肥胖与痴呆风险新探：中年人群内脏脂肪堆积与白质连接性的负向关联及其边缘密度成像技术应用

本研究针对肥胖作为痴呆风险因素但具体神经机制不明的问题，通过边缘密度成像（EDI）技术分析50名中年认知正常者的内脏脂肪（VAT）、皮下脂肪（SAT）与白质微结构关联。发现肥胖组VAT/SAT比值与EDI呈负相关，且男性EDI低于女性，提示内脏脂肪堆积可能导致神经炎症性白质损伤，为早期识别痴呆高风险人群提供新型影像学生物标志物。

　　

随着全球肥胖患病率的持续攀升（2019年已达14%），肥胖已成为痴呆症的重要可调控风险因素。肥胖通过脂肪细胞肥大和脂质代谢异常引发慢性神经炎症状态，进而导致白质损伤和脑结构改变。然而，传统体重指数（BMI）无法区分脂肪分布差异，而内脏脂肪（VAT）与皮下脂肪（SAT）的生理特性截然不同：VAT代谢活跃、促炎性强，与胰岛素抵抗和脑萎缩密切相关；SAT则相对具有代谢保护作用。这种差异使得单纯依赖BMI难以精准评估肥胖相关的神经病理风险。此外，白质微结构变化的早期检测缺乏敏感工具，常规扩散张量成像（DTI）指标如各向异性分数（FA）在表征复杂白质损伤时存在局限。

为此，研究团队创新性地应用边缘密度成像（Edge Density Imaging, EDI）技术，这是一种基于概率性纤维追踪的体素级白质连接密度量化方法，能够更精确地反映轴突密度和纤维空间分布。本研究招募50名中年认知正常者（30名肥胖、20名非肥胖），通过磁共振成像（MRI）与体素分析套件（VOXel Analysis Suite, VOXA）量化VAT和SAT体积，并采用大规模并行可移植纤维追踪流程（MaPPeRTrac）生成EDI图谱。研究旨在揭示：（1）脂肪分布指标（BMI、VAT、SAT、VAT/SAT）与白质连接性的关联；（2）肥胖分类与性别对上述关系的调节作用。

关键实验方法

研究纳入华盛顿大学Research Participant Registry招募的50名参与者（平均年龄50.4±6.1岁），通过3T MRI采集躯干T1加权像和扩散加权成像（b值=2000 s/mm²，98方向）。VAT/SAT分割使用VOXA算法，EDI处理采用MaPPeRTrac流程，统计分析基于FSL的基于纤维束的空间统计（TBSS）和随机置换检验（Randomize），校正多重比较（TFCE阈值p<0.05）。代谢健康肥胖（MHO）定义为≤1项代谢异常（高血压、高血糖、高甘油三酯、低高密度脂蛋白）。

结果分析

1. 体脂指标与肥胖分类差异

肥胖组VAT（1376.2±579.7 cm³ vs. 668.2±412.6 cm³, p<0.0001）和SAT（3502.6±1191.5 cm³ vs. 1904.6±699.2 cm³, p<0.0001）均显著高于非肥胖组，但VAT/SAT比值无组间差异。男性VAT和VAT/SAT比值显著高于女性（p<0.05），SAT无性别差异。MHO组（n=8）与代谢不健康肥胖（MUO）组（n=14）的体脂指标无统计学差异，但MHO组SAT显著高于非肥胖组（p<0.0001）。

2. 全队列EDI回归分析

控制年龄、性别、种族后，VAT/SAT比值与EDI呈负相关（p_max=0.01），主要涉及胼胝体体部和膝部。添加BMI作为协变量后，SAT与EDI正相关（p_max=0.005），区域包括胼胝体、双侧下额枕束（IFOF）、下纵束（ILF）和皮质脊髓束。

3. 肥胖分层EDI关联

仅在肥胖组中，SAT与EDI正相关（p_max=0.003），VAT/SAT与EDI负相关（p_max<0.0001），区域涵盖胼胝体、IFOF、ILF及皮质脊髓束；非肥胖组无显著关联。

4. 性别与种族差异

男性EDI显著低于女性（p<0.05），主要位于胼胝体体部。白人EDI高于非洲裔（p_max<0.007），且仅在白人中观察到BMI、SAT、VAT/SAT与EDI的负相关。

结论与意义

本研究首次揭示VAT/SAT比值与白质连接性的负向关联，证实内脏脂肪堆积通过促炎机制损害白质完整性，而皮下脂肪可能具有神经保护作用。EDI技术敏感捕捉到肥胖相关白质损伤模式，其空间分布与痴呆症受累区域（如胼胝体、联合纤维束）高度重叠，为肥胖-痴呆病理关联提供影像学证据。性别和种族差异提示代谢风险存在群体异质性，需结合多维度指标评估个体化痴呆风险。

研究的局限性包括样本量较小（尤其MHO组）、缺乏炎症细胞因子数据、横断面设计无法推断因果关系。未来需扩大队列并纵向追踪临床结局。EDI联合扩散基础谱成像（DBSI）有望进一步解析轴突损伤、脱髓鞘和水肿的微观机制，推动肥胖相关神经病变的早期干预策略开发。