據(jù)美國《科學(xué)日報》網(wǎng)站10月19日報道，一組研究人員通過分析手術(shù)中常規(guī)清除的微量眼液，繪制出眼睛內(nèi)近6000種不同細(xì)胞類型的蛋白質(zhì)圖譜。根據(jù)這一數(shù)據(jù)，研究人員利用人工智能（AI）模型創(chuàng)造出一種“蛋白質(zhì)組時鐘”，它可以根據(jù)蛋白質(zhì)序列特征譜預(yù)測一個健康人的年齡，這一研究結(jié)果發(fā)表在10月19日出版的美國《細(xì)胞》雜志上。
蛋白質(zhì)組時鐘顯示，糖尿病視網(wǎng)膜病變和葡萄膜炎等疾病會導(dǎo)致眼內(nèi)特定細(xì)胞類型加速衰老。令人驚訝的是，研究人員還在眼液中檢測出與帕金森病相關(guān)的蛋白質(zhì)，他們認(rèn)為這為早期診斷帕金森病提供了一種可能的路徑。
研究報告的主要撰寫者、美國斯坦福大學(xué)外科醫(yī)生兼眼科學(xué)教授維尼特·馬哈詹說：“眼睛令人驚嘆的一個地方是，我們能夠通過對它的內(nèi)部觀察，實時發(fā)現(xiàn)疾病的發(fā)生。我們主要的關(guān)注點是將這些解剖學(xué)上的變化與患者眼睛內(nèi)分子層面正在出現(xiàn)的情況聯(lián)系起來?！?/p>
眼睛是很難在活體患者身上采集樣本的器官，因為它和大腦一樣，是不可再生的，而進(jìn)行組織活檢會造成無法彌補的傷害。另一種方法是采用液體活檢的方式，也就是對感興趣的細(xì)胞或組織附近的液體進(jìn)行取樣。但是到目前為止，這種做法在少量液體中檢測大量蛋白質(zhì)的能力有限，也無法提供關(guān)于哪些細(xì)胞生成了哪些蛋白質(zhì)的信息，而這一信息對疾病的診斷和治療具有非常重要的意義。
為勾勒眼內(nèi)不同類型細(xì)胞的蛋白質(zhì)生成情況，馬哈詹帶領(lǐng)研究小組對接受眼科手術(shù)的患者眼內(nèi)的房水或玻璃體液進(jìn)行了120次液體活檢。他們總共確認(rèn)了5953種蛋白質(zhì)，是此前類似研究所發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)數(shù)量的10倍。研究人員利用自創(chuàng)的一種名為TEMPO的軟件工具，能夠?qū)γ恳环N蛋白質(zhì)追根溯源，與特定的細(xì)胞類型聯(lián)系起來。
為分析疾病與分子老化之間的關(guān)系，研究人員打造了一種人工智能機(jī)器學(xué)習(xí)模型，可以基于26種蛋白質(zhì)的子集預(yù)測眼睛的分子年齡。該模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測健康眼睛的年齡，并且可以顯示疾病與分子年齡顯著老化存在的關(guān)聯(lián)。
對于糖尿病視網(wǎng)膜病變患者而言，隨著疾病的發(fā)展，老化程度會加劇，對于患有嚴(yán)重(增生性)糖尿病視網(wǎng)膜病變的人來說，老化進(jìn)程可能加快多達(dá)30年。有時，在患者表現(xiàn)出臨床癥狀之前，就可以觀察到這種老化跡象，而且就算在治療上取得成功，老化現(xiàn)象會依然存在。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了與帕金森病相關(guān)的幾種蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)通常是在尸檢過程中發(fā)現(xiàn)的，目前的診斷方法無法檢測到它們，這也是對帕金森病的診斷如此困難的原因之一。在眼液中篩查這些標(biāo)志物能夠提早診斷帕金森病，并有助于后期開展治療監(jiān)測。
研究報告的第一作者、斯坦福大學(xué)眼科學(xué)家朱利安·沃爾夫說：“這些研究結(jié)果表明，我們的器官正在以不同的速度老化。使用有針對性的抗老化藥物可能是下一階段預(yù)防性精準(zhǔn)用藥方向?！?/p>
馬哈詹說：“如果我們采用分子療法，我們應(yīng)該刻畫患者體內(nèi)分子的特征。我認(rèn)為，根據(jù)患者的分子情況和哪些細(xì)胞正在受到影響來對患者進(jìn)行重新分類，能夠真正改善臨床試驗、藥物選擇和用藥結(jié)果?！?/p>
研究人員還說，這種方法也可以用來分析其他難以提取樣本的組織的特征。例如，對腦脊液進(jìn)行的液體活檢可用來研究或診斷腦部病變。
來源：參考消息網(wǎng)
原標(biāo)題：新技術(shù)能預(yù)測眼睛的分子年齡
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