磁共振成像无创评估糖尿病肾病中肾脏脂肪沉积与缺氧的区域特性及相互作用

为解决糖尿病肾病(DKD)中肾脏脂肪沉积和缺氧的区域差异及相互关系不明的问题，研究人员利用IDEAL-IQ磁共振成像技术，定量评估了肾脏皮质与髓质的质子密度脂肪分数(PDFF)和弛豫率(R2*)。研究发现肾髓质更易受缺氧损伤，PDFF与R2*呈显著正相关，且随疾病进展递增；IDEAL-IQ技术可无创监测早期肾损伤，为糖尿病相关肾功能衰退提供早期诊断工具。

　　

糖尿病已成为全球公共卫生挑战，其中糖尿病肾病(DKD)是最常见的微血管并发症，约50%的2型糖尿病(T2DM)患者会发展为DKD，导致终末期肾病(ESRD)和死亡率升高。在中国，糖尿病相关ESRD患者估计达2000万，给社会和家庭带来沉重负担。尽管早期干预可延缓肾功能恶化，但DKD的病理机制复杂，涉及糖脂代谢紊乱、血流动力学改变和慢性炎症。肾脏异位脂肪沉积和缺氧被认为是肾损伤的关键驱动因素：脂肪积累通过机械压迫、炎症和氧化应激损害微血管功能，而缺氧又促进脂肪沉积，形成恶性循环。然而，当前评估金标准——肾活检——具有侵入性、并发症风险高且采样局限，无法全面反映区域差异。因此，亟需开发可靠的非侵入性方法以早期监测肾脏脂肪和氧代谢状态。

贵州省人民医院的研究团队在《BMC Medical Imaging》发表了一项突破性研究，利用迭代水脂分离与最小二乘估计定量(IDEAL-IQ)磁共振成像技术，首次系统性评估了T2DM患者肾脏皮质与髓质的脂肪沉积(PDFF)和缺氧水平(R2*)的区域特征及其相互作用。研究招募了26名健康对照和105名T2DM患者，根据估算肾小球滤过率(eGFR)将患者分为无DKD组、DKD I-II期组和DKD III-IV期组。通过单次屏气IDEAL-IQ序列获取PDFF和R2图，分析显示：肾髓质R2显著高于皮质，PDFF与R2*值随疾病严重度递增（健康组<>

研究采用的关键技术方法包括：1. 队列设计与分组：纳入26名健康志愿者和105名T2DM患者（来自贵州省人民医院内分泌科和肾科），后者基于eGFR和蛋白尿水平分组（T2DM无DKD：eGFR≥90 mL/min/1.73 m²；DKD I-II期：90>eGFR≥60 mL/min/1.73 m²；DKD III-IV期：60>eGFR≥15 mL/min/1.73 m²）；2. IDEAL-IQ MRI扫描：使用3.0T MRI设备，通过呼吸门控技术采集轴向IDEAL-IQ序列（参数：TR=6.2 ms, TE=2.5 ms, 层厚5mm），自动重建水相、脂肪相、PDFF和R2图；3. 图像分析：两名放射科医师盲法放置感兴趣区(ROI)，测量皮质和髓质的平均PDFF(%)与R2(s^-1)值，并通过组内相关系数(ICC)评估一致性；4. 统计方法：使用SPSS软件进行ANOVA组间比较、Pearson相关分析和ROC曲线评估诊断效能。

Demographic and laboratory data

通过对比四组（健康对照、T2DM无DKD、DKD I-II期、DKD III-IV期）的基线数据，发现年龄、BMI、血肌酐(Scr)、eGFR、尿白蛋白/肌酐比(ACR)和微量白蛋白尿均随疾病进展显著恶化（P<0.001），而性别和血糖(GLU)无差异。ICC显示PDFF和R2*测量一致性高（ICC>0.84），证实数据可靠。

Radiological data

双侧肾脏的PDFF和R2值无显著差异（P>0.05），表明脂肪沉积和缺氧呈双侧对称性。髓质R2值在所有组均显著高于皮质（P<0.05），突显髓质缺氧易感性。PDFF和R2值随疾病严重度递增：健康组最低，DKD III-IV期组最高（如髓质R2：健康组16.48±2.33 s^-1，DKD III-IV期组24.58±1.31 s^-1），且组间差异显著（P<0.001）。

Correlation

PDFF与R2值在皮质和髓质均呈强正相关（r=0.628–0.871, P<0.001）。PDFF和R2与Scr、ACR、微量白蛋白尿正相关（r=0.284–0.689），与eGFR负相关（r=-0.568––0.718），但与BMI和GLU无关，表明脂肪沉积和缺氧直接反映肾功能损伤程度。

Diagnostic performance of parameters

ROC曲线分析显示，髓质PDFF在区分T2DM与健康对照（AUC=0.922）、T2DM无DKD与DKD I-II期（AUC=0.922）、DKD I-II期与III-IV期（AUC=0.918）时性能最优，其敏感性和特异性均超80%，优于皮质指标，凸显其作为早期生物标志物的潜力。

研究结论强调，肾髓质是缺氧损伤的敏感区域，其脂肪沉积(PDFF)与缺氧(R2*)的恶性循环是DKD进展的核心机制。IDEAL-IQ MRI技术通过无创量化PDFF和R2*，能早期识别肾损伤（甚至在尿蛋白正常阶段），为临床提供超越传统指标（如eGFR和ACR）的诊断工具。这不仅深化了对糖尿病肾病的病理理解，还为干预策略（如SGLT2抑制剂改善氧代谢）提供了评估依据，对降低ESRD负担具有重要意义。未来需通过纵向研究验证其预测价值，并探索与病理的关联。