对于依赖胰岛素生存的1型糖尿病患者而言，维持餐后血糖平稳是一项持续的挑战。不同于健康人体内由胰腺分泌、直接进入门静脉的胰岛素，1型患者通过皮下注射补充胰岛素。这条“绕远”的路径，使得肝脏这个葡萄糖代谢的“中央处理器”无法获得足够高浓度的胰岛素信号。这种生理性门体胰岛素梯度的缺失，被认为是导致患者餐后肝脏葡萄糖调控失常——例如内源性葡萄糖生成（Endogenous Glucose Production, EGP）抑制不足和肝葡萄糖摄取受损——的关键原因。然而，直接、无创地测量这些肝脏特异性的动态变化及其在患者中的异常，长期以来一直是方法学上的难题。
为了攻克这一难题，一项发表在《Diabetologia》上的最新研究，创新性地将两种前沿成像技术——氘代谢成像（Deuterium Metabolic Imaging, DMI）和13C磁共振波谱（13C-Magnetic Resonance Spectroscopy, 13C-MRS）——与全身稳定同位素示踪动力学模型相结合，如同一台精密的“代谢显微镜”，首次在活体上同步绘制了1型糖尿病患者与健康对照者餐后肝脏局部与全身系统两个层面的葡萄糖代谢全景图谱。这项研究不仅揭示了1型糖尿病肝脏葡萄糖代谢的深刻改变，更意外地发现了患者群体内部存在的显著异质性，为个性化治疗提供了新的见解。
研究人员开展这项研究，主要运用了以下几个关键技术方法：首先，他们招募了10名血糖控制良好（HbA1c≤8%）的1型糖尿病成人患者和10名年龄、体重指数、性别匹配的健康对照者，在严格标准化饮食和活动48小时后进行研究。核心的代谢成像在7特斯拉超高场磁共振扫描仪上进行，使用一个可同时调谐到氢（1H）、氘（2H）和碳-13（13C）频率的表面线圈。研究采用交错采集的策略：利用DMI追踪口服的60克[6,6′-2H2]-葡萄糖在肝脏内的浓度动态，同时利用13C-MRS在自然丰度下定量肝脏糖原含量。整个成像过程从餐前持续到餐后150分钟。与此同时，通过密集的静脉采血，测量血浆葡萄糖、胰岛素和胰高血糖素浓度，并使用单示踪剂口服最小模型对餐后葡萄糖-胰岛素动力学进行数学建模，以量化葡萄糖吸收、内源性葡萄糖生成和葡萄糖处置等全身性参数。
研究结果部分通过系统的数据呈现，揭示了多个层面的发现：
在研究参与者部分，两组参与者在年龄、性别和体重指数上匹配良好，1型糖尿病组平均病程较长且血糖控制达标。
关于血浆葡萄糖和激素反应，基线时1型糖尿病组的空腹血糖显著高于对照组。尽管1型糖尿病患者因提前注射胰岛素而在实验初期胰岛素暴露更高，但整个实验期间的总胰岛素暴露量在两组间无显著差异。两组餐后胰高血糖素水平均先下降后回升，但1型糖尿病组的净抑制程度较弱。
在血浆D-葡萄糖和内源性葡萄糖谱方面，1型糖尿病组的血浆D-葡萄糖峰值浓度远高于对照组。尽管两组内源性葡萄糖达到最低值（谷值）的时间相似，但1型糖尿病组的谷值浓度仍显著高于对照组。
肝脏葡萄糖和糖原信号的成像结果尤为关键：肝脏D-葡萄糖的时程变化与血浆模式相似，其峰值浓度在1型糖尿病组也更高。更重要的发现是，健康对照组在餐后表现出清晰的肝脏糖原积累，而1型糖尿病组整体上未见显著升高。然而，通过层次聚类分析，在1型糖尿病组内部识别出两个代谢轨迹截然不同的亚组：亚组1表现出更陡峭的全身及肝脏D-葡萄糖上升，以及餐后糖原净积累；而亚组2则表现为D-葡萄糖出现较慢，以及相对于亚组1的糖原净消耗，尽管两个亚组在临床特征上没有明显差异。
对葡萄糖-胰岛素相互作用参数的建模分析显示，两组在葡萄糖处置的胰岛素敏感性上相似，但1型糖尿病组反映肝脏胰岛素敏感性的生产胰岛素敏感性有减半的趋势（未达统计学显著性）。模型预测的胃残留和餐后葡萄糖出现率在两组间总体相似，但在1型糖尿病亚组间存在趋势性差异，亚组1的胃排空可能更快。最突出的发现是，1型糖尿病组对内源性葡萄糖生成的抑制能力显著弱于健康对照组，在餐后60分钟和180分钟的抑制程度均只有约一半。这种差异与亚组分析中观察到的趋势一致，亚组2的早期内源性葡萄糖生成抑制更弱。
综合讨论与结论部分，本研究的主要结论和意义可归纳如下：首先，研究证实即使在血糖控制良好、接受优化皮下胰岛素治疗的1型糖尿病患者中，餐后肝脏葡萄糖代谢仍存在显著异常，突出表现为内源性葡萄糖生成抑制不足。这主要归因于皮下给药导致的生理性门体胰岛素梯度丧失，使得肝脏无法获得足够的直接胰岛素信号。其次，研究发现在严格标准化条件下，1型糖尿病患者的基线肝糖原储存能力得以保留，但餐后糖原积累的动态模式发生改变，提示其肝糖原合成可能更依赖间接途径。第三，也是最具启发性的发现，是1型糖尿病患者群体内部存在显著的代谢异质性。研究识别出的两个亚组具有完全不同的餐后葡萄糖和糖原代谢轨迹，这可能与胃排空速率的个体差异密切相关。这种异质性此前在常规临床指标中难以察觉，凸显了非侵入性代谢表型分析技术的独特价值。尽管本研究存在样本量有限、扫描时间窗口和仰卧位成像等局限性，但它成功展示了一种强大的综合研究方法。通过将DMI/13C-MRS肝脏成像与系统示踪动力学建模相结合，该研究为在活体、无创地解析复杂代谢疾病提供了新范式。这些发现强调了在1型糖尿病管理中，除了关注全身血糖和胰岛素水平，更需重视肝脏门户水平的胰岛素暴露和个体化的胃肠道-肝脏轴调节功能。未来，这种方法有望用于评估新型肝靶向胰岛素、肠促胰岛素类药物或闭环胰岛素泵系统的疗效，并推动针对不同代谢表型患者的精准治疗策略的发展，最终助力改善1型糖尿病患者的餐后血糖管理和长期预后。
