人工智能帮医生识别人体“棕色脂肪”

背景
肥胖、2型糖尿病、高血压和心血管疾病等问题的核心因素之一是脂肪组织功能异常。人体脂肪并非只有一种：白色脂肪主要储存能量，棕色脂肪则更像小型暖炉，通过消耗能量产生热量。动物实验早已证明棕色脂肪可抵抗肥胖和代谢病，但成人棕色脂肪到底有多重要、哪些疾病与之有关、活动量能否准确测量，长期缺少大规模人体证据。

研究思路
本研究来自一家大型癌症中心的医学影像和电子病历大数据，纳入超过10万名患者。研究团队在PET-CT影像中识别出棕色脂肪存在的人群，并将患者分为有棕色脂肪组和无棕色脂肪组。研究还确认，女性更可能出现棕色脂肪，且年龄增大、BMI升高、扫描时环境温度较高时，检出率下降。为减少这些混杂，研究者使用倾向性评分匹配，让两组在年龄、性别、BMI和室外温度上更可比；匹配后有棕色脂肪组约8897人，无棕色脂肪组约17405人。随后，他们又用新开发的机器学习工具对约8700名有棕色脂肪的患者进行半自动测量，量化棕色脂肪总活动量以及颈部、锁骨上、纵隔、脊柱旁、腋窝、腹部等具体部位活动量。这里活动量由标准摄取值SUV和体积相乘得到，数值越高代表棕色脂肪代谢越活跃。

总体发现
研究者对国际疾病分类编码ICD做了不预设假设的全系统筛查。与无棕色脂肪的人相比，有棕色脂肪的人整体健康状况更好。不仅心血管疾病更少见，精神心理疾病也更少见。经过多因素分析，有棕色脂肪者出现2型糖尿病、慢性缺血性心脏病、脂代谢紊乱和原发性高血压的可能性明显更低。除心血管和代谢系统外，焦虑、抑郁、睡眠障碍、呼吸衰竭、腹水等诊断也与棕色脂肪存在相关。反过来，有棕色脂肪的人群中皮肤相关诊断比例较高，骨质疏松也呈轻度增加趋势，但统计显著性有限。男女两组中棕色脂肪与心血管代谢疾病减少的趋势相似。由于研究为回顾性关联分析，这些发现不能直接证明因果。

部位差异和脂肪分布
棕色脂肪在人体不同部位的分布可能功能不同。机器学习分析显示，在常见部位中，腋窝棕色脂肪活动与更健康的代谢表现关系最强：腋窝棕色脂肪越活跃，心血管和代谢疾病风险越低，同时皮下脂肪相对更多、内脏脂肪相对更少。内脏脂肪过多是代谢不健康肥胖的关键特征，因此这一结果提示，棕色脂肪不仅本身耗能，还可能改善白色脂肪储存的位置和质量。不同部位棕色脂肪与脂肪分布的关系并不完全一致，说明不能把所有棕色脂肪简单看作同一类组织。

血液指标和心脏指标
有棕色脂肪的人血糖、糖化血红蛋白、甘油三酯、甘油三酯葡萄糖指数和脑钠肽等指标更优，高密度脂蛋白胆固醇也更高。虽然他们总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇不低，但残余胆固醇更低，而残余胆固醇是动脉粥样硬化性心血管疾病的独立风险因素。心脏超声方面，有棕色脂肪者左心室质量指数、左心室后壁厚度、相对室壁厚度、肺动脉收缩压和二尖瓣E/e比例等异常提示更少，说明棕色脂肪可能与减少不良心脏重构有关。肝功能指标也更好，转氨酶更低，反映进展性肝纤维化风险较高的FIB-4评分异常比例更低；炎症指标如中性粒细胞计数、中性粒细胞淋巴细胞比值、血小板和血沉也更低。

药物线索和机制验证
研究还分析了患者常用药，发现多种药物与棕色脂肪存在相关。已知可能抑制棕色脂肪的β受体阻滞剂和选择性5-羟色胺再摄取抑制剂SSRIs确实与棕色脂肪出现减少相关；地塞米松等药物则与棕色脂肪出现增加相关。最值得关注的是血管紧张素受体阻滞剂ARB类降压药，尤其是氯沙坦，与棕色脂肪阳性呈正相关。为证明概念，团队在棕色脂肪细胞和小鼠中测试氯沙坦。氯沙坦能增加产热关键蛋白UCP1及其相关基因表达，提升棕色脂肪细胞耗氧和产热能力；小鼠实验显示，氯沙坦可提高棕色脂肪产热、增加全身能量消耗，且在常温或寒冷暴露下均可观察到。机制上，氯沙坦及其一个不依赖AT1受体的代谢物可激活PPARγ通路；用PPARγ抑制剂阻断后，氯沙坦促进产热的作用明显减弱。这说明氯沙坦可能不是通过经典降压受体，而是通过激活脂肪细胞中的代谢开关来促进棕色脂肪活性。

意义和局限
这项研究把人工智能、医学影像大数据和药理学证据连接起来，发现了与棕色脂肪相关的多个新临床表型，并提出老药新用的可能性：氯沙坦这类常见降压药或可成为激活人体棕色脂肪、改善代谢健康的候选药物。但研究主要基于癌症中心回顾性数据，受癌症类型、治疗、年龄、性别、BMI、温度和药物等因素影响；PET-CT扫描通常不在冷暴露后进行，可能低估棕色脂肪；AI量化基于葡萄糖摄取，不一定完全等同产热能力。因此，未来需要更大规模前瞻性研究和随机临床试验，验证棕色脂肪活动能否作为健康指标，以及氯沙坦等药物是否能安全有效改善人体代谢。