肥胖诊断和评估技术

袁 虎，曲 伸

（1.同济大学附属第十人民医院内分泌代谢病科，国家标准化代谢性疾病管理中心（十院），上海 200072；2.南京医科大学附属苏州医院内分泌科，苏州 215001）

随着生活方式的改变，肥胖患病率逐年上升，是当今备受关注的健康问题［1］。肥胖除了影响健康，还会造成巨大的社会负担。虽然主观上对肥胖的重视程度在增加，提出了很多理论，如环境土壤理论、节俭基因理论、炎症学说、菌群失调以及下丘脑调节异常等理论，但客观上仍缺少有效措施阻止肥胖进一步流行和发展。不断涌现的减肥药物，却因各种副作用而受到限制［2］。生酮饮食、辟谷疗法、针灸等减肥手段层出不穷，但都不能持久控制体重。代谢手术是目前比较有效的方法，虽然具体机制仍不明确，但手术在控制体重的同时，减轻了胰岛素抵抗（insulin resistance，IS）［3］，改善了代谢［4⁃5］，疗效显著。肥胖的主要特点是脂肪过多和分布异常以及由此产生的代谢紊乱和炎症反应。肥胖有不同的病因和类型，诊断和治疗肥胖时，应考虑个体化因素，评估代谢状态，对肥胖的程度和分类精确诊断［6］。

1 一般测量指标

体重指数（body mass index，BMI）是目前最简单、应用最广泛的评估肥胖的指标，通过体重除以身高的平方（kg／m2）得到。世界卫生组织（WHO）根据 BMI 定义低体重（BMI＜18.5 kg／m2）、正常体重（18.5 kg／m2≤BMI＜25 kg／m2）、超重（25 kg／m2≤BMI＜30 kg／m2）和肥胖（BMI≥30 kg／m2）［7］。肥胖进一步分为Ⅰ度肥胖（30 kg／m2≤BMI＜35 kg／m2）、Ⅱ度肥胖（35 kg／m2≤BMI＜40 kg／m2）和Ⅲ度肥胖（BMI≥40 kg／m2）。由于亚洲人群体脂率较其他种族高［8］，在相同的BMI 情况下有更高的心脑血管疾病风险，WHO 将东亚、东南亚和南亚人群超重与肥胖的切点分别调整为23 kg／m2和 25 kg／m2，即23 kg／m2≤BMI＜25 kg／m2为超重、BMI≥25 kg／m2为肥胖［9］。2011年《中国成人肥胖症防治专家共识》建议 BMI＜18.5 kg／m2为低体重、18.5 kg／m2≤BMI＜24 kg／m2为正常体重、24 kg／m2≤BMI＜28 kg／m2为超重、BMI≥28 kg／m2为肥胖［10］。在儿科人群中，与同性别和同年龄的儿童比较，BMI 低于第5 百分位数即为体重不足，高于第95 百分位数即为超重或肥胖［11］。肥胖可以导致16 种代谢并发症或者相关疾病［12］，影响预期寿命或者导致生活质量下降。但BMI 除了包含脂肪，还有肌肉、骨骼以及其他成分，无法区分这些组织，特别是对于肌肉发达的个体，BMI不再适宜用于诊断肥胖。而且随着年龄的变化，肌肉会逐渐减少，而脂肪会增加，所以BMI 会低估老年人的肥胖率［13］。此外，BMI 不能区分腹部脂肪还是周围皮下脂肪。

肥胖根据脂肪沉积部位分为全身性肥胖和腹型肥胖。前者的脂肪主要分布在臀部及大腿等皮下组织，而后者的脂肪主要聚集在腹部。腰围是反映腹型肥胖的重要指标。WHO 建议男性腰围≥94 cm，女性≥80 cm 作为腹型肥胖的诊断标准，但这一标准更适宜于欧洲人群。在考虑不同国家和种族区别的基础上，美国和加拿大地区男、女性腹型肥胖切点分别调整为102、88 cm；而亚太地区人群，则分别调整为90、80 cm。我国目前对于腹型肥胖的界定标准是男性腰围≥90 cm、女性腰围≥85 cm［10，14］。腰围可以间接反映腹型肥胖，是诊断代谢综合征（metabolic syndrome，MS）的核心指标［15］。腹型肥胖更容易导致 IS，增加糖尿病等代谢性疾病的风险［16］。当BMI 正常而腰围增加时，冠心病的患病率和死亡率就明显上升［17］。所以从代谢的角度以及肥胖并发症方面考虑，应该更加重视和处理腹型肥胖。但腰围反映的是腹部皮下脂肪和腹部内脏脂肪的总和，不能对二者进行区分。

2 影像学技术

2.1 双能X线吸收仪

BMI 和腰围只是对肥胖进行初步评估，精确测定脂肪含量还是需要影像学技术。双能X 线吸收仪（dual energy X⁃ray absorbent，DEXA）是测定骨密度的金标准。它利用装置获得高能和低能两种不同能量的弱X 射线。这两种不同能量的X 线以指数方式衰减，并与X 线所通过的组织密度有关。骨骼、肌肉以及脂肪存在明显的密度差，扫描中同步探测器记录3 种不同组织的衰减信号，通过软件处理计算而得到骨骼、肌肉及脂肪的含量。所以除了用于骨质疏松的测量，还可以用来诊断肥胖和肌少症［18］。人体脂肪含量存在年龄和性别差异，男性总体脂肪含量大于23%～28%、女性总体脂肪含量大于31%～35%为脂肪含量超标。与BMI 测量法相比，DEXA 诊断法不仅能对肥胖者体内总体脂肪含量进行定量诊断，同时可以对上肢、下肢和躯干等部位的脂肪异常分布进行客观的评价。对于BMI 相同的人或是减重相同的人，通过DEXA 检测可能会发现不同的脂肪分布或减少［19］。研究显示，肥胖患者接受代谢手术后，体重明显下降，躯干部位脂肪减少比例高于四肢［5］，男性肥胖患者代谢术后脂肪量及分布异常的改善与睾酮升高有关［20］，说明脂肪减少存在性别差异［21］。DEXA 检测速度快，辐射暴露低，不需要复杂的技术和准备，但DEXA 无法区分皮下脂肪和内脏脂肪。

2.2 生物阻抗技术和超声瞬时弹性成像

腹型肥胖的脂肪主要聚集在腹部皮下组织和腹内脏器，如肝脏、大网膜以及肠系膜［22］。很多研究表明内脏脂肪蓄积与心脑血管疾病、MS 和非酒精性脂肪肝（nonalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的发生密切相关［23⁃24］。内脏脂肪面积为 80 cm2的中国人群MS 患病率与内脏脂肪面积为100 cm2的白种人群相似，提示中国人内脏脂肪储存空间有限，罹患代谢疾病风险更高［25］。利用生物电阻抗法测量内脏脂肪安全无辐射，5 min 即可完成检查，与CT 有很好的一致性，可以在短期内反复检查。早期借助于超声评估肝脏脂肪含量，2004年法国研制的超声瞬时弹性成像仪（Fibro Scan）利用受控衰减参数理论（controlled attenuation parameters，CAP）来评估肝脏脂肪变程度。CAP 值越大，表示脂肪变数值越大，能准确测量10%以上的脂肪变。并利用振动控制的瞬时弹性成像技术来评估肝脏的硬度值（liver stiffness⁃meas⁃urement，LSM），弹性数值越大，表示肝组织硬度值越大［26］。为肝纤维化、脂肪肝的早期诊断、治疗和预防提供了可能，并被指南认可［27］。中国人群 LSM 正常参考值范围为 2.8 ～7.4 kPa。Fibro Scan 利用的是一维瞬时剪切波技术，而由我国自主研制生产的肝脏瞬时弹性检测仪（Fibro Touch）于2010年问世，在二维超声的基础上进行弹性值测定，可以同时测定肝脏脂肪量和纤维化程度。Fibro Touch 与 Fibro Scan 的检测结果有很好的一致性［28］，不过超声瞬时弹性成像易受患者皮下脂肪厚度等因素影响。而采用宽频探头的Fibro Touch 在检测肥胖人群时更有优势，并且其自带的B 超探头定位可以避免囊肿、血管等结构对检测的影响。

2.3 定量CT

内脏脂肪组织（visceral adiposetissue，VAT）是促成“腹型肥胖”的直接因素，CT 具有较好的分辨率及较高的准确性，可应用于VAT 测量。定量CT（quantitative CT，Q⁃CT）检查通过来自不同角度的X 射线投影获得身体不同组织高分辨率三维体积图像。利用肌肉和脂肪组织对X 射线的衰减差异分离不同组织。通过相应的软件处理，可以直接测量皮下脂肪、腹内脂肪以及肝脏脂肪的含量。Pickhardt等［29］对474 例无症状的成年人进行定量CT 检查，评估其内脏和皮下脂肪分布，发现内脏脂肪积累是MS 的强有力预测指标，有超过30%的非肥胖研究对象（BMI＜30 kg／m2）已经出现内脏脂肪升高，有超过50%曾经发生心血管事件的研究对象虽然不符合MS 诊断，但已经有内脏脂肪超标。CT 诊断NAFLD 的原理是肝脏衰减值与其脂肪病变的程度负相关。正常肝脏的 CT 值＞60 HU，非增强 CT 检查肝脏CT 值＜48 HU 时可诊断为脂肪肝，＜40 HU或45 HU 时可诊断为中重度脂肪肝［30］。但对于轻度脂肪肝，CT 的诊断价值有限，准确性较差［31］。CT 测量VAT 采用的方法尚未标准化且存在一定程度的放射性损伤。在急慢性肝炎、肝硬化、肝内铁沉积过多等因素存在的情况下，肝脏CT 值并不能真实反映其脂肪变的情况。

2.4 MR

MR 技术在无创性定量脂肪组织方面有巨大优势。MR 利用人体细胞中元素（最常用的是水和脂肪中的氢）的不同磁性来测定脂肪含量。肥胖患者的脂肪组织可以释放大量游离脂肪酸，被肝脏摄取，在肝细胞内合成三酰甘油，形成脂肪肝。传统MR主要通过化学位移成像观察整个肝脏，计算脂肪量及分布状况，可以提高局限性或非均匀性脂肪肝的诊断准确性［32］。肝脏的脂肪沉积与 IS 密切相关，2型糖尿病患者的NAFLD 患病率高达60%左右［33］。Meta 分析提示NAFLD 是2 型糖尿病的独立危险因素，可以导致 5年内糖尿病风险增加 1 倍［34］。近年来，基于MR 的内脏脂肪定量检测方法不断发展和应用［35］。目前 MR 光谱法（MRS）被认为是无创性肝脂肪定量的金标准，其中最常用的是1H⁃MRS。1H⁃MRS 利用脂肪和水中质子的磁共振频率分离水和脂肪。在Dixon 成像基础上，利用“定量脂肪水成像”技术可以对弥漫性或者局部脂肪组织进行定量分析。不仅可以量化肝脏脂肪含量、对脂肪变的程度进行分级，还可以检测肝纤维化，是目前最理想的无创性诊断脂肪肝的定量技术［36］。由于 MR 不存在电离辐射，它甚至可以用于新生儿和婴儿的三维成像。由于分析三维图像的工具有限，目前使用MR 评估体脂肪主要是一维或者二维图像，对减重过程中内脏和皮下脂肪变化的预测性较差［37］。

2.5 PET⁃CT

人体内的脂肪分为白色脂肪（white adipose tissue，WAT） 和棕色脂肪 （brown adipose tissue，BAT）。BAT 是哺乳动物体内重要的非颤抖性产热器官，有助于冬眠动物和新生儿抵御寒冷、维持正常体温。与储存能量为主的WAT 不同，BAT 细胞富含线粒体，被激活后可以增加能量利用、减少能量蓄积，可以改善肥胖及代谢障碍［38］。以往的观点认为，随着年龄的增长BAT 逐渐退化，在成人体内含量极少，在寒冷刺激时会增加。近些年通过PET⁃CT 检查发现BAT 在成人体内持续存在，主要分布在颈部锁骨上区［39］。葡萄糖和脂肪是BAT 产热的主要能量来源，BAT 活化的减少会增加内脏脂肪和糖脂代谢紊乱［40］。因寒冷刺激而激活的BAT 对葡萄糖的摄取增加，PET⁃CT 仅能检查被激活的BAT。PET⁃CT 的电离辐射和高昂价格，限制其临床应用。有研究在水脂分离技术的基础上，通过MR 测定BAT 和 WAT［41］。也有将 PET 和 MR 结合在一起的 BAT 定量技术在研究［42］，与 PET⁃CT 相比，具有辐射低、分辨率高的优点，但还需进一步开发应用。

3 脂肪相关炎症因子

2016年美国内分泌医师协会有关肥胖的指南［12］提出肥胖诊治与轻重判断应充分考虑肥胖所伴随的代谢性疾病和相关并发症，所以除了测定脂肪含量，还应该对糖脂代谢、性腺功能、呼吸消化功能以及骨关节等并发症进行评估［43］。早在2008年《美国内科学年鉴》就提出代谢健康型肥胖（meta⁃bolically healthy obesity，MHO）的概念［44］，部分肥胖患者在很长一段时间内不伴有代谢异常。这可能和脂肪的分布、脂肪的种类以及脂肪所分泌的炎性因子有关。内脏脂肪可以产生 TNF⁃α、IL⁃6、内脏脂肪素（visfatin）、纤溶酶原激活物抑制剂 1（PAI⁃1）、抵抗素（resistin）等多种脂肪因子和炎症因子［45⁃47］，导致IS。脂联素主要由皮下脂肪产生，具有改善IS、抗动脉粥样硬化及抗炎作用，对肥胖具有独立于BMI 的预测作用。肝脏脂肪聚集也会产生胎球蛋白 A（fetuin A）、胎球蛋白 B（fetuin B）、CRP、硒蛋白P（selenoprotein P）、成纤维细胞生长因子 21（FGF⁃21）等肝脂肪因子，导致 IS 和各种代谢紊乱的发生［48⁃51］，但要阐明这些细胞或脂肪因子与肥胖之间的关系还有很长的路要走。

4 结 语

综上所述，肥胖是一种复杂疾病。不同遗传背景的人，在饮食不当、缺少运动、各种压力及环境污染的影响下，出现脂肪增多、异位沉积，以及随之而来的各种应激损伤、炎症反应，最终导致免疫失调、代谢紊乱［52］。在诊治肥胖的过程中不仅要注重肥胖的程度，还要关心脂肪的分布情况；不仅要关心减重的多少，还要着重于代谢异常的改善。