健康人群中角膜神经和角膜上皮细胞的种族及性别差异

《Frontiers in Medicine》：Ethnic and sex differences in corneal nerves and corneal epithelial cells in healthy population

中国和印度健康人群角膜神经及上皮细胞参数的性别和种族差异研究。采用活体共聚焦显微镜扫描和定量分析软件，发现印度人群角膜神经密度、长度、分支密度等参数显著高于中国人，而中国人上皮细胞大小更大。性别差异方面，中国女性神经参数更高，印度女性上皮细胞更圆。研究结果强调了在角膜疾病诊断中考虑种族和性别的必要性。

　　本研究旨在探讨中国和印度健康人群中角膜神经和上皮细胞指标的种族与性别差异。角膜作为人体内高度神经支配的组织，其神经结构和上皮细胞状态在维持眼部感觉和表面功能方面发挥着重要作用。研究通过使用先进的活体共聚焦显微镜技术，对328名健康个体（包括208名中国人和120名印度人）的角膜神经和上皮细胞进行影像学评估，最终获取了15,850张角膜神经图像和9,510张上皮细胞图像。研究结果表明，种族和性别在角膜神经和上皮细胞的结构特征上存在显著差异，这些差异可能对疾病的诊断和治疗产生影响，因此在建立标准参考数据库时应予以考虑。

角膜神经负责传递触觉、痛觉和温度觉等信息，同时对角膜上皮的营养支持和修复过程起到关键作用。这些神经通过释放神经生长因子等物质，促进上皮细胞的再生与修复。而角膜上皮则由基底细胞、翼状细胞和表层细胞组成，具有紧密连接的结构，是抵御外界刺激的第一道屏障。研究发现，角膜神经和上皮细胞之间存在相互支持的关系，这种互动有助于维持角膜表面的稳态。因此，对这两类细胞的指标进行分析，有助于深入了解眼部生理与病理变化的机制。

在研究中，中国和印度的参与者在多个角膜神经指标上表现出显著差异。印度人群的角膜神经纤维长度、密度、分支密度、总分支密度、纤维面积、纤维宽度以及分形维度均显著高于中国人群（所有指标的p值均小于0.001，除纤维宽度的p值为0.041）。这一结果提示，印度人群的角膜神经结构可能更加复杂且密集，可能与其独特的生理特征或环境因素有关。同时，中国人群的角膜上皮细胞尺寸明显大于印度人群（p值小于0.001），这可能与上皮细胞的增殖能力或其与神经的相互作用有关。

在性别差异方面，研究发现中国女性在角膜神经纤维长度、纤维面积和分形维度上均显著高于中国男性（p值分别为0.034、0.022和0.033）。这可能与女性体内激素水平的变化有关，例如孕酮和雌激素对神经生长和修复的促进作用。相比之下，印度女性的角膜上皮细胞圆度显著高于印度男性（p值为0.026），这可能意味着印度女性的上皮细胞具有更强的再生能力。这种差异可能源于性别相关的基因表达变化或生活方式的不同，例如吸烟习惯、饮食结构等。

种族与性别的差异在多个研究中已被证实可能影响角膜相关指标。例如，一些研究表明，南亚糖尿病患者相较于欧洲糖尿病患者具有更高的角膜神经纤维长度和分支密度，这可能与南亚人群较低的吸烟率、血脂水平和BMI有关。此外，不同种族的角膜厚度也存在差异，中国人群的角膜厚度通常高于其他种族。这些差异可能受到遗传因素的影响，如某些基因的多态性可能决定个体对神经生长因子或炎症因子的反应能力。

在本研究中，研究团队使用了先进的活体共聚焦显微镜技术，对角膜神经和上皮细胞进行高分辨率成像，并通过专门的分析软件对图像中的各项指标进行量化。研究过程中，每个参与者的眼部被扫描五次，分别位于角膜的中央、上、下、鼻侧和颞侧区域，以确保数据的全面性和代表性。分析结果显示，印度人群在所有角膜神经指标上均优于中国人群，而中国女性在神经纤维长度、面积和分形维度上表现更优。印度女性则在上皮细胞圆度上具有显著优势，这可能与她们更高的再生能力相关。

研究还发现，尽管两组人群的平均年龄没有显著差异，但印度男性和女性的年龄分布存在明显偏移，这可能影响结果的解读。因此，在比较两组数据时，研究团队采用了多变量回归模型，以调整年龄因素。此外，研究团队指出，当前研究中并未系统收集吸烟史，这可能导致某些变量未被充分考虑。未来研究应加强这一方面的数据收集，以更准确地评估吸烟对角膜神经和上皮细胞的影响。

研究的意义在于，它揭示了种族和性别在角膜神经和上皮细胞结构上的差异，并强调了在建立标准参考数据库时，必须考虑到这些差异。如果不加以调整，使用单一种族或性别的参考值可能会导致误诊或误判。因此，开发基于种族和性别调整的标准化数据库，有助于更准确地识别不同人群中的细微变化，从而提高疾病诊断的可靠性，并为不同种族和性别群体提供更具针对性的治疗方案。

在研究方法上，团队采用了严格的排除标准，以确保参与者的健康状况不会影响结果。所有参与者均未患有角膜或眼部疾病，也未接受过相关手术或使用过隐形眼镜。此外，研究团队对图像分析过程进行了多次验证，确保数据的准确性。例如，在分析角膜神经时，研究者通过选择最佳聚焦图像并使用专门的软件进行量化，避免了图像重叠带来的误差。而在分析上皮细胞时，团队使用了自动化软件，并结合人工校正，以提高测量的精确性。

研究结果的临床应用价值在于，它为眼科疾病的早期诊断提供了新的视角。例如，角膜神经指标的变化常被用于评估糖尿病引起的神经病变或干眼症等疾病。如果能够建立种族和性别调整的参考范围，医生在诊断时可以更准确地识别病理变化，而不是将这些变化误认为是正常的生理波动。此外，研究结果还可能为个性化医疗提供支持，帮助制定更适合不同人群的治疗策略。

尽管本研究提供了重要的数据，但其局限性也不容忽视。首先，研究仅涵盖了中国和印度两个种族，未来的研究应包括更多种族，以更全面地了解全球范围内的角膜差异。其次，研究未深入探讨这些差异的分子机制，未来可以结合基因组学和蛋白质组学技术，进一步揭示种族和性别对角膜结构的影响。此外，研究中基于自我报告的种族信息可能不够精确，未来可以引入基因检测技术，以更准确地确定参与者的种族背景。最后，虽然使用了先进的图像分析软件，但该软件在角膜周边区域的性能可能不如在中央区域，因此未来的研究应采用专门针对周边区域的分析方法，以提高数据的可靠性。

总体而言，本研究为理解角膜神经和上皮细胞的种族与性别差异提供了重要的证据。这些发现不仅有助于提高角膜相关疾病的诊断准确性，还可能推动个性化医疗的发展，使不同种族和性别的人群在疾病预防和治疗方面获得更科学的指导。同时，研究也提醒医学界，在使用角膜指标进行疾病评估时，必须充分考虑种族和性别因素，以避免因标准化参考值的偏差而产生的误判。未来的研究应进一步探索这些差异的生物学基础，并推动建立更全面、精确的种族和性别调整的角膜指标数据库，以服务于全球范围内的临床实践和科研探索。