研究人员绘制了6000种眼部蛋白质图谱，并开发了一种基于人工智能的"蛋白质组时钟"来预测年龄。这项研究揭示了某些疾病的加速衰老现象，并确定了与帕金森氏症有关的蛋白质，为早期诊断提供了一条途径。这些发现可能会彻底改变精准医疗和临床试验方法。

一个研究小组通过分析手术中例行取出的小滴眼液，绘制出了眼睛内不同细胞类型的近6000种蛋白质图谱。在最近发表在《细胞》（Cell）杂志上的一项研究中，研究人员利用人工智能模型从这些数据中创建了一个"蛋白质组时钟"，可以根据蛋白质特征预测健康人的年龄。

时钟显示，糖尿病视网膜病变和葡萄膜炎等疾病会导致特定细胞类型加速衰老。令人惊讶的是，研究人员还在眼液中检测到了与帕金森病有关的蛋白质，他们说这可能为更早诊断帕金森病提供了一条途径。

"眼睛的神奇之处在于我们可以观察内部，实时看到疾病的发生，"资深作者、斯坦福大学眼科教授、外科医生维尼特-马哈詹（Vinit Mahajan）说。"我们的主要重点是将这些解剖学变化与患者眼睛内部分子水平发生的变化联系起来"。

眼睛是一种很难在活体病人身上取样的器官，因为它和大脑一样，是不可再生的，而且进行组织活检会造成无法弥补的损伤。另一种方法是使用液体活检--从相关细胞或组织附近提取液体样本。

虽然液体活检可以提供相关区域存在哪些蛋白质的快照，但迄今为止，它们在测量小体积液体中的大量蛋白质方面能力有限，也无法提供哪些细胞产生哪些蛋白质的信息，而这对于诊断和治疗疾病非常重要。

先进的蛋白质制图和发现

为了绘制眼内不同类型细胞产生蛋白质的图谱，马哈詹的研究小组采用了一种高分辨率方法，对从接受眼科手术的患者的眼水或玻璃体中提取的120份液体活检样本中的蛋白质进行了表征。他们总共鉴定出了5953种蛋白质，是以前类似研究中鉴定出的蛋白质数量的十倍。利用他们开发的一款名为TEMPO的软件工具，研究人员能够将每种蛋白质追溯到特定的细胞类型。

为了研究疾病与分子老化之间的关系，研究人员建立了一个人工智能机器学习模型，可以根据26种蛋白质的子集预测眼睛的分子年龄。该模型能够准确预测健康眼睛的年龄，但显示疾病与明显的分子老化有关。就糖尿病视网膜病变而言，老化程度会随着疾病的发展而增加，严重（增殖性）糖尿病视网膜病变患者的老化速度会加快 30 年之久。这些衰老迹象有时在患者出现潜在疾病的临床症状之前就能观察到，而在治疗成功的患者身上则一直存在。

研究人员还检测到了几种与帕金森病有关的蛋白质。这些蛋白质通常是在死后发现的，目前的诊断方法无法对其进行检测，这也是帕金森病诊断如此困难的原因之一。通过筛查眼液中的这些标记物，可以更早地诊断帕金森病并进行后期治疗监测。

影响和未来方向

作者说，这些结果表明，衰老可能是器官甚至细胞特异性的，这可能会在精准医学和临床试验设计方面取得进展。第一作者、斯坦福大学眼科医生朱利安-沃尔夫（Julian Wolf）说："这些发现表明，我们的器官正在以不同的速度衰老。"使用有针对性的抗衰老药物可能是预防性精准医疗的下一步"。

马哈詹说："如果我们要使用分子疗法，就应该对患者体内的分子进行特征描述。我认为，根据患者的分子模式以及哪些细胞受到影响对患者进行重新分类，可以真正改善临床试验、药物选择和药物疗效。"

下一步，研究人员计划对来自更多患者和更广泛眼疾的样本进行表征。他们还表示，他们的方法可用于表征其他难以取样的组织。例如，脑脊液的液体活检可用于研究或诊断大脑，滑液可用于研究关节，尿液可用于研究肾脏。