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性别特异性体脂分布预测心血管衰老:基于21,241人影像组学的UK Biobank研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月23日 来源:European Heart Journal 35.6
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本研究针对肥胖相关心血管衰老的性别差异机制,通过机器学习分析UK Biobank中21,241名参与者的全身MRI脂肪分布与心脏磁共振(CMR)表型,发现内脏脂肪(VAT)和肝脏脂肪(PDFF)是两性共同的心血管衰老驱动因素,而女性臀股脂肪(Gynoid fat)具有保护作用。该成果为靶向脂肪分布的精准抗衰老干预提供了新靶点,发表于《European Heart Journal》。
在全球肥胖流行背景下,一个令人困惑的现象日益凸显:相同体重指数(BMI)的个体可能呈现截然不同的代谢特征和心血管风险。这种差异背后,体脂分布的"地理定位"可能比脂肪总量更具生物学意义。尤其值得注意的是,男女之间存在着明显的脂肪分布差异——男性倾向于在腹部堆积危险的"苹果型"脂肪,而女性更多表现为臀部储存的"梨型"分布。这种性别二态性是否会影响心血管系统的衰老进程?这正是Vladimir Losev团队在《European Heart Journal》发表的最新研究试图解答的核心问题。
传统观点认为肥胖通过慢性炎症和代谢紊乱加速衰老,但关于不同脂肪库的贡献度及其性别特异性影响一直缺乏系统证据。随着人口老龄化加剧,理解这种关联对开发针对性干预措施至关重要。研究团队创新性地将机器学习算法与多模态影像组学相结合,在UK Biobank大型队列中探索了这一科学谜题。
研究采用三大关键技术方法:1) 基于5065名健康人训练的CatBoost机器学习模型,从126个CMR衍生表型(包括血管功能、心脏运动和心肌纤维化指标)预测心血管年龄;2) 全身 Dixon MRI技术定量分析7类脂肪表型,通过AMRA Researcher软件进行体成分分割;3) 两样本孟德尔随机化(MR)分析脂肪表型与衰老的因果关系,使用UK Biobank GWAS数据。研究对象为21,241名40-69岁UK Biobank参与者,包含10,558名女性和10,683名男性。
脂肪表型的性别差异
数据分析揭示了显著的性别二态性:女性腹部皮下脂肪(ASAT)比男性多2.5L(P<0.0001),肌肉脂肪浸润(MATI)高1.7%,臀股脂肪多1.2kg;而男性内脏脂肪(VAT)达5.1±2.3L,显著高于女性的2.8±1.5L。随着年龄增长,男性VAT每年增加8.2%,显著快于女性的5.3%,这种差异可能解释了男性更早出现心血管老化的现象。
脂肪分布与心血管衰老的关联
多元线性回归显示,VAT[β=0.656]、MATI[β=0.183]和肝脏PDFF[β=1.066]是两性共有的衰老驱动因素(P均<0.0001)。特别值得注意的是,臀股脂肪在绝经前女性中显示保护作用[β=-0.32, P=0.0011],这种关联在绝经后消失(P=0.441),提示雌激素可能介导了这一效应。孟德尔随机化进一步证实,基因预测的臀股脂肪量与较低的心血管年龄差呈因果关联[β=-0.96, P=8.7×10-4]。
代谢与激素调控机制
在生物标志物分析中,载脂蛋白B(ApoB)和LDL-C与加速衰老正相关,而HDL-C具有保护作用。性激素分析发现,雌激素(E2)在绝经前女性中降低年龄差[P=0.0001],而在男性中反常地促进衰老[P<0.0001]。游离睾酮则对两性均显示保护效应,这可能与其促进肌肉量增加有关。
临床与实践意义
研究首次系统揭示了脂肪分布的"性别地理学"如何差异化影响心血管衰老进程。这不仅解释了为什么相同BMI的个体可能具有完全不同的心血管风险轨迹,更提示未来抗衰老策略需要"因性别施治"——针对男性应重点减少内脏脂肪,而对女性则需关注维持臀股脂肪库。值得注意的是,31%BMI超重的女性实际体脂量正常,而23%超重男性被低估为肥胖,这强烈提示临床评估需要超越BMI,采用更精准的脂肪分布指标。
该研究的突破性在于将衰老研究从时间维度拓展到空间维度,证实了"脂肪区位价值"的理论。从转化医学角度看,针对内脏脂肪的GLP-1受体激动剂和针对炎症衰老的IL-11抑制剂可能成为延缓心血管老化的新选择。对于女性健康,研究为绝经期激素替代治疗的争议提供了新的评估维度,提示需要综合考虑脂肪分布变化。
这项研究开创性地绘制了人类心血管衰老的"脂肪地图",为建立基于性别和脂肪分布的精准抗衰老策略奠定了科学基础。随着人口老龄化加剧,这种针对脂肪生物学"区位特性"的干预思路,可能为延长健康寿命提供新的突破口。
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