《npj Aging》：The retina-body axis: proteomic mechanisms linking oculomics and clinical traits in a female aging cohort
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为解决视网膜特征（眼组学）与衰老期临床表型关联机制不明的问题，研究人员利用同质性队列（广州70年代校友队列，~70岁女性），通过AutoMorph提取眼底影像特征，结合血浆蛋白质组学展开研究。结果揭示了一个显著的表型视网膜-机体轴（r=0.538），并发现眼组学特征与胸痛、血脂异常、中风等系统性疾病相关。蛋白质模块富集分析进一步揭示了补体和凝血级联、胆固醇代谢等共同分子通路。该研究为理解衰老女性系统性健康的视网膜窗口作用提供了表型与分子证据。
眼睛常被誉为心灵的窗户，但科学研究告诉我们，它更可能是窥探全身健康的“高清显示屏”。视网膜作为中枢神经系统的延伸，其独特的血管网络和神经组织能够无创地反映全身循环和神经系统状态，这催生了“眼组学”这一新兴领域——即通过眼部图像特征来评估系统性疾病风险。然而，尽管关联众多，视网膜特征与具体临床表型（如代谢指标、疾病史）之间的具体关联模式，尤其是在衰老人群中，仍如雾里看花。背后的分子机制更是知之甚少。究竟哪些视网膜特征能稳健指示特定健康问题？年龄的影响在其中扮演何种角色？连接视网膜与全身状态的生物学通路是什么？这些问题成为了解开视网膜作为健康监测工具全部潜力的关键。
为了回答这些问题，一项发表于《npj Aging》的研究展开了深入探索。研究团队将目光聚焦于一个独特且同质性高的群体——广州70年代校友队列。这个队列由约258名70岁左右的女性组成，同质的人口社会学背景有助于最大限度地减少混杂因素，让生物学信号更加清晰。研究人员运用AutoMorph这一先进的图像分析工具，从她们的眼底照片中自动化地提取了一系列定量的“眼组学”特征。这些特征如同视网膜的“指纹”，包含了血管形态、视盘结构等多维度信息。与此同时，研究还收集了参与者详细的临床表型数据，并创新性地整合了血浆蛋白质组学数据，试图在分子层面架起桥梁。
研究主要运用了几项关键技术方法。首先是利用基于深度学习的AutoMorph软件对眼底影像进行自动化、高通量的定量特征提取。其次，研究采用了线性混合效应模型来系统评估眼组学特征与临床特征之间的统计学关联。为了揭示多维数据间的整体关联模式，研究运用了稀疏典型相关分析来识别关键的“视网膜-机体”表型轴。最后，通过加权基因共表达网络分析对血浆蛋白质组学数据进行分析，以识别与眼组学及临床特征均相关的共表达蛋白质模块，从而探索潜在的分子机制。队列样本来源于广州70年代校友队列。
眼组学特征与临床表型存在广泛关联
通过线性混合效应模型分析，研究人员在眼组学特征与临床特征之间发现了多达129个显著的统计学关联。这表明，视网膜的细微变化与身体的多种健康状况存在广泛的对应关系，初步证实了视网膜作为系统性健康生物标志物的潜力。
存在一个关键的表型“视网膜-机体轴”
稀疏典型相关分析揭示了一个关键的整体关联模式，即一个显著的“视网膜-机体”表型轴。该轴主要由代表视网膜静脉宽度的指标——中央视网膜静脉等效直径（中央视网膜静脉等效直径(CRVE)，Hubbard分区b）和反映红细胞内血红蛋白浓度的平均红细胞血红蛋白浓度所驱动。这一发现表明，视网膜血管（特别是静脉）的状态与血液的某些固有特性之间存在较强的协同变化关系，可能共同反映了潜在的循环或代谢状态。
眼组学特征与特定系统性疾病显著相关
通过置换多元方差分析，研究发现不同类别的眼组学特征能够显著区分个体的系统性疾病状态。具体而言，它们与胸痛、血脂异常以及中风史等临床状况存在显著关联。这进一步将抽象的关联具体化，指向了心血管和脑血管健康这一重要领域。
年龄对视网膜特征的影响因健康状况而异
深入分析发现，年龄对个体视网膜特征的影响并非一成不变，而是取决于其自身的临床健康状况。在患有健康问题的个体中，年龄对某些视网膜特征的影响呈现出更明显的趋势；相比之下，健康对照者的视网膜特征则表现出相对的稳定性。这表明，疾病状态可能加速或改变视网膜与年龄相关的退行性过程。
共享蛋白质模块揭示潜在分子通路
为探究表型关联背后的分子机制，研究整合了血浆蛋白质组学数据。加权基因共表达网络分析成功鉴定出多个既与眼组学特征相关、也与临床特征相关的共享蛋白质共表达模块。对这些模块进行通路富集分析，发现它们显著富集于几条关键的生物学通路，包括：补体和凝血级联反应、胆固醇代谢，以及细胞因子-细胞因子受体相互作用。这些通路在炎症、免疫、脂质代谢及血管功能中扮演核心角色，为视网膜特征与全身性临床状况（尤其是心脑血管相关状况）之间的关联提供了 plausible 的分子解释框架。
综上所述，本研究在一个同质的老年女性队列中，系统地建立了连接视网膜与全身健康的“视网膜-机体轴”，既在表型层面，也在分子层面。研究不仅证实了视网膜特征与多种临床表型（特别是胸痛、血脂异常、中风等心脑血管相关指标）存在广泛而显著的关联，还发现了一个由中央视网膜静脉等效直径和平均红细胞血红蛋白浓度驱动的核心表型轴。更重要的是，通过蛋白质组学整合分析，研究揭示了补体与凝血、胆固醇代谢等关键通路可能是介导这种“眼-体”关联的潜在分子机制。这些发现具有重要意义：在理论上，它深化了我们对视网膜作为全身健康“窗口”的生物学基础的理解，将观察性关联向机制推测推进了一步。在应用上，它强化了利用视网膜影像进行无创、便捷的衰老相关系统性健康风险评估和早期筛查的科学依据，尤其为女性老年人群的健康监测提供了新的视角和潜在的生物标志物线索。未来，基于这些通路靶点的深入研究，可能为预防或干预与衰老相关的系统性疾病开辟新的思路。
