圣地亚哥——在消化疾病周上展示的一项研究显示，通过人工智能驱动的三维空间多模式分析，揭示了2型糖尿病患者十二指肠中显著的免疫和结构失调。
这种“糖尿病性十二指肠病”的概念以及从这项分析中获得的见解，可能会导致针对糖尿病的新治疗策略。
巴哈姆·K·阿布·达耶赫
“十二指肠不再只是一个通道——它是一个代谢指挥中心，”西达赛奈医疗中心介入胃肠病学主任、创新执行主任兼副院长巴哈姆·K·阿布·达耶赫博士告诉Healio。“在2型糖尿病及相关代谢疾病中，十二指肠经历了明确的结构、免疫和神经变化，这些变化可能对全身胰岛素抵抗、炎症和胃肠道症状有贡献。”
方法
阿布·达耶赫表示，他和他的同事们是在认识到代谢疾病管理中存在一个“重大未满足需求”后开始进行这项研究的。具体来说，他指出，目前缺乏真正改变2型糖尿病病程的治疗方法。
“转折点是我们逐渐认识到十二指肠是一个动态器官，它可以感知饮食、微生物、免疫和激素输入，并通过肠神经系统和自主神经系统将这些信息传递给中枢代谢器官，”阿布·达耶赫说。“本质上，十二指肠既是系统代谢稳态的传感器，也是其调节者。”
研究人员假设十二指肠功能障碍可能导致胰岛素抵抗、慢性高胰岛素血症和炎症，因此他们通过对2型糖尿病患者（n = 111）和无糖尿病对照组（n = 120）的内镜图像和活检样本进行评估，以绘制2型糖尿病患者的十二指肠微环境图谱。
在部分患者中使用全息断层扫描和空间转录组学，以获得高分辨率的三维结构可视化，并利用人工智能驱动的分析对数字化的苏木精和伊红染色十二指肠样本中的细胞类型进行了量化。
糖尿病性十二指肠病的AI衍生标准包括十二指肠隐窝不规则、绒毛晕变薄和核心扩张、毛细血管扩张和黏膜充血，以及黏膜脂肪/乳糜沉积。
结果
研究人员观察到2型糖尿病患者中免疫和结缔组织结构的显著变化，包括深黏膜和黏膜下层的显著炎症。
糖尿病性十二指肠病的诊断标准在糖尿病患者中明显比对照组更常见（所有标准P < .01）。
免疫谱型分析显示，中性粒细胞分数和结缔细胞分数增加，而淋巴细胞减少。
通过单细胞空间分子谱型分析，研究人员表征了2型糖尿病中的三个特定组织区域，这些区域具有与黏膜屏障功能障碍相关的转录本上调、干细胞上调、以及与2型糖尿病相关的增强的囊泡介导的细胞外通信和免疫信号传导，这可能导致全身胰岛素抵抗和炎症。
分析还发现，坏死性凋亡、胰岛素抵抗、自噬和凋亡途径显著增强。
意义
阿布·达耶赫表示，他对研究的一些发现感到惊讶，特别是涉及干细胞生物学和上皮免疫交叉对话的分子重编程程度“令人震惊”。
“2型糖尿病中的十二指肠不仅表现出被动损伤；它还主动适应不良，可能加剧代谢功能障碍，”他说。“我们还惊讶地发现，即使在尚未使用胰岛素或血糖仅轻度升高的患者中，这些变化也出现得很早且广泛。”
根据阿布·达耶赫的说法，这表明糖尿病性十二指肠病可能是临床糖尿病的前兆。值得注意的是，十二指肠可能成为2型糖尿病和代谢疾病的疾病修饰治疗靶点。
“我们所识别的形态学、组织学和转录组学变化——尤其是那些涉及免疫激活、上皮应激途径、干性和神经血管重塑的变化——为2型糖尿病的肠道靶向干预提供了强有力的支持，”他说。“这包括恢复十二指肠稳态和功能的再生内镜手术和药物方法。”
阿布·达耶赫及其同事目前正在将这项研究扩展到更大的多中心队列中，以验证糖尿病性十二指肠病的结构和分子特征。
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