国际糖尿病

BMI之外:1.4万东亚人群研究揭示内脏脂肪、脂肪量与去脂体重的遗传图谱

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编者按:体重指数(BMI)相同并不意味着体成分相同,脂肪分布与肌肉量差异同样会影响代谢风险。东亚人群在较低BMI水平即可出现较高体脂率和内脏脂肪蓄积,因此仅以BMI评估肥胖相关风险存在局限。近日,高雄医学大学于Obesity发表一项研究,该团队基于中国台湾地区的台湾生物样本库(TWB)14 121名成年人,对内脏脂肪、脂肪量和去脂体重开展全基因组关联研究(GWAS),并在校正BMI与混杂因素后评估变异与表型分组的关联。结果表明,三类体成分受部分重叠又彼此不同的遗传机制调控;TTN基因rs794727539与较低内脏脂肪和较高去脂体重独立相关。

研究背景与设计:从BMI局限到东亚人群的体成分GWAS

BMI计算简便,却无法区分脂肪与肌肉,也难以反映脂肪分布及相关代谢异常。既往GWAS虽已识别逾千个BMI相关位点,但多以腰围或腰臀比为替代指标,直接针对内脏脂肪、脂肪量与去脂体重的证据有限,非欧洲人群研究尤为不足。东亚人群在较低BMI下即可出现较高的体脂百分比和内脏脂肪蓄积,在该人群中填补上述空白具有现实意义。本研究旨在明确肥胖的遗传决定因素是作用于脂肪分布与去脂体重,还是仅反映总体体型。

研究者基于以汉族人群为主的TWB,检索了2021年1月~2023年6月45 541例有完整人体测量数据者,排除31 420例无TWBv2.0芯片数据者后,最终纳入14 121例。采用TANITA生物电阻抗仪(DC-430MA或BC-420MA)测定体成分,内脏脂肪为1~59的无量纲指数,基因分型采用Affymetrix TWB 2.0芯片(约69万标记,GRCh38)、PLINK 1.9进行质控;关联分析则采用线性回归(显著性阈值:P<5×10-8),再按百分位将各表型分为低、中、高三组,以加性模型行多分类logistic回归,并校正年龄、性别、教育、婚姻、吸烟、饮酒、槟榔、体力活动及BMI。

研究结果一:三类表型的遗传信号并不平行

三类表型均按百分位分为低、中、高三组。随着内脏脂肪水平由低组的5.0(±1.7)升至中组的9.2(±1.1)和高组的14.8(±2.2),参与者年龄增长、男性比例增加,BMI也由21.6(±2.2)kg/m²升至27.4(±3.9)kg/m²(内脏脂肪低6841例、中3670例、高3610例);随着脂肪量由低组的13.5(±2.9)kg增至中组的19.7(±1.3)kg和高组的28.4(±6.7)kg,BMI也进一步升至28.9(±3.5)kg/m²,而体力活动比例有所下降(脂肪量低6981例、中3561例、高3579例);去脂体重则由低组的35.5(±1.8)kg增至中组的39.8(±1.1)kg和高组的53.1(±7.8)kg,但其分层受性别影响明显,低组女性占99.8%,高组仅为28.2%(去脂体重低3448例、中3596例、高7077例)。

在此基础上开展的GWAS显示,内脏脂肪和去脂体重分别有10个和8个显著相关的SNP,其中2号染色体rs794727539为两类表型共有,并在内脏脂肪分析中信号最强;脂肪量相关SNP多达66个,且主要在16号染色体成簇。三类表型的信号数量与分布并不平行,这一差异提示其上游遗传调控并非共享同一组通路。

研究结果二:独立于BMI的内脏脂肪与去脂体重遗传关联

多分类logistic回归进一步校正年龄、性别、教育、婚姻、吸烟、饮酒、槟榔、体力活动及BMI后,rs794727539与内脏脂肪关联仍然稳定:每增加一个C等位基因,高内脏脂肪组相对于低组的odds显著降低(AOR 0.32,95%CI:0.11~0.93,P=0.036),该位点内脏脂肪组的关联未达到统计学显著水平。

脂肪量表型相关信号在校正BMI后普遍减弱,仅rs11942302与中脂肪量组相关(AOR 1.13,95%CI:1.01~1.26,P=0.034),与高脂肪量组无显著关联。

在去脂体重表型中,rs794727539变异与高组呈正相关(AOR 1.83,95%CI:1.10~3.04,P=0.020);另有rs1418150、rs7145690与rs11621139三个位点在高去脂体重组与低组的比较中达到名义显著(未校正多重比较),但作用方向不一。

上述结果提示,rs794727539对内脏脂肪和去脂体重具有方向相反且独立于BMI的关联,而脂肪量位点更多反映总体体型。

研究结果三:共享位点、FTO区域富集及性别差异

位点注释提示,位于TTN基因的rs794727539是唯一同时出现在内脏脂肪与去脂体重显著信号中的位点,提示其可能具有多效性。脂肪量相关变异则明显不同,66个变异集中于16号染色体FTO区域的同一连锁不平衡区块,呈现以BMI相关信号为主的遗传结构。

性别分析显示,rs794727539与内脏脂肪的关联在男女分层中均未达显著,但SNP×性别交互项具有统计学意义(β=-0.397,P=0.002),由交互模型推导的男性效应估计为−0.290;该变异与去脂体重无显著交互作用。需要注意的是,女性去脂体重的性别分层线性回归呈边界负相关(β=-0.457,P=0.050),与总体多分类logistic回归结果中rs794727539对高去脂体重组的正相关方向不一致。由于两者模型和分组方式不同、交互项不显著,相关结论应谨慎解读(原文未作解释)。

上述结果提示,TTN位点可能同时参与脂肪分布和去脂体重调控,且内脏脂肪的遗传效应存在性别差异,而脂肪量信号主要受FTO区域及总体肥胖程度影响。

研究讨论:体成分遗传差异的启示与临床意义

TTN编码肌联蛋白,是心肌与骨骼肌肌节的重要结构蛋白,其截短变异为扩张型心肌病最常见的遗传病因。rs794727539同时与较低内脏脂肪水平和较高去脂体重相关,提示肌肉结构与完整性相关通路可能参与内脏脂肪蓄积和去脂体重维持的共同调控,并可能成为体成分与心血管代谢风险的连接节点;但本研究并未评估心血管结局,该推论仍属假说。

脂肪量信号主要集中于FTO区域且在校正BMI后明显减弱,与FTO更多影响总体肥胖和能量摄入,而非特异性决定脂肪分布的认识相符。内脏脂肪与脂肪量相关位点重叠有限,进一步提示中心性肥胖和总体肥胖具有部分不同的遗传基础。上述遗传证据提示,BMI难以完整反映内脏脂肪与总体脂肪分布的差异,结合去脂体重结果,BMI相近者也可能因内脏脂肪和肌肉量不同而呈现不同代谢风险,因此临床评估和干预应更加重视体成分。

本研究为横断面设计,生物电阻抗测量精度不及MRI或CT,且样本来自单一东亚队列、缺乏外部验证,饮食和睡眠等未测量因素也可能造成残余混杂。

结语

本研究从内脏脂肪、脂肪量和去脂体重三个维度解析肥胖的遗传基础,提示这三类体成分的调控机制部分重叠但相对独立,且无法完全由BMI概括。脂肪分布与肌肉量可提供额外的风险信息,在东亚人群中尤其值得关注。未来,仍需更多独立队列验证和功能研究,以阐明相关位点的生物学机制,并评估体成分表型在肥胖相关代谢风险分层与个体化干预中的价值。

参考文献Lu HM, Chang SJ, Luo KH, et al. Beyond BMI: Genome-Wide Associations of Visceral Fat, Fat Mass,and Fat-Free Mass in Eastern Asian Populations. Obesity. 2026. doi:10.1002/oby.70276

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