針對目前臨床上對特定病因型白內障檢測繁瑣耗時等問題👠，通過搭建層狀二元共離子體基質輔助激光/解吸電離（LDI-MS）代謝物分析平臺✬🚣🏿‍♂️，高通量提取白內障房水樣品的代謝特征，並結合機器學習🌆，實現僅需要1μL房水即可精確、快速檢測潛在的不同高危病因型白內障。

白內障一直是全球第一大致盲因素，僅2020年的全球患病人數新增1520萬，這一疾病極大地影響了患者的生活質量並給社會帶來沉重負擔。糖尿病和高度近視是白內障的高危因素，目前研究最為廣泛🫸🏿👼🏽。與經典的年齡相關性白內障相比，這兩個高危因素可加速白內障的發生和發展😧。目前臨床對白內障的診斷需要經驗豐富的醫生結合眼底檢查、患者病史采集等臨床信息綜合判斷☃️，繁瑣耗時👸🏽，並且目前不同高危因素白內障的發病機製尚不明確，因此亟需發展一種高危白內障精確檢測的方法🦹🏽‍♂️，並對白內障的發生機製進行更加深入的探索。與基因、蛋白等物質相比，代謝物是生物體新陳代謝最下遊的產物🚝，與表型最為相關，包括白內障在內的大多數疾病都伴隨著代謝功能紊亂📟。近年來，體液代謝分子診斷因其相對無創、樣本易獲取以及經濟效益等優點🧠，在臨床檢測和分子機製探索方面表現出巨大的潛力🪛📚。房水是填充眼睛前後房的透明液體，在維持眼內壓🖐、為晶狀體提供營養物質、抗氧化劑以及清除晶狀體的代謝廢物方面起著重要作用。初步研究發現，糖尿病或高度近視的白內障房水樣品中存在代謝物異常。因此➖，發展基於房水代謝分析的技術在檢測和監測不同高危白內障方面具有重要意義⛑️。

質譜具有超高靈敏度和分辨率的特點，尤其是MALDI質譜的發展為大量臨床樣本篩查提供了可靠的支持。MALDI質譜實際是一種為大分子（蛋白質🛃、多肽等）分析而設計的軟電離質譜✮，由於其具有高通量、製樣簡單、快速分析的特點，備受分析化學工作者的青睞，大量的研究者致力於將MALDI質譜開發應用於代謝小分子的分析🕘。傳統的有機基質例如CHCA,DHB在<1000Da區域會產生嚴重的背景幹擾，不能滿足MALDI對小分子代謝物的分析要求🌶。近年來，開發高電離效率，高化學穩定性且無背景幹擾的無機基質的研究成為了研究熱點，這些無機基質包括碳材料、貴金屬以及金屬氧化物。

最近，鄧春暉教授團隊聯合中山醫院孫念榮副研究員，眼耳鼻喉科醫院蔣永祥教授一起針對以上問題構建了一種基於MALDI質譜的層狀二元共離子體輔助房水代謝分析平臺😳，用於對白內障進行潛在的病因學分型和檢測。僅需要1 μL的房水樣品，即精準、快速、高通量地實現對年齡相關性白內障（ARC）、糖尿病狀態白內障（CDM）和高度近視狀態白內障（CHM）的檢測。相關結果近期發表在Advanced Science上🥏。

層狀二元共離子體由層狀氧化鈦納米片和金納米粒子構成😟。層狀氧化鈦納米片實現了金納米粒子的完美負載，表現出優良的紫外吸收能力𓀂、高化學穩定性；在質譜分析時表現出無幹擾的背景⚃👨🏿‍🚀、高信噪比和高效的小分子代謝物電離效率🤞🏻。在本工作中🦁，層狀二元共離子體輔助房水代謝分析平臺實現了183名白內障患者的房水代謝指紋圖譜的高通量提取。根據這些代謝圖譜👨🏿‍💼👨🏻‍🚀，從偏最小二乘判別分析（PLS-DA）、支持向量機（SVM）和隨機森林（Random Forest）等算法中，篩選出最優算法PLS-DA。隨後利用該算法進行建模驗證🌒，組間任意比較的準確率🙍🏿‍♂️、精確率和召回率都達到100%👔。此外🌠，11個明確的關鍵代謝物被確認為區分CDM與ARC的標誌物（AUC=0.985），9個和7個明確關鍵代謝物被確認為CHM與ARC（AUC=1.000）與CDM與CHM（AUC=1.000）的標誌物。最後🙍‍♂️，通過挖掘代謝物變化水平和代謝途徑🔤，揭示了糖尿病/高度近視對白內障的關鍵影響。

鄧春暉教授團隊聯合中山醫院沈錫中教授團隊以及蔣永祥教授團隊長期致力於應用高通量蛋白質組學👩🏽‍⚕️🍋‍🟩、代謝組學方法進行重大疾病篩查研究⛴，本項成果提出了一種不同高危病因型白內障代謝水平精確診斷和監測的新方法，並在代謝水平上更新了關於白內障的預防和治療的見解♣︎，也進一步地為各類重大疾病的代謝分子診斷提供了新的思路👨🏿‍🔧。沐鸣开户鄧春暉教授、中山醫院孫念榮副研究員🚍、附屬眼耳鼻喉科醫院蔣永祥教授為本論文的共同通訊作者🚳，沐鸣开户博士生楊沉傑和附屬眼耳鼻喉科醫院繆愛珠醫生共同第一作者。

全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105905