文献解读 | 眼泪的秘密：代谢组和脂质组揭示季节过敏性眼病患者的应激变化

　　眼过敏（Ocular Allergy,OA）常发生在春夏季，因过敏原导致患者眼部瘙痒、红肿和炎症等症状。研究指出，眼部瘙痒引起的频繁揉眼会导致角膜变薄、眼球突出、角膜圆锥病等视力退化疾病，然而目前关于OA患者的泪液代谢组和脂质组的研究尚为空白。

　　本研究假设OA患者与健康人群之间，代谢组和脂质组之间存在差异，假设通过分析泪液样本中的代谢物和脂质，可揭示OA患者眼部表面在过敏高发季节和非高发季节的变化。

　　01研究方法

　　研究共招募了19名参与者，包括14名OA患者和5名健康对照，参与者在过敏高发季节（春夏季）和非高发季节（秋冬季节）各收集一次样本。

　　使用毛细管收集泪液样本，体积为5-45微升之间，-80°C的冷冻储存。代谢物和脂质提取采用甲基叔丁基醚（MTBE）法，分别开展气相色谱-质谱（GC-MS）分析和液相色谱-质谱（LC-MS）脂质组学分析。

　　对数据进行标准化处理，使用MetaboAnalyst软件进行差异表达分析，确定OA组和对照组在两个季节的差异代谢物和脂质，通路富集分析使用RaMP工具以确定差异代谢物所关联的通路。

　　02研究结果

　　泪液代谢物组学分析发现，在过敏高发季节，与健康对照相比，OA患者中有12种代谢物表达上调，3种代谢物表达下调；在过敏非高发季节，与对照相比，OA患者中有84种代谢物表达上调，3种代谢物表达下调，其中烟酰胺（Niacinamide）在两个季节中，OA患者组均上调，显示出其潜在生物标志物的作用。

　　泪液脂质组学分析发现，在过敏高发季节，OA患者与健康对照相比，有6种脂质上调，而在非高发季节有24种脂质上调，脂质组的变化主要涉及泪膜稳定性和抗菌活性，表明OA可能影响泪膜的结构和功能。

　　功能富集分析显示，上调的代谢物涉及氧化应激、炎症、DNA损伤修复、细胞增殖和组织修复等多个生物途径，与过敏反应激活的炎症、伤口愈合和氧化应激调节有关。

　　季节变化对泪液中的代谢物和脂质表达有显著影响，尤其在健康对照中更为明显，表明泪液脂质组可能在不同季节对眼部表面有保护作用，防止OA患者出现显著的脂质表达差异。

　　03研究结论

　　研究发现，无论季节如何，眼过敏患者的泪液中烟酰胺表达异常，可能与细胞结构重建相关。研究揭示了氧化应激和炎症对眼部表面的影响，以及季节变化对泪膜稳定性的显著影响。这项研究首次提供了关于季节变化下眼过敏患者泪液代谢物和脂质变化的见解，为未来的诊断和治疗提供了新的研究方向。

　　04研究结果展开

图1.详细展示了泪膜中脂质层和水样层的代谢物和脂质成分

　　这包括了脂肪酸、蜡酯（WEs）、ω-羟基脂肪酸（OAHFAs）、胆固醇酯（CEs）、维生素A、烟酰胺、葡萄糖内酯以及溶菌酶等。

　　WEs、磷脂和CEs通常更接近泪膜表面，接触到空气，而脂肪酸（以油酸为例）和甘油三酯分布在整个脂质层中。溶菌酶-脂肪酸复合物跨越水样层和脂质层之间的边界，水样层包含多种代谢物，包括维生素A、烟酰胺、葡萄糖内酯等。

　　表1.显示参与者的相关信息

　　包括性别、年龄、质量评分，按季节和过敏与否，分为过敏高发季节的过敏组（PA）、过敏高发季节的健康对照组（PHCs）、过敏非高发季节的过敏组（OPA）和过敏非高发季节的健康对照组（OPHCs）。

　　　　图2.展示了烟酰胺在过敏高发季节期间眼部过敏患者（PA）与健康对照组（PHCs）之间的表达情况的接收者操作特征（ROC）曲线分析

　　烟酰胺的ROC曲线显示了其预测眼部过敏状态的能力，具有0.86的曲线下面积（AUC）值和0.043的p值，表明烟酰胺在预测眼部过敏状态方面具有中等预测能力。AUC值接近0.85或更高通常被认为是预测能力良好的指标。

　　这项分析表明烟酰胺可能是一个潜在的生物标志物，有助于识别和区分眼部过敏患者和健康个体。

　　　　图3通路富集分析展示眼过敏患者与对照之间差异代谢物所涉及的功能通路

　　图中只有上调的代谢物进行了富集分析，因为下调代谢物数量较少（小于5个）。a.过敏高发季节（PA）与健康对照组（PHCs）对比分析发现上调的代谢物。b.过敏非高发季节（OPA）与健康对照组（OPHCs）对比分析发现上调的代谢物。

　　05总结与启发

　　该篇文献发表于Int J Mol Sci.（IF>6.6），这项研究提供了一个关于眼部过敏（Ocular Allergy,OA）患者泪液代谢组和脂质组研究的实例，从中可以了解研究者是如何根据眼部过敏的实际临床问题来确定研究目标，研究者实际考虑了季节变化对过敏症状的影响，以选择合适的参与者和对照组进行分组。

　　对泪液样本收集后，使用GC-MS和LC-MS进行代谢物和脂质的分析，并且通过问卷调查收集参与者的基本信息和过敏症状。对于数据的分析，利用到了SPSS、MetaboAnalyst等进行数据标准化、差异表达分析和富集分析，利用ROC曲线评估潜在标志物的预测能力，应用多元统计方法OPLS-DA来区分不同组别。

　　研究识别和验证了可用于眼部过敏诊断和治疗的生物标志物，从中可以了解到季节对眼部过敏症状和泪膜稳定性的影响，探索了泪液代谢组和脂质组在眼科临床诊断中应用的潜力。

　　参考文献

　　Aydin,E.;Callahan,D.L.;Chong,L.;Azizoglu,S.;Gokhale,M.;Suphioglu,C.The Plight of the Metabolite:Oxidative Stress and Tear Film Destabilisation Evident in Ocular Allergy Sufferers across Seasons in Victoria,Australia.Int.J.Mol.Sci.2024 25,4019.https://doi.org/10.3390/ijms25074019