血清代谢组学揭示萎缩性近视黄斑病变与脂肪酸代谢紊乱的潜在关联

【字体: 时间:2025年07月05日 来源:BMC Ophthalmology 1.7

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  本研究针对萎缩性近视黄斑病变(AMM)这一不可逆性致盲眼病,通过非靶向代谢组学(UHPLC-MS/MS)技术分析57例高度近视患者血清样本,首次发现AMM患者存在11种特征性代谢物改变,其中甘油三酯(TG)、二十四碳六烯酸(THA)和癸酰肉碱的异常与疾病独立相关(AUC=0.821)。研究揭示了脂肪酸β-氧化障碍和线粒体功能失调在AMM发病中的潜在作用,为这一亚洲高发疾病的机制研究和靶向干预提供了新方向。

  

在全球近视患病率激增的背景下,萎缩性近视黄斑病变(Atrophic Myopic Maculopathy, AMM)作为病理性近视最严重的并发症,正成为亚洲人群不可逆视力丧失的主要原因。令人担忧的是,中国高度近视人群中AMM患病率高达21.8%-22.5%,远高于德国(0.5%)等西方国家。这种以视网膜色素上皮(RPE)萎缩、光感受器丢失为特征的疾病,目前缺乏有效治疗手段,其发病机制更是迷雾重重。既往研究多聚焦于眼局部微环境改变,而温州医科大学眼视光医院的研究团队独辟蹊径,将目光投向系统性代谢异常——既然血脂代谢紊乱与年龄相关性黄斑变性(AMD)存在明确关联,类似的代谢失调是否也潜伏在AMM的发病过程中?

为解开这个谜题,研究团队采用超高效液相色谱-串联质谱(UHPLC-MS/MS)这一尖端技术,对30例AMM患者和27例无AMM的高度近视对照进行非靶向代谢组学分析。研究严格匹配年龄、性别等基线特征,并通过加权基因共表达网络分析(WGCNA)挖掘代谢模块与临床表型的关联。样本来自2021年温州医科大学眼视光医院生物样本库,所有参与者均经过严格的ATN分级系统诊断和8小时空腹采血标准化流程。

血清代谢谱分析
通过正负离子模式共检测到13,445个高质量代谢特征,正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)清晰区分两组代谢轮廓(R2Y=0.834)。质量控制样本的相对标准偏差(RSD)<30%,确保数据可靠性。

差异代谢物鉴定
筛选出44种显著差异代谢物(18上调/26下调),其中甘油三酯(TG)在AMM组中异常升高(1.93 vs 1.40 mmol/L, p<0.001),这与既往发现的玻璃体中TG水平变化相呼应。最引人注目的是ω-3脂肪酸家族的二十四碳六烯酸(Tetracosahexaenoic acid, THA)上调1.97倍,这种DHA前体的积累暗示β-氧化通路可能存在障碍。

通路富集与网络分析
WGCNA构建的代谢共表达网络中,"粉红色模块"与萎缩分级正相关(R=0.28),其核心分子如THA和神经酰胺磷酸酯CerP(d18:0/16:0)的异常,将研究视线引向五个关键通路:泛酸辅酶A生物合成、产热作用、β-丙氨酸代谢等。值得注意的是,抗炎介质消退素D1(Resolvin D1)的上调,与线粒体氧化磷酸化(OXPHOS)功能受损的报道形成有趣对照。

独立预测模型构建
多因素logistic回归校正轴长等混杂因素后,三个代谢标志物脱颖而出:TG(OR=2.73)、lnTHA和ln癸酰肉碱。联合预测模型的曲线下面积(AUC)达0.821,且在排除肥胖个体后性能进一步提升至0.838,证实其稳健性。

讨论部分深入剖析了这些发现的生物学意义:THA作为DHA代谢枢纽,其异常累积可能反映视网膜能量危机——正常情况下,THA应通过β-氧化转化为DHA,为光感受器提供能量。而肉碱家族(如癸酰肉碱)的紊乱,直接指向线粒体脂肪酸转运系统故障。更值得关注的是,TG-DAG代谢轴的失衡与视网膜下腔脂质沉积的动物模型发现不谋而合,提示血-视网膜屏障破坏可能使系统性脂毒性能直接作用于视网膜。

该研究首开先河地绘制了AMM的全身代谢图谱,其价值体现在三方面:首先,THA等标志物为无创诊断提供新思路;其次,β-氧化障碍机制的揭示为开发改善线粒体功能的治疗方案指明方向;最后,研究建立的"系统代谢-局部病变"关联模型,为理解其他退行性视网膜疾病提供了新范式。正如作者在《BMC Ophthalmology》所述,这些发现虽然需要大样本验证,但已为破解AMM这一"亚洲特色"致盲疾病的奥秘撕开了一道关键缺口。

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