痴呆症已成为全球最紧迫的健康挑战之一。数百万人患有这种疾病，全球每年的相关成本高达数百亿。医生通常依靠实际年龄或基于血液的标志物来评估风险，但这些方法并不总能捕捉到驱动疾病的根本生物学因素。
现在，研究人员发现，眼睛可能提供一种更简单、更经济的方式来预测未来的大脑衰退。
新加坡国立大学杨潞龄医学院的一个团队开发了一种人工智能工具，该工具可以分析标准视网膜照片，预测谁更有可能发展成痴呆症或认知衰退。该算法名为RetiPhenoAge，通过解读眼睛后部的细微模式来估计生物年龄及其与大脑健康的关系。
这项研究是新加坡同类研究中的首例，也是全球范围内验证基于眼睛的衰老标志物作为痴呆症预测指标的最大规模努力之一。
为什么视网膜如此重要
视网膜不仅仅是眼睛后部的一层组织。它与大脑一样，源自相同的胚胎组织，并具有许多相似特征，包括微小血管网络。由于这种密切关系，科学家长期以来一直怀疑视网膜的变化可能反映了大脑中正在发生的情况。
新加坡国立大学医学院创新与精准眼科健康中心主任郑青宇(Cheng Ching-Yu)教授解释说："通过RetiPhenoAge，我们能够无创地估计个人的生物年龄，为认知健康管理以及更广泛的衰老研究提供宝贵的见解。"
与需要专业设施且成本高昂的DNA甲基化测试或脑部扫描不同，视网膜成像已经在眼科诊所和综合诊所广泛使用。这意味着基于这些图像构建的预测工具几乎可以在任何地方部署，包括社区健康中心和移动筛查单元。
从眼照片到预测能力
研究团队使用深度学习模型构建了RetiPhenoAge，该模型在英国生物银行的数万张视网膜图像上进行了训练。该算法学习基于一种称为PhenoAge的测量方法来估计生物年龄，PhenoAge结合了九种基于血液的生物标志物与人的实际年龄。AI没有依赖人工挑选的特征，而是扫描照片寻找与更快或更慢衰老相关的模式。
显著性图——算法关注内容的可视化——显示它特别关注血管和视神经盘。这一发现符合生物学原理，因为小血管疾病和血管老化在痴呆症中起着重要作用。
该系统随后在两个人群中进行了测试：新加坡记忆、衰老和认知中心(MACC)队列和英国生物银行。
新加坡记忆诊所的研究发现
MACC研究在数年内跟踪了新加坡的510名参与者。在研究开始时，他们接受了眼科摄影、脑部成像和认知评估。在这些个体中，155人在随访期间出现了可测量的认知衰退。
通过RetiPhenoAge测量，视网膜年龄较高的人更可能显示认知衰退或被诊断为痴呆症。临床痴呆评定量表总和盒(Clinical Dementia Rating Sum of Boxes)得分增加三点或以上被用来定义认知衰退。视网膜年龄的每一步升高都意味着认知衰退的可能性更大，在五年内认知恶化的风险比为1.34，新发痴呆病例的风险比为1.43。
新加坡国立大学医学院健康长寿转化研究项目副主任Christopher Chen教授说："随着全球痴呆症患者数量的增加，我们迫切需要既可扩展又具有预测能力的工具。RetiPhenoAge可能掌握着有效且经济的社区级筛查的关键。"
为了确保该工具在东南亚以外地区也有效，研究人员再次使用英国生物银行的数据。在33,495名拥有眼部图像和认知数据的参与者中，该算法再次预测了痴呆症风险。在这个更大的群体中，痴呆症的风险比为1.25，证实了该方法在不同人群和种族背景下的强度。这一复制研究还将预测窗口延长至12年，表明视网膜老化是一个长期信号，而不仅仅是一个短期指标。
与大脑和血液的联系
该研究进一步检查了视网膜老化是否与大脑内部的可测量变化相关联。MRI扫描显示，视网膜年龄较高的人也具有更多的白质高信号——脑小血管疾病的迹象——以及较小的海马体体积，这两者都是痴呆症的已知标志物。
血液检测也支持这一联系。血浆蛋白质组学分析显示，与炎症、血管老化和神经退行性变相关的蛋白质在视网膜年龄较大的人中升高。这些发现表明，该算法不仅捕捉到了眼睛的变化，还反映了与衰老和大脑健康相关的更广泛的生物过程。
黄廷方综合医院顾问Sim Ming Ann博士（共同第一作者）强调："我们希望这些发现将改善护理，帮助医生在症状出现前识别出痴呆症风险人群，这可能导致更早的干预和改善患者预后。"
迈向早期检测和预防
痴呆症的全球上升使得早期检测比以往任何时候都更加重要。目前的估计表明，三分之一的老年人将经历某种形式的痴呆症，而且预计在未来几十年内数量将翻倍。像RetiPhenoAge这样的工具可以帮助在症状出现前很长时间就识别出风险最高的人群，从而允许及时进行生活方式改变、治疗或监测。
另一位共同第一作者Tham Yih Chung助理教授补充说："我们希望在更大、更多样化的人群中验证这一筛查工具，并评估其在临床环境中指导痴呆症早期治疗的影响。"
接下来会发生什么
尽管结果令人鼓舞，但研究人员警告说，该算法并非完美。并非每个视网膜年龄较大的人都会发展成痴呆症，也并非每例痴呆症都能通过眼扫描预测。需要在不同全球人群中进行更多研究来完善该工具。
该团队已经在国家医学研究理事会资助的支持下开展后续项目。这些项目包括在轻度认知障碍人群中测试视网膜成像，并探索RetiPhenoAge如何用于跟踪新疗法的效果。
正如Chen教授所指出的，目标是使筛查既简单又经济，最好作为常规健康检查的一部分。由于视网膜相机已经广泛使用，采用的障碍比许多其他诊断技术要低。
研究结果已在线发表在《阿尔茨海默病与痴呆症：阿尔茨海默病协会期刊》上。
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