综述:眼部免疫疾病的代谢组学研究

【字体: 时间:2025年06月03日 来源:Metabolomics 3.5

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  这篇综述系统总结了代谢组学在眼部免疫疾病(OID)研究中的最新进展,涵盖角膜炎、结膜炎、干眼病(DED)、葡萄膜炎等疾病的代谢特征,揭示了能量代谢、脂质代谢和氨基酸代谢等关键通路异常,为OID的精准诊断和靶向治疗提供了新视角。推荐关注其多组学整合策略及临床转化潜力。

  

眼部免疫疾病的代谢组学全景

引言

眼部免疫疾病(Ocular Immune Diseases, OID)是一组由免疫介导的炎症反应引发的异质性疾病,累及角膜、结膜、巩膜、葡萄膜及眼眶等结构。其病因复杂,早期症状非特异性,常导致误诊和视力损伤风险。代谢组学作为前沿组学技术,通过分析小分子代谢物动态变化,为揭示OID的发病机制和开发精准诊疗策略提供了突破性工具。

OID的分类与临床挑战

OID分为感染性和非感染性两大类。感染性OID由病原体直接侵袭引发(如细菌性角膜炎),在医疗资源匮乏地区高发;非感染性OID则与自身免疫失调相关,如干眼病(DED)和甲状腺眼病(TED),全球患病率差异显著(DED影响5-50%人群)。两类疾病共享眼红、疼痛、畏光等症状,但非感染性OID常呈现慢性复发进程,现有疗法(如糖皮质激素和免疫抑制剂)存在局限性。

代谢组学技术解析

代谢组学研究流程涵盖样本采集(泪液、房水、血清等)、代谢物提取及分析。关键技术包括:

  1. 非靶向代谢组学:全面筛查已知/未知代谢物,适用于生物标志物发现,但仅能相对定量。
  2. 靶向代谢组学:精准定量特定代谢物,如通过LC-MS检测磷脂酰胆碱(PC)和鞘氨醇-1-磷酸(S1P)。
    主流平台核磁共振(NMR)和质谱(MS)各有优劣:NMR无损且重复性好,但灵敏度低;MS灵敏度高,可结合气相色谱(GC-MS)分析挥发性代谢物(如短链脂肪酸),或液相色谱(LC-MS)检测极性分子(如氨基酸)。

疾病特异性代谢特征

1. 眼表疾病

  • 感染性角膜炎:单纯疱疹病毒性角膜炎(HSK)患者泪液外泌体中能量代谢和氨基酸代谢紊乱,诊断准确率达83%。
  • 过敏性结膜炎:ω-3脂肪酸通过调节花生四烯酸代谢抑制前列腺素(PGE2)等促炎介质释放。

2. 干眼病(DED)
泪液代谢组显示:

  • 能量失衡:L-肉碱减少导致线粒体功能障碍,二腺苷多磷酸(Ap4A/Ap5A)积累加剧慢性炎症。
  • 脂质重编程:极性脂质(如溶血磷脂酰胆碱LysoPC 22:6)增加破坏泪膜稳定性。

3. 葡萄膜炎

  • 前葡萄膜炎(AU):房水中支链氨基酸(如酮亮氨酸)和抗坏血酸代谢异常,与HLA-B27阳性强直性脊柱炎相关。
  • 白塞病(BD):血清和汗液中L-瓜氨酸下降,提示尿素循环和氧化应激通路失调。

4. 甲状腺眼病(TED)

  • 多胺合成亢进:泪液鸟氨酸脱羧酶(ODC)活性升高,促进组织重塑。
  • 系统代谢紊乱:血浆中甘氨酸和甘油-3-磷酸水平变化与疾病活动度显著相关(AUC=0.933)。

共享代谢通路

OID共性机制包括:

  • 能量代谢:糖酵解和嘌呤代谢为免疫细胞活化供能。
  • 脂质信号:鞘脂代谢(如S1P)驱动慢性炎症。
  • 肠道-眼轴:短链脂肪酸(SCFAs)通过调节Th17/Treg平衡影响免疫稳态。

挑战与展望

当前局限包括样本异质性(如泪液采集标准化不足)和技术瓶颈(低丰度代谢物检测)。未来需推进多中心队列研究,结合人工智能挖掘多组学数据,加速生物标志物临床转化。代谢组学将推动OID从经验性治疗迈向精准医学时代。

(注:全文严格依据原文缩编,未添加非文献支持内容)

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