本研究由温州医科大学眼视光医院的Yan Congcong、Yi Quanyong等学者联合宁波眼科医院的研究团队共同完成，发表于2025年的《Eye and Vision》期刊（DOI:10.1186/s40662-025-00444-2）。论文聚焦抗血管内皮生长因子（anti-VEGF）治疗黄斑水肿（macular edema, ME）的代谢组学机制，通过液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术揭示了治疗前后房水代谢物的动态变化。

学术背景

黄斑水肿是年龄相关性黄斑变性（AMD）、视网膜分支静脉阻塞（BRVO）和糖尿病视网膜病变（DME）的共同病理表现，抗VEGF疗法是其一线治疗方案。尽管该疗法通过抑制VEGF信号通路减少血管渗漏，但治疗后的眼内代谢变化机制尚不明确。既往研究多关注基因组或转录组层面，而代谢组作为基因型与表型的桥梁，能更直接反映病理生理状态。本研究旨在通过非靶向代谢组学分析，揭示不同病因ME患者接受抗VEGF治疗后的代谢重塑特征，为个体化治疗提供分子依据。

研究流程

1. 样本采集与处理
   研究纳入60例ME患者（AMD、BRVO、DME各20例），采集治疗前及治疗后30±3天的房水样本共120份。样本经标准无菌操作抽取后，于-80°C保存至检测。其中87%患者为首次接受抗VEGF治疗（药物为雷珠单抗或康柏西普），既往治疗者需停药≥3个月以排除残留效应。

2. 代谢组学分析
   采用LC-MS/MS技术进行非靶向代谢检测，配备以下关键步骤：

   • 质量控制：15个混合QC样本验证方法稳定性，99%代谢物的峰面积变异系数（CV）<30%。
     
   • 数据采集：正负离子模式（ESI+/ESI-）并行检测，通过正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）建模，以变量重要性投影（VIP）≥1且p<0.05筛选差异代谢物（DEMs）。
     
   • 通路注释：基于KEGG和HMDB数据库，使用MetaboAnalyst进行富集分析。

3. 统计与生物信息学分析

   • 采用R语言（v.3.6）进行配对t检验、层次聚类及相关性分析。
     
   • 通过七折交叉验证评估OPLS-DA模型可靠性（R²/Q²值），200次置换检验防止过拟合。

主要结果

1. 整体代谢变化
   治疗后共鉴定145个显著差异代谢物，其中84个上调（主要关联碳水化合物与氨基酸代谢），61个下调（集中于氨基酸代谢通路）。例如：

   • 上调：葡萄糖（糖酵解关键底物）水平升高，可能反映血管修复能量需求增加。
     
   • 下调：同型半胱氨酸（血管毒性分子）减少，与VEGF抑制后的内皮功能改善相关。
     

2. 病因特异性代谢重塑

   • AMD-ME：66个独有下调代谢物涉及三羧酸循环（TCA cycle）和嘌呤代谢，35个上调代谢物以脂肪酸为主，提示能量代谢重编程。
     
   • BRVO-ME：59个独有下调代谢物中，36.11%为甘油磷脂酰胆碱（血管生成调节剂），表明脂代谢异常是BRVO的核心特征。
     
   • DME：97个独有上调代谢物富集于半胱氨酸/蛋氨酸代谢和鞘脂通路，与糖尿病特有的氧化应激机制吻合。

3. 共有生物标志物
   跨病因共享的6种代谢物（如治疗响应性升高的葡萄糖）可能作为疗效预测指标，其表达模式与健康对照组一致（补充图S3）。

结论与价值

本研究首次系统描绘了抗VEGF治疗对ME患者房水代谢网络的影响，发现：
1. 科学价值：揭示了氨基酸、脂质和碳水化合物代谢的病因异质性，为ME亚型分型提供分子依据。
2. 临床意义：鉴定出葡萄糖和同型半胱氨酸等潜在疗效标志物，为个体化治疗策略开发奠定基础。
3. 机制创新：提出“代谢重编程参与抗VEGF治疗响应”的新假说，尤其DME中TCA循环活化可能对抗神经毒性具有保护作用。

研究亮点

1. 方法学创新：采用双离子模式LC-MS/MS结合多变量统计分析，显著提升代谢物覆盖度。
   
2. 临床样本策略：严格匹配治疗前后配对样本，并控制药物类型与间隔时间，减少混杂偏倚。
   
3. 转化潜力：发现的脂代谢异常（BRVO-ME）和鞘脂通路激活（DME）为联合靶点治疗提供新方向。

局限性与展望

样本量较小（n=60）且随访期短，未来需扩大队列验证标志物预测效能。此外，房水代谢物与视网膜组织的空间关联需通过动物模型进一步阐明。作者建议开展靶向代谢组学验证，并探索代谢干预（如TCA循环底物补充）的辅助治疗潜力。