神经生物学视角下肥胖与特定精神疾病关联的研究图景:全球趋势与新兴热点

《Global Health Action》:Mapping the neurobiological landscape linking obesity with selected psychiatric conditions: global trends and emerging hotspots

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月30日 来源:Global Health Action 3.4

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  背景 肥胖常与一系列精神疾病共病,构成重要的全球公共卫生挑战。然而,探讨这些关联的神经生物学研究仍分散于各学科之间,尚缺乏系统的文献计量学综合。目的 绘制知识结构图谱,识别研究热点,并刻画链接肥胖与特定精神疾病的神经生物学研究的时间趋势。方法 从Web of

  
背景 肥胖常与一系列精神疾病共病,构成重要的全球公共卫生挑战。然而,探讨这些关联的神经生物学研究仍分散于各学科之间,尚缺乏系统的文献计量学综合。目的 绘制知识结构图谱,识别研究热点,并刻画链接肥胖与特定精神疾病的神经生物学研究的时间趋势。方法 从Web of Science核心合集检索相关文献(2010—2025年)。经筛选后纳入476项研究。采用VOSviewer、CiteSpace和Scimago Graphica进行文献计量学与可视化分析。辅以Scopus分析评估出版物重叠情况及所选文献计量学指标的一致性。结果 出版物在2021年后激增,近5年占总量的54.2%。美国和中国发表量最高。在10个最高产国家中,法国的篇均年化被引次数最高。核心热点包括神经炎症、肠-脑轴、下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴功能障碍及高脂饮食。结论 神经炎症、肠-脑轴及HPA轴相关过程成为反复出现的主题。这些发现凸显了在地理多样化人群(尤其是发展中地区)中进一步研究代谢、免疫和神经过程的必要性。
**研究背景与问题**

肥胖与精神障碍已成为21世纪全球公共卫生面临的两个核心挑战,二者均呈现快速上升的患病率和高临床共病率,形成复杂的双向关系。全球肥胖患病率从1990年的6.11%(95%不确定区间[UI],5.42%–6.87%)上升至2022年的16.06%(14.26%–17.99%),预计到2040年将达到38.96%(37.85%–40.08%)。目前超过70%的肥胖人群生活在发展中国家,疾病负担正向低收入地区转移。焦虑和抑郁障碍的全球负担亦大幅增加。大规模流行病学研究已记录重度肥胖与抑郁、焦虑、双相障碍和精神分裂症等多种精神疾病之间的关联;反之,代谢异常和肥胖在重症精神疾病个体中亦很常见。此类共病可使治疗和长期管理复杂化。重要的是,这些临床观察虽证实了共病和管理复杂性,但并未确立这些关联背后的神经生物学机制。

在临床证据之外,越来越多的实验和机制研究探讨了可能参与肥胖与精神疾病关联的生物学过程,提出的通路包括慢性低度炎症、下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴失调、胰岛素和瘦素抵抗以及肠道微生物群-脑通讯改变。这些机制可能同时参与代谢调节和情感或行为过程,为理解观察到的共病提供了潜在的生物学框架。然而,这些通路的证据仍分散于多个学科,其相对贡献和因果关系尚未完全确立。文献计量学分析可量化出版模式、识别有影响力的贡献者和文献并追踪主题演变,因而非常适合绘制这一碎片化的跨学科领域图谱。既往文献计量学研究涉及邻近主题,包括肥胖-抑郁共病、肥胖与心理学以及抑郁中的肠-脑轴,但通常聚焦于单一疾病、通路或特定人群。因此,本研究提供了一项更广泛的文献计量学概览,聚焦于链接肥胖与特定精神疾病的神经生物学研究。

**关键技术方法**

研究人员于2026年1月3日在Web of Science核心合集(WoSCC)的Science Citation Index Expanded(SCI-EXPANDED)中检索2010年1月1日至2025年12月31日期间探讨肥胖与特定精神疾病神经生物学关联的出版物。检索策略将肥胖相关词(obes*、overweight、'body mass index'、BMI)与精神疾病相关词('mental disorder'、'psychiatric disorder'、'psychological distress'、anxi*、depress*、'mood disorder'、'bipolar disorder'、'stress disorder'、PTSD、'post-traumatic stress disorder'、'chronic stress')及神经生物学相关词('neurobiolog*'、neurocircuit、neuroinflamm*、'HPA axis'、'hypothalamic-pituitary-adrenal'、'gut-brain axis'、microbiota、'neural pathway*')组合。初始检索获得1,745条记录,限制为英文出版物并排除撤稿、会议摘要、Early Access记录等不合格文献类型后余1,677条。两名研究者依据预设纳入标准独立筛选标题和摘要,纳入标准为:实质性涉及肥胖、超重或肥胖相关代谢表型;考察检索策略所涵盖的一种或多种精神疾病、症状或相关表型;探讨代谢与精神领域之间的神经生物学联系。排除标准为核心主题不匹配、缺乏实质性神经生物学联系、仅附带提及或相关性不足。标题/摘要阶段排除1,082条,595条进入全文评估,进一步排除119条,最终476篇出版物纳入分析。评审者间一致性在标题/摘要阶段为90.3%(Cohen's κ = 0.79),全文阶段为94.8%(κ = 0.84),分歧通过讨论解决,未解决病例由第三名研究者裁定。分析前使用预设词表对国家/地区标签和关键词进行标准化,国家层面分析以主权国家为单位,英格兰、苏格兰、威尔士和北爱尔兰映射为英国,Peoples R China和Taiwan在主要聚合分析中合并为中国。采用VOSviewer(版本1.6.20)、CiteSpace(高级版本6.4.R1)和Scimago Graphica(版本1.0.53)进行互补的网络与可视化分析,VOSviewer使用全计数和关联强度归一化生成合作、共被引和关键词共现网络,CiteSpace用于数据预处理并生成学科类别和参考文献聚类、关键词时间线及突现分析,分析覆盖2010—2025年,采用1年时间切片和g-index节点选择(k = 25),无剪枝,突现检测采用两种状态(α1/α0 = 2.0,αi/αi-1 = 2.0,最小突现持续时间2年)。此外于2026年6月12日进行补充Scopus检索以评估跨数据库稳健性,通过归一化DOI匹配确定出版物重叠,采用Spearman秩相关评估年度出版物计数和10国出版物计数的一致性,采用Jaccard相似系数量化出版物集合和高频关键词集合的重叠。

**研究结果**

*出版趋势与分布*:最终476篇文献包括330篇论文(69.33%)和146篇综述(30.67%)。年度产出在2010—2020年间相对稳定,2021年后急剧增加,最近五年(2021—2025)贡献了最终语料的54.2%。通过年度出版物量增长趋势分析得出该领域研究兴趣显著上升的结论。

*国家与机构分析*:共63个国家贡献了出版物。美国和中国发表量领先,分别为120篇和86篇。美国总被引次数最高(9,885次)。在10个最高产国家中,法国篇均年化被引次数最高(17.41),其次为澳大利亚(16.68)和加拿大(14.75),美国和中国的相应值分别为11.89和8.39。按出版物计数的排名在有无地理聚合情况下基本一致。通过国家合作与引文网络分析得出国际协作虽明显但仍集中于少数国家的结论。476篇纳入出版物涉及912个机构,前10位贡献机构主要位于法国、加拿大、美国和中国,合计贡献70篇出版物。总被引次数最高的三个机构为成都中医药大学(1,095次)、斯坦福大学(1,059次)和墨尔本大学(854次)。斯坦福大学在顶级机构中篇均被引率最高(176.50次/篇)。机构合作网络显示研究机构间存在广泛联系,波尔多大学和多伦多大学在机构网络中显示多重合作链接。

*作者分析*:VOSviewer识别出3,006名作者,其中63名发表至少3篇论文。波尔多大学的Lucile Capuron和Nathalie Castanon以各9篇 publications 共同领先发表量,多伦多大学的Roger S. McIntyre以8篇紧随其后。在表3所列作者中,Lucile Capuron总被引次数和篇均被引次数最高。作者合作网络识别出若干作者聚类,但聚类间联系相对有限。作者共被引网络包含三个主要聚类,在26,325名共被引作者中,68名达到至少30次被引的纳入阈值,Michael Maes共被引次数最高(96次)。

*期刊分析*:VOSviewer识别出245种期刊发表相关研究,其中41种达到至少3篇出版物的阈值。期刊引文网络包含五个主要聚类。发表量前10位的期刊合计贡献111篇文章,占总出版物的23.32%。Nutrients(22篇)、Brain, Behavior, and Immunity(17篇)、International Journal of Molecular Sciences(15篇)和Psychoneuroendocrinology(15篇)发表量领先。Nutrients获得620次被引。Biological Psychiatry在分析期刊中篇均被引率最高(113.67次/篇)。在4,691种被引期刊中,47种被引超过200次,PLoS One(789次)、Brain, Behavior, and Immunity(760次)和Biological Psychiatry(682次)被引次数最高。

*主题分类分析*:CiteSpace对476篇纳入出版物进行突现检测以识别快速兴起的研究主题。ENDOCRINOLOGY & METABOLISM、PSYCHIATRY和BEHAVIORAL SCIENCES表现出最高的突现强度,表明这些学科在该研究领域发展过程中受到大量关注。

*关键词分析*:VOSviewer识别出1,035个关键词,其中32个出现至少10次。四个聚类以焦虑、抑郁、肠道微生物群、肠-脑轴、高脂饮食、HPA轴功能障碍、炎症、神经炎症、肥胖和应激为中心,涵盖代谢、免疫、神经和精神主题。按文献类型分层的关键词密度可视化显示论文和综述之间存在重叠的主题覆盖,两个子集均包含与肥胖、抑郁、神经炎症、炎症和肠-脑轴相关的关键词。关键词时间线显示2021—2025年HPA轴、伏隔核、肠-脑轴、高脂饮食、代谢障碍和神经营养因子等聚类近期活跃。关键词突现分析进一步显示各主题显著性的时间差异:早期突现词包括精神表型、应激相关过程、BMI、代谢综合征和炎症标志物;中期突现词包括抑郁样行为、基因表达、前额叶皮层和中枢神经系统相关概念;近期突现词包括神经炎症、微生物群、机制和健康。这些模式表明所分析文献中特定研究主题的时间显著性发生变化,但不一定意味着早期主题衰退或被替代,也不意味着该领域遵循单向进展。

*参考文献分析*:CiteSpace参考文献共被引分析刻画了该领域的知识结构。共被引次数最高的前10篇参考文献中,Fulton S(2022)探讨了肥胖对抑郁和焦虑患病率的总体威胁及其潜在公共卫生影响;Sharma S(2013)证明高脂饮食诱导的肥胖通过升高纹状体(具体靶向伏隔核和背外侧纹状体)内脑源性神经营养因子(BDNF)和磷酸化cAMP反应元件结合蛋白(pCREB)水平促进负性情绪状态和抑郁样症状的发展;Dutheil S(2016)专门聚焦高脂饮食诱导的焦虑和快感缺失及其对脑稳态和炎症的影响;André C(2014)证明饮食诱导的肥胖可通过激活脑吲哚胺2,3-双加氧酶通路逐步影响认知、焦虑和抑郁样行为;Guillemot-Legris O(2017)将关注点从下丘脑扩展至全脑肥胖诱导神经炎症机制;Bruce-Keller AJ(2015)和Zheng P(2016)的研究共同揭示了肥胖相关肠道微生物群和代谢重塑在诱导神经行为改变中的独立作用,Kelly JR(2017)进一步通过粪菌移植实验证实抑郁相关肠道微生物群可直接诱导神经行为改变;Almeida-Suhett CP(2017)在特定脑区层面阐明了高脂饮食如何通过上调IL-1β表达影响行为改变;Milaneschi Y(2019)的综述从共享生物学机制角度整合了抑郁和肥胖在炎症、代谢和神经内分泌方面的共同通路。CiteSpace识别出13个参考文献共被引聚类,前10位聚类勾勒了该领域主题结构,其中"adolescence"聚类(#1)凸显该文献的发展维度,"insulin resistance"(#3)和"energy metabolism"(#4)代表主要代谢主题,"scfas"(#2)、"gut-brain-axis"(#7)和"memory"(#5)凸显微生物代谢物、肠-脑通讯和记忆相关研究,"eating disorder"(#8)和"body mass index"(#6)聚类进一步将主题覆盖扩展至行为和人体测量维度。引文突现分析显示Fulton等(2022)的综述突现强度最高(11.44),该综述通过代谢、炎症和神经生物学通路考察了链接肥胖与抑郁和焦虑的生物学机制。

*跨数据库比较*:最终WoSCC和Scopus数据集分别包含476篇和428篇出版物,其中362篇共享,分别占WoSCC数据集的76.05%和Scopus数据集的84.58%。并集包含542篇不同出版物,出版物层面Jaccard相似系数为0.668。2010—2025年年度出版物计数呈强正相关(Spearman's ρ = 0.960;16对年度观测),10国出版物计数亦显示强秩一致性(ρ = 0.969)。关键词集合各含32个词条,28个共享,Jaccard相似系数为0.778。Scopus关键词密度图包含WoSCC中亦观察到的主题,包括神经炎症、肠道微生物群、肠-脑轴和高脂饮食。Scopus突现分析识别出2023—2025年间焦虑、饮食和认知功能的突现以及2020—2025年间自助餐厅饮食的突现。这些比较表明所选聚合模式的一致性以及数据集构成的差异,提供了部分稳健性评估而非所有发现不受数据库选择影响的证据。

**讨论与结论**

讨论部分首先总结基本信息和领域发展趋势:出版物在2021年后急剧增加,近5年占语料的54.2%,这一增长与肥胖和精神障碍全球负担上升及二者双向关联流行病学证据的积累相平行。美国和中国的发表量领先,在10个最高产国家中,法国、澳大利亚和加拿大的篇均年化被引次数最高;尽管年化处理考虑了引用暴露时间的差异,但这些值未经领域和年份归一化,不应被解释为研究质量或当前影响力的排名。10个最高产国家中有8个为高收入西方国家,尽管机构隶属关系不能直接识别研究人群,但这一模式引发了对发展中地区人群代表性不足的担忧,凸显了地理多样化研究的必要性。作者合作网络显示若干聚类,聚类间联系相对有限;作者共被引分析中Michael Maes共被引次数最高(96次)。这些分析描述了文献的互补方面:共同署名反映基于出版的合作,而共被引反映作者在纳入出版物中被共同引用。两种网络均不能确立研究团队的稳定性、多中心研究的程度或概念与实践整合的程度。

在知识结构和主要研究主题方面,高共被引文献和参考文献聚类分析共同勾勒了该领域知识库中主要主题。早期基础性工作(2013—2016)以Sharma S、André C和Dutheil S为代表,主要聚焦高脂饮食诱导的抑郁/焦虑样行为及 underlying 单通路机制——或考察奖赏回路的神经适应性改变,或聚焦IDO激活介导的色氨酸代谢偏移,或探索特定脑区的炎症反应。这些研究为理解饮食-情绪关联提供了关键的机制线索。中期研究(2015—2017)以Bruce-Keller AJ、Zheng P和Kelly JR的研究为代表,越来越多地使用微生物群转移实验探讨肠道微生物改变与神经行为结局之间的潜在机制联系。这些实验研究提供了来自肥胖或抑郁供体的微生物群移植可改变受体动物行为和代谢表型的证据,共同将文献从以中枢神经系统为主的机制拓展至对肠-脑通讯的更多考量。近期整合性工作(2019—2022)开始系统整合先前分散的机制发现以构建多层次病理网络模型:Cryan JF关于肠-脑轴的综述系统梳理了微生物群-肠-脑双向通讯在精神障碍中的作用;Milaneschi Y的综述聚焦抑郁与肥胖的共享生物学机制,尤其是炎症与代谢的交叉;Fulton等将饮食因素、外周炎症、神经免疫、神经回路可塑性和内分泌调节整合为单一框架,揭示了从外周代谢失调到中枢情绪障碍的多级联通路。在此基础上,Michael Maes进一步提出NIMETOX框架,将外周免疫失衡、中枢炎症、脂质代谢失调、氧化应激和肠-脑轴失调等多个病理模块整合为统一理论体系。尽管该框架主要在重性抑郁障碍(MDD)背景下发展,相关炎症、代谢和肠-脑过程在焦虑和双相障碍研究中亦有讨论,提示更广泛的跨诊断相关性可能,但需进一步实证验证。总之,这些高被引出版物表明学界日益关注将多种生物学过程共同而非孤立考虑的框架。这些发现表明神经炎症、肠-脑通讯、HPA轴调节、代谢功能障碍和奖赏相关神经过程已成为文献中反复出现且日益相互关联的主题;然而,它们在文献计量图景中的共现不应被解释为统一因果机制的证据,这些过程之间的功能关系需进一步实验和临床验证。突现关键词的时间分布为这些主题模式提供了额外背景:早期突现词包括HPA轴和C反应蛋白等HPA轴相关和炎症指标,中期突现词包括抑郁样行为和基因表达,近期突现词包括神经炎症、微生物群和机制。

在研究优先级和证据缺口方面,学科类别突现检测和关键词涌现分析与该领域研究前沿的转变一致。近期(2024—2025)持续突现的学科类别包括FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY、NUTRITION & DIETETICS和BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY,这些突现与神经炎症、微生物群和健康等关键词的持续高突现强度在时间上重叠,与营养、代谢和精神病学交叉界面(常被称为营养精神病学)出版活动增长的模式一致。这一模式与共现文献组织方式的两个转变相关:第一,饮食讨论已从宽泛的"饮食模式"转向特定营养素、食物成分及其代谢物;第二,微生物组学、代谢组学和表观遗传学在近期文献中共同出现,若干综述提出链接饮食暴露、肠道微生态、代谢重塑、神经免疫和行为改变的多步骤框架。总体而言,这些模式与从单通路分析向更整合的多层次描述的转变一致。突现参考文献列表指向两项特别有影响力的整合:Milaneschi Y等(2019,Molecular Psychiatry)整合了抑郁与肥胖在遗传学、炎症和神经内分泌学方面的共享生物学通路,其引文突现持续至2025年;Beurel E等(2020,Neuron)整合了抑郁与炎症的双向联系,包括炎症细胞因子和抗炎治疗反应与情绪症状的相关性。在本语料中,这两篇综述的突出地位反映炎症是反复出现的整合性主题,而非任何特定通路已被因果确立的证据。总之,这些模式凸显了未来研究可解决的缺口而非直接从文献计量数据得出的建议,具体方向包括:(1)具有多组学测量的大规模纵向研究以检验肥胖-精神疾病亚组能否被可重复地识别;(2)测量代谢和情绪相关结局的既定饮食成分或模式的随机研究;(3)在共病人群中对微生物群靶向方法(益生菌、益生元、后生元)的对照研究;(4)将饮食和微生物暴露与特定神经回路联系起来的神经影像学研究。

结论部分译为:这项文献计量学分析绘制了2010—2025年间476篇出版物中链接肥胖与特定精神疾病的神经生物学研究的演变图景。研究产出在2021年后显著增加,神经炎症、肠-脑轴和下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴失调成为反复出现的主题。文献亦显示对代谢、免疫和神经过程之间相互作用的日益关注,而非孤立生物学通路。然而重要缺口依然存在:因果和临床导向的证据仍有限,许多机制见解源自可能无法捕捉人类饮食和营养环境多样性的高脂饮食动物模型。因此未来研究应优先考虑跨人类和实验模型的因果验证,并评估所提出机制在多样化人群和饮食背景(尤其是发展中地区)中的可推广性。此处识别的热点应被解释为进一步因果和转化研究的优先事项,而非既定机制或干预疗效的证据。局限性部分指出:第一,主要分析限于Web of Science核心合集的英文出版物,数据库覆盖和索引实践的差异可能影响检索文献,尽管补充Scopus分析显示与主要发现广泛一致;检索聚焦于特定精神疾病而非全部精神障碍谱系,排除Early Access记录可能低估最新文献。第二,基于引用的指标受出版年龄和数据库特定实践影响,未排除自引,可能适度膨胀高产作者和机构的总数;出版偏倚亦可能塑造可观察文献,尽管文献计量学分析并非设计用于检测它;此外关键词标准化需要判断,作者和机构标签保留未经人工消歧,网络纳入阈值和突现检测参数为可解释性而选择,不同选择可能产生略有不同的聚类结构。第三,尽管有预设纳入标准、独立双评审和评审者间一致性评估,筛选中的主观性仍不可避免。最后,文献计量学分析仅描绘出版和共现模式,不能确立因果或功能关系;未按研究模型(如人类临床研究、动物实验或体外研究)对原始研究进行进一步分层,限制了对机制和转化证据水平的区分。因此所识别的 emerging 主题应被视为进一步针对性实验和临床验证的优先事项。
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