糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病最常见和严重的并发症之一。尽管在过去的几十年里对该病的诊断和治疗有了根本性的进步，但DR仍然是20-74岁糖尿病患者失明的主要原因，在一项糖尿病患者的大型meta分析中，DR的患病率为34.6%。而目前在诊断和治疗方面的进展主要是针对疾病的晚期，而对于DR的发病和早期阶段仍然缺乏可靠和特异性的风险标志物。
目前新的组学方法已经有了很大发展，可以使用基于质谱的组学方法对代谢途径进行全面研究并同时评估大量的代谢物。具体来说，代谢组学和脂质组学可以利用这种方法对循环代谢产物和脂质进行分析和分类，并能对各种代谢物的生物学效应提供更全面的分析。因此应用组学技术可以帮助我们理解DR的生物学途径，同时也有助于发现与疾病进展相关新的生物标记物。既往已经有研究显示2型糖尿病中有多种代谢物与DR相关。因此在本研究中，研究者对1型糖尿病患者血浆中大量代谢物和脂质进行分析，确定与DR的发生发展相关的代谢物。研究结果“Circulatingmetabolitesandlipidsareassociatedtodiabeticretinopathyinindividualswithtype1diabetes”发表在Diabetes杂志上。
在年-年收集名1型糖尿病的患者。采用二维气相色谱-飞行时间质谱法进行代谢组学分析，并采用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱法进行脂质组学分析。根据严格的排除标准，分别收集了名患者(血清代谢组学)和名患者(血浆脂质组学)的代谢组学和脂质组学数据，并进行相关统计学分析。
横断面研究
根据有无DR及DR的分期进行分组（表1）。大部分患者无DR（n=，22%）或者中度的NPDR（n=，29%）。与无DR患者相比，PDR患者的平均BMI、尿蛋白排泄率（UAER）和收缩压更高，eGFR更低。不同年龄组中，DR分期越高，收缩压和UAER越高，eGFR越低。DR分期越高，使用降压药和他汀类药物治疗的频率越高。
表1.糖尿病视网膜病变分期的基线特征共有75种代谢物种类被确定，这些代谢物经多元线性回归模型分析，发现四种代谢物与基线DR分期呈正相关关系：2,4-DHBA（二羟丁酸；p0.）、核糖酸（p=0.）、核糖醇（p=0.）、3,4-DHBA（p=0.）。而协方差分析也显示同样的四种代谢物水平在更高的DR分期中显著增加（核糖酸，p0.；2,4-DHBA，p0.;核糖醇,p=0.；3,4-DHBA,p=0.）。图1说明了这四个代谢物的分布和相对水平。很明显，四种代谢物的水平都随着DR分期的升高而升高。与四个代谢物相连接的代谢组的部分相关网络如图2所示。这个网络包括肾脏功能相关代谢物(如肌酐和肌醇)、葡萄糖代谢相关化合物(如柠檬酸和甘氨酸)、脂肪酸(如富马酸和苹果酸)和氨基酸(如丙氨酸和丝氨酸)。特别是肌酐和肌醇，还有甘油糖苷，4-羟基苯乙酸和富马酸，与四种视网膜病变相关代谢物的中心高度相关。除氨基酸外，网络中大部分化合物与四种代谢物呈正相关，如图2中红色所示。
图1.基线糖尿病视网膜病变分期的代谢物水平图2.部分相关网络显示代谢物的关联图共有种脂类被确定，经线性回归分析发现两种甘油三酯TG(50:1)和TG(50:2)与基线时的DR分期呈负相关（p0.05）。而在协方差分析中，中等不饱和TGs和较小的LPC与DR分期具有更强的关联（图3）。
图3.与糖尿病视网膜病变分期相关的脂质组协方差模型热图纵向分析
在横断面分析中确定的代谢物和脂类随后用复合特异性Cox比例风险模型分析与DR进展之间的关联。平均随访时间范围为5.1-5.5年。发现3,4-DHBA升高与DR进展的有明显的相关性（HR(CI95%):1.55(1.12-2.15),p=0.）。未调整和调整的代谢物HRs如图4所示。无脂类与DR进展有关。
图4.糖尿病视网膜病变进展相关的代谢物风险值综上所述，本研究确定了四种代谢物和三种脂类与DR分期相关:2,4-DHBA、3,4-DHBA、核糖酸、核糖醇与DR分期正相关，三种甘油三酯与DR分期负相关。此外，发现3,4-DHBA可以作为DR进展的独立风险标记物。该研究结果可以作为进一步研究糖代谢、羟基酸和脂类与糖尿病视网膜病变关系的基础。
参考文献：Circulatingmetabolitesandlipidsareassociatedtodiabeticretinopathyinindividualswithtype1diabetes.Diabetes.Jul31;db204.点评糖尿病视网膜病变（DR）一直是眼科各种研究的热点，虽然我们对于DR的发生和发展机制已经有了一定程度的了解，但科学技术的发展，总会为我们带来新的认识。本研究就利用了代谢组学和脂质组学研究，对75种循环代谢产物和种脂质进行分析，对代谢途径进行全面研究。研究的设计包括了横断面研究和纵向分析，在一个相对样本量较大的人群中进行了研究。横断面研究根据DR的分期，发现了与之相关的四种代谢物和三种脂类。纵向分析则发现3,4-DHBA可以作为DR进展的独立风险标记物。
正如在本文讨论中所述，与DR相关的代谢产物均与肌醇有关。尽管肌醇本身与DR无关，但与这些代谢物的关联可能提出DR病因学的另一条途径，因此，包括肌醇在内的糖代谢、羟基酸和脂类与DR的关系可能是今后值得研究的方向。虽然本研究并没有具体对DR的相关治疗（激光、抗VEGF治疗）以及糖尿病、高血压、高血脂等相关治疗进行详细分析，有可能忽略一些相关因素，但基于其严谨的设计和样本量的基础，仍然不失为一项很好的研究。
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