张梅教授团队:1型糖尿病丘脑核团萎缩新发现提示中枢神经损害新线索

1型糖尿病(T1DM)中枢神经系统并发症日益受到关注。近日,南京医科大学第一附属医院张梅教授团队在Journal of Magnetic Resonance Imaging在线发表的研究首次绘制了T1DM患者丘脑20个核团图谱,发现T1DM患者存在核团特异性的丘脑萎缩,且部分核团萎缩与病程延长密切相关,并可能超过正常衰老水平。该研究为理解T1DM脑并发症的神经解剖基础提供了新视角,并提示丘脑核团影像学分析或可作为T1DM相关脑损害的早期识别和风险分层的影像生物标志物。

文章通讯作者为张梅教授、鲁珊珊教授,主要作者为方昊硕士、殷嘉璟硕士和田水研究员。



研究背景

T1DM是一种以胰岛β细胞进行性破坏、胰岛素绝对缺乏和终身病程为特征的慢性自身免疫性疾病。除血管并发症外,血糖波动以及反复低血糖和高血糖发作也可能损害中枢神经系统,导致认知下降、精神、运动速度减慢和情绪障碍,尤其见于病程较长的个体。

丘脑被认为是认知缺陷的神经基础之一,既往研究将丘脑作为单一整体结构进行分析,提示T1DM患者可以出现丘脑体积萎缩。但是丘脑并非单一结构,而是由多个解剖和功能不同的核团组成,参与认知、运动、感觉、视觉和情绪调控等多种神经环路。因此,不同丘脑核团之间萎缩的空间分布仍在很大程度上尚未被探索。本研究聚焦丘脑核团水平的萎缩模式,并探讨其是否随病程延长而加重。

研究设计

本研究为前瞻性研究,纳入2024年10月至2025年5月在南京医科大学第一附属医院招募的T1DM患者42例(18~68岁)和健康对照39例(18~69岁)。所有受试者均接受结构MRI扫描。

研究采用HIPS-THOMAS方法对丘脑及其核团进行分割,并根据解剖位置和功能属性对丘脑核团进行分组。同时在T1DM组内,进一步分析丘脑核团体积与病程之间的关系,并通过回归模型估计病程相关萎缩趋势,以评估T1DM相关丘脑改变是否超过正常年龄相关变化。


(A)健康对照受试者中,使用HIPS-THOMAS生成的核团标签代表性轴位切片。(B)同一受试者中,FreeSurfer生成的丘脑核团分割轴位概览。(C)排除较小核团后,将FreeSurfer衍生的核团纳入后续分析;其余核团占整体丘脑体积的大部分。

研究结果

1、T1DM双侧丘脑总体积下降

与健康对照相比,T1DM患者双侧整体丘脑体积均显著降低:左侧丘脑体积下降7.6%,右侧丘脑体积下降8.0%。在单个核团水平,T1DM患者表现出广泛的丘脑核团萎缩。

2、T1DM丘脑萎缩具有核团特异性

在解剖分区层面,T1DM患者丘脑萎缩并非均匀分布,主要累及前部、内侧和外侧区域,其中前部区体积下降最明显,约15.8%,但未达到显著差异。

在功能分组层面,认知相关核团和运动相关核团萎缩最明显。认知相关核团体积下降9.4%,运动相关核团下降9.2%。此外,躯体感觉相关核团下降5.0%,视觉相关核团下降5.7%,听觉/前庭相关核团下降4.4%。


(A)丘脑解剖亚区示意图。(B)小提琴-箱线图提示组间亚区体积的两两比较。(D)丘脑功能分组示意图。(D)小提琴图提示组间功能分组体积的两两比较。星号表示校正后具有统计学意义(*P<0.05,**P<0.01,***P<0.001)。(E)基于HIPS-THOMAS图谱,将左右丘脑分割为10个核团的示意图,面板从左至右依次为:左侧上视图、右侧上视图、右侧下视图和左侧下视图。颜色表示不同核团。(F)T1DM相对于健康对照的丘脑核团萎缩。

3、T1DM病程越长,部分丘脑核团体积越小

相关性分析提示,左侧丘脑中,T1DM病程延长与MD-Pf、Pul、VLp、LGN以及整体左侧丘脑体积下降相关;右侧丘脑中,病程延长与MD-Pf、Pul、VLp及整体右侧丘脑体积下降相关。年萎缩率方面,在左侧丘脑中,Pul、LGN和MD-Pf及左侧整体丘脑均表现出显著的病程相关萎缩,年萎缩率分别为0.67%、0.69%、0.75%和0.37%;右侧则主要见于整体右侧丘脑和Pul,年萎缩率分别为0.32%和0.59%。


(A)丘脑示意图,显示体积与病程显著相关的核团。颜色与B图中的散点图相对应。(B)丘脑核团体积与病程之间的偏相关。散点图显示控制年龄后,核团体积与病程之间的关系。(LGN,外侧膝状体;VLp,腹外侧后核;MD-Pf,背内侧核-束旁核;Pul,枕核)

4、部分T1DM病程相关丘脑核团萎缩超过与年龄相关正常衰老

与正常年龄相关萎缩相比,部分核团的病程相关萎缩率更高,尤其是左侧MD-Pf(0.67% vs. 0.29%)、左侧Pul(0.69% vs. 0.40%)、左侧LGN(0.75% vs. 0.20%)以及右侧Pul(0.59% vs. 0.41%),提示T1DM可能加速特定丘脑核团的神经退行性改变。

研究意义

这项研究将T1DM相关脑损害的认识从整体丘脑萎缩推进到丘脑核团层面,有助于解释T1DM患者认知、运动、视觉及情绪相关症状的异质性。研究中约三分之一T1DM患者过去一年有严重低血糖史。病程较长、血糖波动明显或有严重低血糖史的患者,可能存在更高的中枢结构损害风险。因此,临床应关注长期病程和低血糖风险。丘脑亚区及核团体积未来可能作为评估T1DM神经系统并发症风险的潜在影像学生物标志物,并为早期风险分层和干预提供依据。

文献引用: Thalamic Nuclei Atrophy in Type 1 Diabetes Mellitus Across Disease Duration. J Magn Reson Imaging . 2026 Jun 18. doi: 10.1002/jmri.70383. Online ahead of print.

专家简介


张梅教授
南京医科大学第一附属医院

主任医师,博士生导师,南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)内分泌科副主任
长期从事1型糖尿病及并发症的临床及基础研究,主持国家级课题6项,研究成果发表在Diabetes Care, JCEM, JI, Diabetes Res. Clin. Pract.等期刊
现任:中华医学会糖尿病学分会委员、1型糖尿病学组副组长;江苏省医学会糖尿病学分会副主任委员、1型糖尿病学组组长;中国研究型医院学会糖尿病专委会常委;南京医学会内分泌学分会副主任委员


鲁珊珊教授
南京医科大学第一附属医院

主任医师、教授、博士生导师
南京医科大学第一附属医院(江苏省人民医院)医学影像科
现任:中华医学会放射学分会神经学组委员;中华医学会放射学分会磁共振波谱临床转化应用工作组委员;中国医师协会放射医师分会神经学组委员;江苏省医学会放射学分会青委;江苏省医师协会脑卒中专委会委员 2 comments

发布留言