膜缺血、毛细血管和静脉阻塞等导致视网膜缺氧，如果缺氧的细胞不死亡，它们将产生血管形成因子(vaso-formativefactor)或血管刺激因子(vasostimulatingfactor)，且这种因子可以弥散到眼前部刺激虹膜形成新生血管，是缺氧代谢导致了新生血管化。大量的临床或动物实验研究均支持此学说，目前已认识到的与血管形成有关的因子众多，主要是多肽因子如肝素结合性生长因子(Heparin-bindinggrowthfactors)——主要有酸性和碱性成纤维细胞生长因子(aFGF和bFGF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)、血管形成蛋白(angiogenin)、血小板衍生性内皮细胞生长因子(PDECGF)、转化生长因子α和β(trans-forminggrowthfactors，TGF-α和TGF-β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)等。其他具有血管形成活性的非多肽物质有：各种生物胺包括组胺(blogenicamines)，乙酰胆碱和5-羟色胺(血清素，serotonin);某些脂类如前列腺素E系列;激活的巨噬细胞产生的白介素-1(interleukin-1)，肥大细胞产生的多种细胞外间质降解酶以及视网膜色素上皮细胞产生的分裂素(mitogen)等。血管形成的控制也很关键，这方面的相关抑制因子有：蛋白酶抑制因子包括胶原酶抑制因子、金属蛋白酶抑制因子(metalloproteinasesinhibitor)、血纤维蛋白溶酶原激酶抑制因子(plasminogenactivatorinhibitor)、尿激酶抑制因子(由RPE产生)、肝素和肝素片段与皮质类固醇结合共同产生抗血管形成因子作用等。抑制内皮细胞的有干扰素α(INF-α，interferon-α)可抑制内皮细胞迁移和延伸，血小板因子4(PF4)可抑制内皮细胞增生和迁移等;中和生长因子的有FGF的单克隆抗体，另外有抗内皮细胞的血管形成抑制剂如烟曲霉素(fumagillin)及其合成类似物AGM-1470，可阻止管腔形成。在新生血管形成的不同阶段出现的主要介导因子见表1。血管形成的刺激因子和抑制因子的平衡和控制是正常和病理性血管形成的主要区别，新生血管性青光眼中这种平衡是怎样被破坏的尚在广泛深入的研究中。目前尽管对新生血管性青光眼虹膜红变的病因仍不十分清楚，但视网膜缺氧导致了新生血管的学说仍为大多数人所接受和支持。
在糖尿病视网膜病变患者作玻璃体切割或晶状体摘除后，虹膜红变的发生率高，说明玻璃体和晶状体在结构上起到屏障作用，阻止血管生成因子向前扩散。由此推测晶状体隔在防止虹膜红变方面起到一定的作用。
新生血管总是起自于微血管(毛细血管或小静脉)，绝不起源于大血管(小动脉、动脉或静脉)。在新生血管刺激因子存在的情况下，附近的微血管充盈，渗透性增加(第1阶段)。面对刺激因子，血管内皮细胞变厚，经过包括内质网增加在内的一系列细胞内变化，各种酶释放出来，包括金属蛋白酶(如Ⅳ型胶原酶)和血浆蛋白酶(如纤溶酶原激活剂)，导致基底膜和周围细胞外间质破坏(第2阶段)。基底膜主要含有Ⅳ型胶原和基膜连接蛋白(LN)，而周围细胞外间质主要成分为Ⅰ型胶原。内皮细胞通过基底膜内间隙朝向新生血管刺激因子伸出伪足芽(第3阶段)。随后出现内皮细胞移行，形成两极对齐的细胞柱。与此同时，朝向这些细胞柱的底部，靠近母体血管出现细胞分裂(第4阶段)。细胞分裂不出现在新生血管的前端，而分支出现在前端，伴随着管腔的形成，此处血流开始(第5阶段)。毛细血管襻可以生出新的血管芽，周细胞从母体血管伸出，覆盖这些新生血管，新的基底膜生成，从而形成成熟的新生血管。血管树中的内皮细胞正常情况下由静止的单层细胞所组成，起到血液与组织间选择性屏障的作用。这些细胞正常更新周期很长，时间需要1年以上，但在血管形成因子的刺激下，出现快速增殖，更新时间少于5天。疾病和健康的主要差别在于，健康情况下血管形成处于平衡和可控制状态，而疾病情况下则调节异常。