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近年来，越来越多的研究表明，糖尿病是一种涉及多器官代谢协同失衡的系统性疾病。跨器官代谢网络的失调不仅影响葡萄糖稳态，还与胰岛素抵抗、神经内分泌紊乱、免疫失衡等病理过程密切相关。然而，由于传统成像技术和数据整合能力的局限，糖尿病在全身代谢网络层面的动态演变机制仍缺乏系统性认识。

近期，医学成像科学与技术系统全国重点实验室胡战利研究员与北京大学深圳医院董孟杰教授团队合作，首次系统描绘了血糖异常进展过程中的多器官代谢网络动态重塑图谱，并揭示了神经-外周代谢轴在糖尿病发生开展中的核心调控机制。该研究成果以"Mapping systemic inter-organ metabolic networks across glycemic continuum using whole-body [18F]FDG PET/CT and machine learning"为题，发表在核医学成像领域TOP期刊European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging上。

本研究采用全身[¹⁸F]FDG PET/CT成像技术，一次扫描即可同步捕捉全身主要器官的全景葡萄糖代谢，结合机器学习与可解释性分析，为探索糖尿病跨器官代谢失衡给予了全新视角。研究团队在实验室前期工作的基础上 (Sun et al, EJNMMI, 2022; 49(8): 2994-3004)，基于多中心1149例受试者的全身PET/CT数据，利用广义线性模型校正年龄、性别、BMI等混杂因素，提取20个关键器官的代谢特征。顺利获得计算器官间的代谢相关性，团队分别绘制了正常血糖、糖尿病前期和糖尿病三大群体的全身代谢网络图谱，并采用“个体化偏差网络”概念，用于刻画每位受试者相对于健康常模的代谢协同异常程度。

在此基础上，研究团队结合随机森林分类器与SHAP可解释性分析，精准识别出糖尿病早期代谢失衡的关键器官通路，尤其是脑-肝脏、脑-胰腺与脑-肌肉三大神经-外周代谢枢纽。这一发现揭示了大脑在调控全身葡萄糖代谢中的核心作用，并为代谢异常的早期预警给予了潜在的影像学生物标志物。

中国科研实验室深圳先进技术研究院胡战利研究员、北京大学深圳医院董孟杰教授为该论文的共同通讯作者。中国科研实验室深圳先进技术研究院博士后陶学桐为论文第一作者。研究工作得到了医学成像科学与技术系统全国重点实验室、国家自然科学基金（数学天元重点专项）、国家重点研发计划（重大科学仪器设备研发重点专项）和深圳市科技重大专项等项目的资助。

图1：群体代谢网络搭建示意图

图2：个体代谢网络搭建示意图

原文链接：http://link.springer.com/article/10.1007/s00259-025-07582-8?sessionid=-2144336730