人体代谢产生的脂肪酸主要以甘油三酯的形式存储在脂肪组织内。如果脂肪酸过多，超出脂肪组织的承载能力，就会异位沉积在非脂肪组织的器官中，包括肝脏、胰腺、心肌、骨骼肌等，形成异位脂肪沉积^[1,2]。肝脏和骨骼肌脂肪沉积可产生胰岛素抵抗及血糖升高，是诱发2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus，T2DM)的因素之一^[3,4]。胰腺脂肪沉积产生的脂毒性可损伤胰岛β细胞功能，使胰岛素分泌不足，可能与T2DM的发生关系密切^[5,6]。对异位脂肪沉积定量检测的方法很多，组织活检属于有创性检查，超声和CT检查测量脂质的敏感性及准确性较低，CT固有的X线辐射也使其应用受限^[7]。化学位移MRI是量化组织脂肪沉积的新技术，其准确性与¹H MRS及组织活检的结果相当^[8,9]，操作方便。国内尚未见以化学位移MRI对初诊T2DM和健康人的胰腺脂肪含量进行对照研究以及分析两组人群胰腺与肝脏脂肪含量相关性的报道。笔者通过对初诊T2DM和健康人进行化学位移MRI检查，对两组人群的胰腺与肝脏脂肪含量进行了研究。

1　材料与方法

1.1　研究对象

       本组纳入的T2DM为新诊断的T2DM患者（病程小于6个月），且未经过降糖降脂治疗。排除标准：(1)患者合并心脏、肝脏、肾脏功能不全以及应用化疗药物、药物滥用和大量饮酒者；(2)有酮症酸中毒、高渗性昏迷、感染等糖尿病急性并发症；(3)妊娠及哺乳期妇女；(4)胰腺因老年性退化而形成明显的脂肪替代者；(5)不愿意合作或有精神病史；(6)有MRI检查禁忌证。入选的T2DM患者中男54例，女16例，年龄16~72岁，平均年龄40岁；BMI为17.36~43.09 kg/m²，平均为26.9 kg/m²；空腹血糖值介于7.12~22.20 mmol/L，平均（8.78± 2.99） mmol/L。纳入与实验组体重指数及年龄匹配的健康对照者31名（表1），其中男17名，女14名，年龄24~59岁，平均年龄42.7岁；BMI为20.81～33.58 kg/m²，平均为25.5 kg/m²；空腹血糖值介于4.21~6.13 mmol/L，平均为（5.10±0.57） mmol/L。

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表1  初诊T2DM组与健康对照组年龄及体重指数匹配
Tab. 1  Matching of ages and BMI in patients with T2DM and healthy volunteers

1.2　MRI检查方法

       MRI检查均采用GE HD 3.0 T超导系统(General Electric Medical Systems，Milwaukee，Wisconsin)，8通道相控阵体线圈。对胰腺和肝脏进行横断面化学位移双回波成像，扫描参数设置如下：重复时间TR 224 ms，同相位成像回波时间TEin 2.4 ms，反相位成像回波时间TEop 5.8 ms，翻转角α 80° ，回波链ETL 17，激励次数NEX为2，层厚5 mm，矩阵288 cm×192 cm，扫描野覆盖胰腺和肝脏，扫描时嘱咐受检者在呼气末屏气，扫描时间17 s。

1.3　信号强度测量方法

       获得胰腺及肝脏的同反相位图像后传至ADW4.2工作站，操作者通过在同反相位图像测量同一位置兴趣区(ROI)的MR信号强度，再由此计算该兴趣区的脂肪含量百分比（脂肪分数）。胰腺测量时需在其头部、体部及尾部最大层面的中心放置3个兴趣区，单个兴趣区的面积不小于150 mm²，以保证所测MR信号强度的代表性。肝脏测量时分别在肝右叶及肝左叶进行，单个兴趣区的面积不小于600 mm²。对每个兴趣区在不同时间测量3次，取其平均值作为最后结果。设置的兴趣区应尽可能避开邻近的大血管、胆管及腹腔脂肪组织。

1.4　脂肪含量计算方法

       胰腺及肝脏脂肪含量采用脂肪分数（fat fraction ，FF）表示，其计算公式为FF=|同相位信号强度-反相位信号强度|/2×同相位信号强度（公式1）。为了消除T1及T2^*弛豫对测量结果的影响，根据Schwenzer等^[10]的方法引入公式2进行矫正。T1弛豫时间在正常肝脏和胰腺组织分别为809 ms、725 ms，脂肪组织为382 ms；T2^*弛豫时间在胰腺为41.5 ms，肝脏为28.1 ms^[11,12]。设FF为从所测量信号强度直接计算的脂肪分数，FFtrue为矫正组织T1和T2^*弛豫的脂肪分数，计算公式如下：

       其中：

       式中w和f分别代表水和脂肪组织，α代表激发角。

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1.5　统计分析方法

       所有测量数据采用±s表示，T2DM组与健康对照组胰腺及肝脏脂肪含量的比较采用独立样本t检验，胰腺及肝脏脂肪含量的相关性分析采用Pearson检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1　图像质量评价

       对本组70例初诊T2DM患者及31例健康志愿者分别进行胰腺、肝脏MRI检查后，均获得满意的同相位及反相位图像。胰腺和肝脏的轮廓均清晰显示，器官无扭曲、变形，实质部分的MR信号大致均匀。除实验组因1例胰腺发育性体尾部缺如和1例发育性胰尾部缺如而无法进行测量外，在其余300个胰腺测量部位均可成功放置兴趣区（ROI）并测量局部组织的信号强度（图1）。

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图1  在同相位(IP)和反相位（OP）图像测量胰腺MR信号强度示意图。A：胰头层面IP图像；B：与A图层面一致的胰头OP图像；C：胰体和胰尾层面IP图像；D：与C图层面一致的胰体尾OP图像。图中与胰腺重叠的圆形或卵圆形白圈为测量局部组织MR信号强度的兴趣区
图2  初诊T2DM患者与健康人肝胰脂肪含量柱形图
图3  胰腺与肝脏脂肪含量相关性分析散点图。A：初诊2型糖尿病患者组的肝胰脂肪含量相关性；B：健康对照组的肝胰脂肪含量相关性
Fig. 1  In-phase and opposed-phase images used to draw region of interest (ROI) and measure MR signal intensity. A: In-phase image at level of the pancreatic head. B: Opposed-phase image at the same level with A. C: In-phase image at level of the pancreatic body and tail. D: Opposed-phase image at the same level with C; The white round or oval circles on the pancreas in the images stand for ROI.
Fig. 2  Histogram of the hepatic and pancreatic fat content in newly-diagnosed patients with T2DM and healthy volunteers.
Fig. 3  Scatterplot of the correlation between hepatic and pancreatic fat content. A: Correlation of the hepatic and pancreatic fat content in newly-diagnosed patients with T2DM. B: Correlation of the hepatic and pancreatic fat content in healthy volunteers.

2.2　胰腺和肝脏脂肪分数测量结果与分析

       初诊T2DM患者及健康人的胰腺脂肪分数各为0.14%～26.19% （平均5.15%±3.75%）、1.27%～10.24% （平均3.48%±1.97%），统计学分析表明差别有显著性意义(t=－3.01 ，P=0.004 ，P<0.05)。初诊T2DM患者及健康人的肝脏脂肪分数各为3.63%～17.78% （平均9.87%±3.19%）、3.65%～12.96% （平均7.24%±2.38%），统计学分析表明差异有显著性意义(t=－4.56 ，P=0.000 ，P<0.05)（表2）。本组数据提示初诊T2DM患者的胰腺及肝脏脂肪含量高于健康人（图2）。

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表2  初诊T2DM患者与健康对照者肝胰脂肪含量(±s)
Tab. 2  Fat content in patients with T2DM and healthy volunteers (±s)

2.3　胰腺与肝脏脂肪含量相关性分析

       胰腺与肝脏脂肪含量的相关系数在初诊的2型糖尿病组为r=0.053(P=0.661，P>0.05)，在健康对照组为r＝0.337(P>0.05)，提示两组样本的胰腺与肝脏脂肪含量相关性均不具有统计学意义（图3）。

3　讨论

       T2DM发病率逐年增高而且有年轻化趋势，长期患病可导致心、脑、肾、四肢等部位的血管及神经损害。临床上对T2DM发生的确切机制尚不明确。近年来有人提出非脂肪组织中异位沉积的脂肪酸产生脂毒性以及由其介导的胰岛素抵抗是T2DM发病的重要诱因^[13]。为进一步了解T2DM患者和健康人在胰腺和肝脏脂肪沉积方面的差别，我们应用化学位移MRI对一组新发且未经治疗的T2DM患者及健康人的胰腺和肝脏脂肪含量进行了探索性比较研究。

3.1　肝脏脂肪含量

       人体内过多的脂肪酸会在非脂肪组织的器官中异位沉积，形成脂肪浸润，肝脏是脂肪异位沉积的主要器官之一^[1,2]。本组资料通过年龄和体重的匹配以剔除其对肝脏脂肪含量的影响，结果显示初诊T2DM组的肝脏脂肪含量高于健康对照组，提示肝脏脂肪沉积是T2DM发病的一个独立危险因素。有作者研究了青少年异位脂肪含量与胰岛素水平的关系，发现肝脏和骨骼肌的脂肪含量与胰岛素抵抗正相关^[3]。一项系统评价的研究显示，非酒精性脂肪肝的发生往往早于胰岛素抵抗和T2DM发病^[14]。笔者发现初诊T2DM患者的肝脏脂肪含量高于健康人，进一步揭示了肝脏脂肪浸润在T2DM发病中的潜在作用，然而，明确究竟谁是因谁是果尚需做进一步的纵向研究。

3.2　胰腺脂肪含量

       本组资料首先对初诊T2DM进行了入组和检查。在健康对照者入组时谨慎地选择受试者，以使两组的年龄和体重指数匹配。研究结果显示初诊T2DM组的胰腺脂肪含量高于健康对照组，提示胰腺脂肪浸润可能是T2DM发病的危险因素。文献报道在糖耐量或空腹血糖受损的人群中，胰腺脂肪含量与胰岛素分泌功能负相关^[15]，说明胰腺脂肪沉积可导致胰岛β细胞分泌功能障碍，这与本研究的结论一致。国内作者采用化学位移双回波MRI技术研究了一组健康人的胰腺脂肪含量^[16]，其结果(FF=3.03%±0.59%)稍低于本组健康对照组的胰腺脂肪分数，原因可能是文献的研究对象仅为男性且体重指数BMI在18~25 kg/m²之间，低于本组健康对照组的BMI。BMI与正常组织的脂肪含量存在关联。胰腺脂肪浸润引起胰岛β细胞功能不全的病理生理机制仍不清楚，但动物实验研究发现胰岛β细胞内甘油三酯过多会导致脂毒性细胞凋亡，提示脂毒性损伤是β细胞功能不全和数量减少的重要因素^[17]。

3.3　肝脏与胰腺脂肪沉积的相关性

       Schwenzer等^[10]采用化学位移同反相位MRI及脂肪选择频率饱和法MRI研究了T2DM高危人群的肝脏与胰腺脂肪含量，发现两种方法的测量结果一致性很好，肝脏脂肪含量与胰腺脂肪含量没有相关性。Tushuize等^[18]采用¹H MRS研究了T2DM与非T2DM受检者的肝脏及胰腺脂肪含量，发现肝脏与胰腺的脂肪含量不相关。尽管这些研究的观察对象有所不同，但其结果与我们的观察结果一致。Schwenzer等^[10]研究T2DM高危人群，Tushuize等^[18]纳入T2DM患者的病史及治疗过程不明确，而本组不仅样本量大，还以初诊且未经降糖降脂治疗的T2DM患者为研究对象，进一步丰富了这方面研究的文献信息。

       有作者从病理学角度观察了肝脏与胰腺脂肪含量的相关性^[19]。他们以非酒精性肝病组织评分和胰腺脂肪浸润分级系统为参考，分析80例尸检肝脏及胰腺的脂肪含量，发现胰腺脂肪含量与肝脏脂肪含量相关。由于这些病理检查的器官并非来自活体，加之所患疾病的种类及严重性不同，故这个结果不一定能反映活体器官的脂肪含量及分布情况。

       通过化学位移MRI检测组织的脂肪含量时，需要在同一部位进行同相位和反相位成像，反相位图像上MR信号强度的减低程度通常与组织所含的脂质多少成正比。但是，反相位图像上MR信号强度的改变还受组织自身T1及T2^*弛豫等因素干扰^[20,21]。为了提高检测结果的准确性，需要矫正T1及T2^*弛豫对于MR信号强度的影响。与绝大多数作者一样，尽管本研究采用了矫正公式计算结果，但这并不足以包含非均质脂肪峰的全部信号信息^[22,23]，可能使测量值与真实的脂肪含量存在一定差别，这是本研究的不足之处。

       总之，本研究结果提示初诊T2DM患者的胰腺及肝脏脂肪含量高于健康人。无论在T2DM或是健康人，胰腺与肝脏的脂肪含量不相关。