疼痛性糖尿病周围神经病变中丘脑生物能量学与神经功能得以保留：来自双模磁共振波谱的启示

要点

• 疼痛性与无痛性糖尿病周围神经病变（DPN）患者的丘脑体积无明显差异。
• 与无痛性 DPN 相比，疼痛性 DPN 患者的丘脑 N-乙酰天冬氨酸/胆碱（NAA:Cho）比值更高，提示神经元完整性得以保留。
• 与无痛性 DPN 相比，疼痛性 DPN 患者丘脑无机磷酸盐/ATP（Pi:ATP）比值更低，提示生物能量状态发生改变。
• 31P-MRS 测得的代谢物比值有望成为疼痛性 DPN 及神经病理性疼痛评估的客观生物标志物。

研究背景

糖尿病周围神经病变（DPN）是 2 型糖尿病最常见的并发症之一，在疾病进程中可累及高达 50% 的患者。DPN 主要表现为远端对称性感觉减退，但其中有一部分患者会出现神经病理性疼痛，即疼痛性 DPN，严重影响生活质量，且常对治疗反应不佳。尽管已有证据提示中枢神经系统处理异常参与其中，但疼痛性与无痛性 DPN 的中枢机制仍未完全阐明。丘脑在感觉传递和疼痛信号调控中具有关键作用，因此是阐明疼痛性与无痛性 DPN 病理生理差异的重要研究区域。

神经影像学，尤其是磁共振波谱（MRS）的进展，使得能够在体、无创地评估神经元完整性和生物能量状态。质子磁共振波谱（1H-MRS）可定量神经元标志物，如 N-乙酰天冬氨酸（NAA）及含胆碱化合物；磷磁共振波谱（31P-MRS）则可评估 ATP 和无机磷酸盐（Pi）等高能磷酸代谢指标。该双重 MRS 方法可同时评价神经功能和线粒体生物能量学，为神经病理性疼痛综合征提供机制层面的认识。

研究设计

这是一项横断面研究，共纳入 49 名参与者：其中 38 名为 2 型糖尿病患者，11 名为健康志愿者。在糖尿病队列中，亚组包括 18 例疼痛性 DPN、11 例无痛性 DPN 以及 9 例无神经病变者。神经学表型分析包括结构化临床评估和神经生理学评估，用于判定神经病变表型并量化疼痛。影像学评估包括结构性脑 MRI 以及针对丘脑的同步双模 1H- 和 31P-MRS，用于测量体积、神经元标志物（NAA:Cho 比值）和生物能量标志物（Pi:ATP 比值）。

主要发现

分析显示，健康对照、糖尿病无神经病变、疼痛性 DPN 及无痛性 DPN 各组之间的丘脑体积无显著差异，提示明显结构性萎缩并非疼痛性与无痛性 DPN 之间的决定性特征。

然而，MRS 所评估的代谢特征出现了显著差异：

– 反映神经元完整性和功能的 NAA:Cho 比值在疼痛性 DPN 组显著高于无痛性 DPN 组，提示疼痛性神经病变中神经元状态相对保留。
– 反映线粒体生物能量平衡及氧化磷酸化效率的 Pi:ATP 比值在疼痛性 DPN 组显著低于无痛性 DPN 组，提示能量代谢发生了不同的改变。

此外，在疼痛性 DPN 队列中，疼痛强度与丘脑 Pi:ATP 比值呈负相关，提示生物能量受损与症状严重程度相关。对所有参与者的总体分析显示，NAA:Cho 与 Pi:ATP 呈正相关，支持神经功能与能量代谢之间存在联系。

这些结果提示，无痛性 DPN 可能以丘脑神经元活性受损和线粒体功能障碍为特征，而疼痛性 DPN 则表现出相对保留的神经元和生物能量状态。疼痛性 DPN 中相对保留的丘脑表型，可能与异常的中枢感觉处理及疼痛产生机制有关。

专家评述

本研究是较早利用双模 1H- 和 31P-MRS 区分疼痛性与无痛性 DPN 中枢神经代谢状态的研究之一。借助体内客观生物标志物，为超越周围神经病理、从新的角度理解神经病理性疼痛的神经生物学提供了窗口。

其潜在局限性包括横断面设计，因而无法确定代谢改变与疼痛发生之间的因果关系或时间顺序。样本量虽然符合 MRS 研究的需求，但总体仍相对有限，仍需在更大队列中验证。此外，尽管选择丘脑具有充分的生理学依据，因为其在躯体感觉处理中的核心作用，但其他脑区是否参与其中仍有待进一步明确。

从机制上看，疼痛性 DPN 中 Pi:ATP 比值降低提示线粒体氧化磷酸化异常，可能影响神经元兴奋性和疼痛敏化。与无痛性 DPN 相比，疼痛性 DPN 中神经元标志物得以保留，可能反映了不同的易损性或代偿机制。这与既往文献中“中枢神经系统失调是神经病理性疼痛表型关键驱动因素”的观点一致。

结论

本研究揭示了疼痛性与无痛性糖尿病周围神经病变在丘脑神经元和生物能量学方面存在不同特征，提示中枢神经系统机制可能在神经病理性疼痛表现中发挥重要作用。31P-MRS 测得的代谢物比值，尤其是 Pi:ATP，比值有望成为疼痛性 DPN 的客观生物标志物，并有助于优化诊断和治疗策略。

未来仍需开展纵向研究，以验证这些生物标志物、探索其机制通路，并明确调节丘脑生物能量代谢是否可转化为糖尿病神经病理性疼痛的新型治疗手段。本研究体现了先进神经影像技术在深化对复杂糖尿病并发症认识及改善其管理方面的潜力。

资金支持与试验注册

原始摘要未说明资金来源或临床试验注册信息。更多细节可见原始全文。

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