糖尿病诱导代谢与免疫激活改变的PET分子影像学研究：揭示肥胖与2型糖尿病对肿瘤微环境的系统性影响

本研究通过多模态PET分子影像技术([18F]-FDG/[68Ga]Ga-RP832c/[68Ga]Ga-GZP/[18F]-DPA-714)揭示2型糖尿病(T2D)与肥胖如何系统性改变葡萄糖代谢和免疫激活。研究发现糖尿病肥胖小鼠肿瘤微环境中CD206+巨噬细胞增加而Granzyme B+效应细胞活性降低，同时在脑、心脏等代谢器官中观察到显著免疫激活差异，为理解代谢疾病与癌症互作提供了新型分子影像标志物。

　　

随着全球肥胖和2型糖尿病(T2D)患病率持续攀升，这两种代谢性疾病与癌症的复杂关联日益受到关注。临床数据显示，超过90%的T2D患者伴有超重或肥胖，这类人群更易发生三阴性乳腺癌等侵袭性肿瘤，且治疗效果和预后显著较差。然而，代谢紊乱如何通过改变肿瘤微环境促进癌症进展，特别是对全身免疫代谢网络的系统性影响，仍是未解之谜。美国阿拉巴马大学伯明翰分校(UAB)的研究团队创新性地采用多靶点PET分子影像技术，首次在活体水平全景式揭示了T2D和肥胖对肿瘤及全身关键器官的代谢-免疫重塑作用，相关成果发表于《Molecular Imaging and Biology》。

研究团队主要运用四大关键技术：1) 建立高脂饮食联合链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病肥胖小鼠乳腺肿瘤模型；2) 多示踪剂PET/CT成像技术([18F]-FDG监测葡萄糖代谢、[68Ga]Ga-RP832c靶向CD206+巨噬细胞、[68Ga]Ga-GZP检测Granzyme B+效应细胞、[18F]-DPA-714评估神经炎症)；3) 活体生物发光成像(BLI)定量肿瘤负荷；4) 流式细胞术验证肿瘤免疫微环境特征。

糖尿病与肥胖改变全身葡萄糖代谢

通过[18F]-FDG PET成像发现，糖尿病肥胖小鼠虽未显示肿瘤葡萄糖代谢差异，但棕色脂肪组织(BAT)的FDG摄取显著降低(p=0.0043)，脑部代谢也呈现下降趋势(p=0.063)，提示代谢疾病可能通过中枢调控影响全身能量分配。

神经炎症与免疫激活的脑部改变

[18F]-DPA-714成像显示糖尿病肥胖小鼠脑部神经炎症呈升高趋势(p=0.084)，而[68Ga]Ga-GZP PET则证实效应细胞激活显著增强(p=0.039)，这种神经-免疫轴紊乱可能与糖尿病相关认知功能障碍有关。

肿瘤微环境免疫抑制特征

RP832c PET显示肿瘤内CD206+巨噬细胞有增加趋势(流式验证p=0.053)，而Granzyme B+效应细胞活性无显著变化。PET与流式数据高度吻合(R²=0.68)，证实成像技术可准确捕捉免疫抑制微环境。

代谢器官的免疫重塑

在肌肉、心脏和BAT中，[68Ga]Ga-GZP信号分布发生显著改变(p<0.05)，反映效应细胞活化模式差异；[68Ga]Ga-RP832c信号分布也在所有代谢器官中显著变化(p<0.0001)，表明先天免疫系统参与代谢器官的重塑。

这项研究开创性地揭示了T2D和肥胖通过"代谢-免疫"双重机制影响癌症进程：一方面，全身葡萄糖代谢紊乱导致关键器官能量供应异常；另一方面，先天与适应性免疫系统的功能失调共同塑造了促肿瘤微环境。特别重要的是，研究发现代谢疾病对免疫系统的影响具有器官特异性——在肿瘤中表现为免疫抑制，而在脑、心脏等器官却呈现过度激活，这种"双刃剑"效应为理解代谢疾病与癌症的复杂关联提供了新视角。该研究建立的分子影像策略不仅为临床评估糖尿病相关癌症风险提供了新型生物标志物，更提示针对不同器官的免疫代谢特征进行个性化干预的必要性。这些发现对开发针对代谢异常癌症患者的联合治疗策略具有重要指导价值。