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为解决 2 型糖尿病 β 细胞功能和质量评估难题，研究人员用超声定位显微镜（ULM）成像研究，发现其可评估疾病进展和治疗效果。
2 型糖尿病，这个现代社会的 “健康杀手”，正以惊人的速度在全球蔓延。它可不只是血糖升高那么简单，背后还隐藏着一系列复杂的生理变化。长期的慢性炎症就像一个 “捣乱分子”，在患者体内兴风作浪，不仅会让胰腺胰岛的血管结构和功能出现紊乱，还会导致 β 细胞（负责分泌胰岛素的关键细胞）功能受损。这就好比工厂里生产胰岛素的 “小车间” 出了故障，胰岛素产量不足或者质量下降，血糖自然就难以控制了。
目前，在糖尿病的研究和诊疗过程中，存在着诸多棘手的问题。想要深入了解 β 细胞的功能和质量变化，却缺乏有效的非侵入性检测方法。现有的一些体内成像技术，比如功能性磁共振成像（MRI）、多普勒超声以及对比增强超声（CEUS）等，就像 “近视眼” 一样，分辨率有限，对胰腺深部组织的微血管形态和血流动力学变化 “视而不见”，根本无法满足临床和科研的需求。在这样的困境下，开发新的非侵入性成像方法来精准诊断和评估 β 细胞功能，就成为了糖尿病研究领域的当务之急。
为了攻克这些难题，浙江医学科学院的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们巧妙地利用超声定位显微镜（ULM）成像技术，对 2 型糖尿病大鼠模型进行研究，试图揭开 2 型糖尿病的神秘面纱，探寻新的诊疗思路。最终，他们取得了令人瞩目的成果，相关研究发表在《Cyborg and Bionic Systems》杂志上。
在这项研究中，研究人员运用了多个关键技术方法。首先，通过构建 2 型糖尿病大鼠模型，模拟人类疾病进程。之后，利用商业超声系统获取 B 型和 CEUS 图像，再借助 Matlab 软件对采集的视频进行离线后处理，从而实现 ULM 成像。为了进一步深入探究，研究人员还开展了生化评估、免疫荧光染色、血管标记、流式细胞术等实验，并运用 R 4.2.2 软件和 SPSS 26.0 软件进行统计分析，确保研究结果的科学性和准确性。
下面来看看具体的研究结果：
- ULM 图像分辨率的量化：研究人员对大鼠胰腺进行 ULM 成像，惊喜地发现 ULM 成像显著提高了 CEUS 最大强度投影（MIP）成像的分辨率。在 ULM 图像中，相距 28.5μm 的微血管都能清晰分辨，而传统的 CEUS MIP 图像却做不到这一点。这意味着 ULM 成像能够展现出传统超声无法获取的小血管动态和形态信息，还能进行精确量化，为后续评估疾病进展提供了有力的数据支持。
- 2 型糖尿病进展与 ULM 监测：研究人员成功建立了模拟人类 2 型糖尿病自然病程和代谢特征的大鼠模型。在疾病发展过程中，他们发现不同阶段的 ULM 成像参数有着明显变化。在正常和疾病前期（胰岛素抵抗，IR 阶段），血管结构较为有序；而到了 2 型糖尿病阶段，血管变得扭曲、紊乱，血管弯曲度（迂曲度）和描述血管网络复杂性的分形维数大幅增加。同时，IR 阶段的平均血流速度相比对照组略有上升，血管密度和平均直径也有所增加，但进入 2 型糖尿病阶段后，二者急剧下降。这些变化表明，ULM 成像能够敏锐地反映胰腺微血管的血流动力学和形态特征，具备在体内连续监测 2 型糖尿病进展的巨大潜力。
- 病理检查：为了验证 ULM 测量结果与疾病病理变化的一致性，研究人员对不同阶段的大鼠胰岛微血管进行了活体标记和 3D 重建。结果显示，疾病早期胰岛微血管连续、光滑，而 2 型糖尿病阶段则出现不连续和扭曲的情况，这与 ULM 形态测量结果完美契合。此外，研究人员还发现，IR 阶段胰岛内血管直径和覆盖面积显著增加，而外分泌组织无明显变化。随着疾病进展到 2 型糖尿病阶段，β 细胞体积和质量明显减少，且与血管密度和平均直径的变化趋势一致。这充分证明，ULM 测量结果能够准确反映胰岛血流动力学的变化，与疾病的病理进程紧密相关。
- ULM 体内成像评估胰岛对葡萄糖刺激的反应：已有研究表明，胰岛血流速度会随着血糖水平的急性升高而增加，以此反映 β 细胞在急性血糖变化下的功能。研究人员通过实验发现，对照组在葡萄糖输注 30 分钟后，平均速度、血管密度和平均直径显著增加；IR 组仅平均速度略有上升，但无统计学意义；而 2 型糖尿病组在葡萄糖刺激后，上述指标均无明显变化。这表明在不同疾病阶段，胰岛对葡萄糖刺激的反应存在差异，ULM 成像可以有效捕捉这些变化，为评估 β 细胞功能提供重要依据。
- ULM 成像评估抗细胞因子免疫疗法的疗效：抗细胞因子免疫疗法是治疗 2 型糖尿病的新兴手段，其中针对 IL - 1β 的单克隆抗体治疗效果显著。研究人员发现，XOMA052 抗细胞因子免疫疗法能够通过减少 β 细胞凋亡、促进其增殖来改善 β 细胞质量，同时降低外周血中 IFN - γ 和 IL - 17a 的产生，减轻慢性炎症。通过 ULM 连续监测治疗过程，发现治疗结束时，分形维数、平均速度和血管密度得到显著改善，血糖相关指标如空腹血糖（FPG）、空腹血清胰岛素（FINS）、胰岛素抵抗指数（HOMA - IR）和胰岛素敏感指数（ISI）也呈现出良好的治疗效果。这表明 ULM 技术能够直观地评估抗细胞因子免疫疗法的疗效，为临床治疗提供重要参考。
综合研究结论和讨论部分，这项研究意义非凡。研究人员成功建立了一种非侵入性的体内微血管成像方法，即 ULM 成像技术。该技术不仅能够直观、定量地评估 2 型糖尿病的疾病进展，还能对抗细胞因子免疫疗法的疗效进行精准评价。ULM 测量结果与胰岛微血管的各种病理变化高度一致，与 β 细胞的损失和胰岛功能恶化密切相关。它弥补了其他临床成像检查方法的不足，能够实现对微血管形态的非侵入性监测，为 2 型糖尿病的诊疗提供了全新的视角和有力的工具。虽然研究还存在一些局限性，比如重建血管可能不饱和、速度测量受帧率限制、微泡信号易混淆等，但这并不影响其在糖尿病研究领域的重要价值。相信在未来，随着技术的不断改进和完善，ULM 技术有望成为 2 型糖尿病临床诊断和治疗的新标准，为广大糖尿病患者带来新的希望。
