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组学技术在近视机制研究中的应用

摘要：作为全球性的公共卫生难题，近视可导致黄斑病变、青光眼等不可逆转视

觉损伤性眼病的发生，且近视的患病率仍处于不断攀升中，为社会及家庭带来沉

重的负担。因此近视防控的重点应是降低近视患病率，防止其引起的未矫正屈光

不正和视力的不可逆损害。然而近视的发生发展机制十分复杂，至今仍未完全阐

明。近年来，随着科技与信息技术的进步，组学技术的出现为疾病的机制研究提

供了更有效的手段，其中基因组、蛋白组、代谢组及微生物组学等技术均已应用

于近视的相关研究中。而明确近视导致机体改变的生物化学途径和某些潜在的致

病生物标记物对于近视的防控防治可能具有重大意义。现就不同组学技术在近视

机制研究中的应用进行综述，旨在协助临床制定更有效的预防和治疗措施。

关键词：近视；机制；蛋白质组学；基因组学；代谢组学；微生物组学

近视是导致视力障碍最常见的眼部疾病，已成为全球性的健康问题。据报道，

全球近视患病率已超28.3%[1]，且在世界范围内正以流行病的速度增加[2]。特

别是在东亚地区，近视的情况更为严重。在过去几十年里，东亚地区近视的患病

率不断攀升。拒统计，东亚地区离校生中近视占比高达80%~90%，而完成中学教

育的人中有10%~20%患高度近视（Highmyopia，HM）[3]，其中中国的近视患病

情况更普遍、更严重，在我国大都市地区，16~18岁、10年级和11年级学生的

近视患病率约为80%，HM患病率为10%[4]，显示了我国近视防控形势的严峻程

度。然而，尽管屈光不正可以通过矫正手术来解决，但近视，尤其是HM患者，

易患上近视性黄斑变性、视网膜脱离、白内障、青光眼等潜在的致盲性眼病[5]，

单纯的屈光矫正手术并不能从根源上解决近视可能带来的影响。因此，只有明确

近视的发生发展机制，才能有效地实现该病的早期防控。尽管有关近视机制的研

究不断出现，但近视发生发展的机制仍未完全阐明。

1组学技术概述

组学技术主要是指对生物系统中的基因、蛋白质或代谢产物等生物标记物进

行高通量的分析。这些基于仪器、系统的方法可以揭示疾病的重要致病因素，对

生物标志物的发现有重要价值，并可以根据组学结果来确定潜在的治疗靶点，设

计有针对性的后续实验，以获得对该疾病的分子理解并测试新的疗法[6]。与低

通量分析和功能测试相比，针对无假设的研究方式来评估大范围的生物标志物对

疾病的影响，高通量分析的应用显得至关重要。组学则是对生物分子大规模的表

征和定量，由于测序技术、质谱和生物信息学分析技术的进步，它在过去几年中

取得了快速进步，其中基因组学、蛋白质组学和其他基于组学的方法已被广泛用

于医学研究，以促进对疾病机制的理解，并鉴定用于治疗和诊断开发的分子靶标

和生物标志物[7]。近年来，组学技术已被用于包括近视在内的眼科相关疾病的

研究中，为近视的机制研究提供了一个全新的视角。

2组学与近视

2.1基因组学

遗传和环境因素在近视的发生发展中具有重要作用[8]。近视，尤其是HM，

往往表现出明显的家族聚集性，如果父母都患有近视，孩子患近视的风险会增加，

并且眼轴往往会更长[9]。研究发现，与只有1位近视父母或父母双方都不近视

的儿童相比，双亲都近视的儿童患近视的风险增加，并且1年内眼球增长和屈光

度下降的速度更快[10-11]。然而，基因和环境是否独立地影响近视易感性，或

者基因和环境之间相互作用的程度如何，仍然需要进一步探讨。目前已经发现了

许多与近视相关的基因位点，其中超过20个近视相关位点位于染色体上[12]。

过去，依赖于家系分析和候选基因研究来发现致病基因位点的方法进展缓慢且效

率低下。随着基因组学的出现，全基因组测序大大提高了致病基因筛选的效率。

明确近视的遗传特性，鉴定与屈光不正有关的基因可能有助于阐明与遗传缺陷和

环境压力相关的潜在分子机制，基因组学的必威体育精装版发展为剖析近视的机制提供了重

要的机会[13]，并有效协助科研人员观察不同遗传背景下的近视人群中的种族差

异，发现不同的遗传成分与近视相关表型的发展有何种关联，从而更好地了解引

发和控制近视变化的遗传基础。

早在20世纪70年代，脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleicacid，DNA）测序

就已经问世[14]。至90年代，聚合酶链式反应和新化学物质（荧光染料、专为

序列反应定制的热稳定DNA聚合酶）的发现大力提高了测序的效率和速度，但直

到自动化高通量DNA序列分析仪的出现，基因组测序才得以实现[15]。目前，基

因