母亲孕前体重指数与婴儿海马和杏仁核平均扩散率之间的关系

　　

母体孕前 BMI 与婴儿海马体和杏仁核微结构关联的研究解读

在母婴健康与神经科学交叉领域，芬兰图尔库大学和图尔库大学医院芬恩脑出生队列研究（FinnBrain Birth Cohort Study）等机构的研究人员取得了一项重要研究成果。由 Aylin Rosberg 作为第一作者的团队，在《国际肥胖杂志》（International Journal of Obesity）上发表了题为 “Associations between maternal pre - pregnancy BMI and mean diffusivity of the hippocampus and amygdala in infants” 的论文。该研究聚焦于母体孕前体重指数（BMI）与婴儿海马体和杏仁核微观结构的关系，对于深入理解孕期环境对后代神经发育的影响意义重大，为预防和干预相关神经发育问题提供了关键的理论依据，也为后续研究开辟了新方向。

一、研究背景

大量临床前和临床研究表明，母体肥胖与后代的不良结局存在关联，涉及认知能力、社会行为和体重状况等方面。不过，以往临床研究多以儿童和青少年为对象，难以区分产前母体肥胖和产后饮食、生活方式及社会经济地位等因素的影响。近年来，神经影像学研究开始关注母体孕前 BMI 对婴儿神经发育的作用，此前研究发现母体孕前 BMI 与婴儿左侧尾状核平均扩散率（MD）存在关联。

MD 是一种扩散张量成像（DTI）标量，DTI 作为一种特殊的磁共振成像（MRI）技术，能够估算组织内水分子的扩散情况，反映微观结构边界和潜在细胞结构，因其在灰质中扩散的各向同性特点，适合用于研究皮质下结构。本研究基于边缘系统在早期神经发育中的重要性以及其与母体孕前 BMI 的流行病学关联，将研究范畴扩展到边缘系统回路，旨在探究宫内暴露于高母体孕前 BMI 对新生儿边缘系统（尤其是海马体和杏仁核）发育的影响。海马体在学习和记忆等过程中发挥关键作用，杏仁核则与焦虑、抑郁等行为相关。

二、研究材料与方法

（一）研究对象

研究使用了芬恩脑出生队列研究中 122 名健康足月出生婴儿（69 名男性，53 名女性）的 DTI 数据。通过芬兰西南部福利服务县（VARHA）的记录获取母体孕前测量的人口统计学信息、孕期酒精或药物滥用史、严重精神疾病史、癫痫史及相关药物使用情况。母体数据源于孕期诊所常规服务中的自我报告和记录测量，但未明确个体层面的具体获取方法。所有母亲均无孕期酒精或药物滥用、严重精神疾病、癫痫或相关药物使用史。参与者的人口统计学信息详见表 1，该数据集较之前研究增加了 6 个病例。

（二）研究材料

研究使用西门子 Magnetom Verio 3T 扫描仪和 12 元素头部矩阵线圈采集 MRI 数据。采用标准的两次聚焦自旋回波 - 回波平面成像（SE - EPI）序列获取单壳扩散加权数据，成像参数包括视野 208mm、64 层、重复时间 9300ms、回波时间 87ms、各向同性空间分辨率 2mm、b 值 1000s/mm2，在三部分多扫描 DTI 序列中共有 96 个独特的扩散编码方向和 3 个 b0 图像。

（三）关键技术路线

1. 成像分析：运用 DTIPrep 工具和视觉检查进行数据质量控制，借助各种 FSL 工具完成预处理步骤。使用 FSL 中 FDT（FMRIB’s Diffusion Toolbox）的 DTIFIT 工具为每个体素拟合扩散张量模型，并依据 FBN - 125 模板中的解剖位置提取 MD 值，详细的成像数据分析方法在以往研究中有过阐述。

2. 统计分析：采用两种方法探究母体孕前 BMI 与海马体、杏仁核 MD 的关联。一是使用线性回归模型，对婴儿性别和出生后天数进行调整，评估母体孕前 BMI 与感兴趣区域（ROIs，包括右侧海马体、左侧海马体、右侧杏仁核和左侧杏仁核）平均 MD 的关系，并通过单独添加婴儿出生体重、出生孕周、母亲生育年龄以及以教育程度代表的社会经济地位等变量进行敏感性分析；二是运用 FSL randomise 进行体素级非参数置换分析，执行 5000 次置换和无阈值聚类增强（TFCE），在一般线性模型中控制婴儿性别和出生后天数，仅将 TFCE 校正后 p < 0.05 的体素视为显著。

三、研究结果

（一）母体孕前 BMI 与海马体 MD 的关联

通过线性回归模型分析发现，母体孕前 BMI 与右侧海马体平均 MD 呈正相关（β = 4.084 ± 1.341 (×10??)，t = 3.045，p = 0.00287）；与左侧海马体平均 MD 的正相关（β = 3.670 ± 1.475 (×10??)，t = 2.489，p = 0.0142）在错误发现率（FDR）校正后不再显著。

（二）体素级分析结果

经体素级置换检验（调整婴儿性别和出生后天数），在右侧海马体后部和左侧海马体前部发现了显著体素，而杏仁核中未检测到显著体素，且所有测试均未发现性别差异。

（三）母体孕前 BMI 与杏仁核 MD 的关联

线性回归分析显示，母体孕前 BMI 与右侧杏仁核 MD（β = 1.190 ± 1.037 (×10??)，t = 1.147，p = 0.254）和左侧杏仁核 MD（β = 6.683 ± 4.795 (×10??)，t = -0.868，p = 0.387）均无显著关联。

四、研究结论与讨论

（一）研究结论

本研究揭示了母体孕前 BMI 与婴儿双侧海马体 MD 之间存在正相关关系，这表明宫内暴露于高母体孕前 BMI 可能影响婴儿海马体的微观结构。尽管研究存在一定局限性，但这些发现凸显了宫内环境（包括母体体重状况）对后代神经发育的重要性。后续研究可进一步评估宫内暴露于高母体孕前 BMI 的长期影响，以及其与不同生活方式因素的相互作用。

（二）讨论

1. 海马体 MD 变化的意义：MD 反映了体素内水分子的平均运动情况，组织密度越高，MD 值越低。随着大脑成熟，由于轴突直径增加和树突结构增多等限制因素的出现，MD 值通常会降低。本研究中，母体孕前 BMI 越高，婴儿海马体 MD 值越高，这可能暗示婴儿神经发育存在延迟。

2. 海马体左右侧化现象：研究发现母体孕前 BMI 与海马体 MD 的关联存在左右侧化差异，右侧海马体后部和左侧海马体前部的关联更为显著。这种侧化现象与正常海马体功能不对称的临床和临床前证据相符，从胚胎发育开始，海马体的功能不对称就已存在并贯穿一生，因此该研究中的侧化可能是正常功能侧化的体现。

3. 杏仁核未发现显著关联的原因：杏仁核是人类大脑中发育较早的结构，对产前应激（如孕期营养不良）较为敏感。然而，本研究未发现母体孕前 BMI 与杏仁核 MD 之间存在显著关联。这可能是由于杏仁核体积较小，研究中使用的 2mm 各向同性分辨率有限，无法精确检测到两者之间的关联。这也表明母体孕前 BMI 对婴儿神经发育的影响存在区域特异性，后续需要更多研究来揭示宫内暴露于高母体孕前 BMI 与神经发育之间的选择性作用机制。

4. 研究局限性：本研究数据仅来自芬兰人群，样本的同质性较高，未来需要在更具多样性的人群中开展类似研究以验证结果的普遍性。此外，研究未纳入父亲 BMI、母亲孕期体重增加以及孕前糖尿病等数据，这些因素可能对研究结果产生影响，若纳入这些数据将有助于更全面地理解该研究主题。

本研究首次发现母体孕前 BMI 与婴儿海马体微观结构存在关联，尽管研究存在局限性，但为后续研究指明了方向。未来研究应扩大样本的多样性，纳入更多相关因素，深入探究宫内高 BMI 暴露对后代神经发育的长期影响及其潜在机制，这对于制定针对性的干预措施、保障母婴健康具有重要的现实意义。