健心知著
2026.05.06
第535期
基于胰岛素抵抗指数与CCTA高危斑块特征的联合模型：精准预测冠心病残余风险的新突破
刘健、赵妍、彭欣
北京大学人民医院
健心荐语
冠状动脉CT血管造影（CCTA）虽已广泛应用于冠脉斑块的解剖学评估，但如何整合代谢性风险指标以提升对主要不良心血管事件（MACE）的预测效能，一直是临床待解难题。本研究首次系统比较了四种胰岛素抵抗（IR）替代指标（TyG、TyG-BMI、AIP、METS-IR）与CCTA高危斑块（HRP）特征的关联，并构建了将IR指数与CCTA影像标志物（HRP、脂肪衰减指数（FAI））联合的复合模型。该模型预测MACE的AUC达0.82，显著超越任何单一指标，为已确诊冠心病患者的残余风险分层提供了廉价、可及的新工具，并揭示了“代谢功能障碍驱动斑块失稳”的病理机制。
文章介绍
本研究由复旦大学附属中山医院心内科、放射科及上海联影智能联合完成，发表于MedComm（2026年），是一项单中心回顾性研究，纳入1271例接受CCTA检查的住院患者（745例确诊冠脉粥样硬化），探讨了四种经验证的IR指数与CCTA量化高危斑块之间的关联，并在中位48个月的随访中验证了其对MACE的独立预测价值与联合预测效能。
研究方法
研究设计：单中心回顾性队列研究，纳入2018年1月至2023年12月间因临床指征住院并完。
研究对象与分组：最终纳入1271例患者，其中526例无冠状动脉斑块，745例存在冠状动脉粥样硬化斑块。在745例有斑块患者中，704例随访期间未发生心血管事件，41例发生心血管事件。
IR指标评估：基于空腹血糖、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇和BMI等常规实验室及体格指标，计算TyG指数、TyG-BMI、AIP和METS-IR。这些指标均为非胰岛素依赖的IR替代指标，适合在真实世界临床数据中进行大样本风险评估。
CCTA影像采集与分析：使用256排CT，遵循标准化方案（含β受体阻滞剂预给药优化图像质量）。采用锁定版深度学习全自动分析软件（uAI-CoronaryCTA v3.0）完成斑块定量及脂肪衰减指数（FAI）提取，排除因运动伪影、严重钙化或对比剂充盈不佳而无法诊断的检查。
高危斑块（HRP）定义：系统评价四项不良斑块特征——正性重构（PR，重构指数≥1.1）、低衰减斑块（LAP，<30 HU）、点状钙化（SC，任意径<3 mm的离散钙化灶）、餐巾环征（NRS）。HRP定义为存在≥2项上述特征。同时量化各类斑块体积（钙化、纤维、纤维脂肪、低衰减、非钙化）。
FAI测量：在每支主要冠脉的标准化40 mm近段节段分析血管周围脂肪组织（-190至-30 HU），量化冠周炎症水平。
临床随访：主要复合终点为MACE，包括心原性死亡、非致死性心肌梗死、因不稳定心绞痛或急性心衰住院。中位随访48个月（IQR：36–60月）。
统计方法：使用Pearson或Spearman相关系数分析IR指数与斑块特征间的关联；Cox比例风险回归（分层为未校正、校正年龄性别、进一步校正临床变量三档模型）评估各IR指数与MACE的风险比及95%置信区间，并以限制性立方样条分析剂量–反应关系；计算受试者工作特征曲线下面积（AUC）评估单一生物标志物及联合模型的预测性能。采用双侧检验，以P<0.05为显著性水准。
研究结果
图1展示了研究对象筛选流程。研究最初纳入1733例接受CCTA检查的住院患者，经排除炎症/自身免疫状态、既往血运重建、CCTA缺失或图像质量差、IR指数缺失及失访者后，最终纳入1271例患者。最终队列中，526例无冠状动脉斑块，745例存在冠状动脉斑块；有斑块人群进一步分为无心血管事件组（n=704）和心血管事件组（n=41）。
图1 研究流程图
从总体人群看，1271例患者平均年龄为61.24±13.44岁，男性734例，占57.80%；平均BMI为25.71±16.48 kg/m²，平均左室射血分数为61.90±12.57%，平均FAI为−79.10±7.79 HU。有冠状动脉粥样硬化者占745例（58.62%）。与无斑块者相比，有斑块患者传统心血管危险因素负担更重，包括高血压、糖尿病和吸烟史比例更高；但LDL-C水平和PCSK9抑制剂使用情况两组无显著差异，提示该研究关注的是传统LDL-C之外的“残余风险”因素。
进一步聚焦745例有冠状动脉斑块患者，表1按是否发生MACE比较了基线特征。该亚组平均年龄65.21±12.18岁，男性469例，占63.04%；平均高危斑块数量为1.35±1.41，平均FAI为−78.30±7.57 HU。随访中发生事件者年龄明显更大（69.90±11.58岁 vs. 64.93±12.17岁，P=0.0145），但性别、BMI、高血压、糖尿病、吸烟、LDL-C以及阿司匹林、P2Y12抑制剂、他汀、PCSK9抑制剂和SGLT2抑制剂使用比例均无显著差异。也就是说，事件组与非事件组在许多传统因素和治疗背景上并没有显著分离，这为后续强调代谢指标和CCTA影像表型的增量价值提供了背景。
在代谢和炎症指标方面，事件组表现出更不利的心代谢状态。事件组HDL-C更低（39.84±10.40 mg/dL vs. 47.74±12.27 mg/dL，P=0.0001），空腹血糖更高（120.10±38.41 mg/dL vs. 103.76±36.11 mg/dL，P<0.0001），hs-CRP更高（5.61±12.16 mg/L vs. 2.03±11.75 mg/L，P=0.0082），左室射血分数更低（53.75±15.67% vs. 61.42±11.07%，P=0.0001）。在4种IR指数中，事件组TyG指数（8.95±0.59 vs. 8.73±0.66，P=0.0280）、AIP（0.54±0.29 vs. 0.43±0.31，P=0.0153）和METS-IR（41.11±7.84 vs. 40.14±30.18，P=0.0428）均显著升高，而TyG-BMI无显著差异（225.15±39.33 vs. 229.35±169.31，P=0.3836）。
在CCTA影像指标方面，事件组斑块负荷更“危险”。事件组高危斑块数量明显更多（2.39±1.91 vs. 1.29±1.35，P<0.0001），FAI数值更高、即衰减值更接近零（−74.11±6.88 HU vs. −78.54±7.54 HU，P=0.0003），提示血管周围炎症信号更明显。各类斑块体积也均更大，包括钙化斑块体积（148.62±201.96 vs. 63.27±129.90 mm³，P=0.0014）、纤维斑块体积（217.17±231.13 vs. 99.07±147.88 mm³，P<0.0001）、纤维脂质斑块体积（169.30±143.74 vs. 89.60±115.96 mm³，P<0.0001）、低衰减斑块体积（31.39±33.20 vs. 21.62±33.42 mm³，P=0.0080）和非钙化斑块体积（417.85±364.13 vs. 210.28±268.50 mm³，P<0.0001）。这些结果说明，发生事件者不仅代谢状态更差，而且影像学上存在更多高危、脂质丰富、非钙化的易损斑块。
表1 按MACE发生情况分组的基线特征
在有无冠状动脉粥样硬化斑块的比较中，有斑块患者的4种IR指数均显著高于无斑块患者：TyG指数（8.74±0.66 vs. 8.62±0.61，P=0.0006）、TyG-BMI（229.12±164.83 vs. 217.05±114.07，P<0.0001）、AIP（0.43±0.31 vs. 0.38±0.32，P=0.0005）和METS-IR（40.20±29.39 vs. 38.13±18.65，P=0.0001）。这提示胰岛素抵抗负荷与冠状动脉粥样硬化存在密切关系。
图2进一步展示了4种IR指数与斑块数量、斑块组成和高危特征之间的相关性。就高危斑块负荷而言，4种IR指数均与HRP数量呈正相关：TyG指数r=0.13、TyG-BMI r=0.16、AIP r=0.13、METS-IR r=0.18，均P<0.0001；与HRP比例也均呈正相关：TyG指数r=0.14、TyG-BMI r=0.15、AIP r=0.15、METS-IR r=0.15，均P<0.0001。相比之下，IR指数与总斑块数量、总体斑块负荷之间的相关性较弱或不显著，提示IR更可能指向“斑块质量/易损性”，而不只是斑块有没有或斑块总量多少。
从斑块成分看，IR指数与脂质丰富、早期易损的斑块成分关系更密切。4种IR指数均与纤维脂质斑块体积正相关，其中TyG指数r=0.14、TyG-BMI r=0.20、AIP r=0.15、METS-IR r=0.22；也均与低衰减斑块体积正相关，其中TyG指数r=0.17、TyG-BMI r=0.22、AIP r=0.18、METS-IR r=0.23；与非钙化斑块体积也呈正相关。相反，它们与钙化斑块体积多呈弱负相关，与纤维斑块体积相关性不明显。这一结果支持“代谢异常更倾向于推动脂质性、非钙化性、易损性斑块形成”的解释。
从具体高危特征看，4种IR指数均与低衰减斑块（LAP）和正性重构（PR）呈正相关，尤其是PR在4种指标中均达到统计学显著；而与点状钙化（SC）和餐巾环征（NRS）无明显相关。FAI方面，仅METS-IR与FAI呈显著正相关（r=0.10，P=0.0057），TyG、TyG-BMI和AIP与FAI关系不明显。这提示METS-IR可能更能捕捉BMI、血糖、血脂共同构成的代谢炎症负荷。
图2 IR指数与斑块特征的相关性
图3从分布角度验证了上述相关性结果。按照不同IR指数水平分层后，HRP≥1的患者中较高IR水平所占比例更大。具体而言，HRP数量分布在TyG指数（P=0.0197）、TyG-BMI（P=0.0031）、AIP（P=0.0358）和METS-IR（P<0.0001）分层中均存在显著差异，说明无论采用哪一种IR替代指标，IR升高均与更高的高危斑块出现概率有关。
正性重构方面，4种IR指数同样均显示显著差异：TyG指数P=0.0011，TyG-BMI P=0.0008，AIP P=0.0001，METS-IR P=0.0034。低衰减斑块方面，TyG-BMI（P=0.0166）和METS-IR（P=0.0008）达到统计学显著，而TyG指数（P=0.0958）和AIP（P=0.1051）未达到显著。结合图2可理解为：IR与“高危斑块整体”和“正性重构”关系较稳定，但与LAP的关系在不同指标之间存在差异，BMI相关综合指标可能对LAP更敏感。
图3 不同IR指数水平下HRP及HRP特征的分布
随访期间共有41例患者发生MACE（5.50%），包括8例心源性死亡、6例非致死性心肌梗死、5例非致死性卒中、18例不稳定型心绞痛住院和4例急性心力衰竭。图4展示了随访期间发生与未发生心血管事件患者的代表性CCTA影像及IR指数差异：发生事件者IR指数更高，并存在PR、LAP、SC、NRS等多个高危斑块特征；未发生事件者IR指数较低，未见明显高危斑块特征。
图4 发生与未发生心血管事件患者的代表性病例
表2显示了不同IR指数四分位与MACE风险之间的Cox回归结果。在完全校正模型中，与最低四分位相比，最高四分位TyG指数、AIP和METS-IR均可独立预测MACE，HR分别为3.95（95% CI：1.14–13.70，P=0.0307）、7.40（95% CI：2.17–25.23，P=0.0014）和4.46（95% CI：1.26–15.82，P=0.0205）。TyG-BMI最高四分位也呈风险升高趋势，但未达到统计学显著性（HR=3.25，95% CI：0.89–11.90，P=0.0756）。限制性立方样条分析进一步提示，TyG指数和AIP与MACE风险近似呈线性剂量反应关系。
表2 IR指数与MACE风险的关联
表3和图5比较了各指标预测MACE的效能。单一IR指数的AUC为0.54–0.61，其中AIP最高（AUC=0.61），TyG指数为0.60，METS-IR为0.59，TyG-BMI为0.54。影像指标中，高危斑块数量的AUC为0.69，FAI的AUC为0.67。最重要的是，将HRP、FAI和4种IR指数整合后的联合模型AUC达到0.82（95% CI：0.77–0.87，P<0.0001），明显优于任何单一代谢或影像指标。
表3 IR指数与CT衍生参数预测MACE的效能
图5 各指标及联合模型预测MACE的ROC曲线
结 论
在已确诊冠心病的患者中，四种简易且可及的IR替代指数（TyG、AIP、METS-IR）与高危斑块特征密切相关并可独立预测MACE。将这些代谢指标与CCTA斑块负荷及冠周炎症成像（FAI）整合，可显著提升对残余心血管风险的预测能力。该研究为“代谢紊乱驱动斑块不稳定性”提供了新颖机理洞见，并为临床提供了一种精准、可推广的风险分层手段。
讨论
本研究的核心价值在于：
① 从“危险因素”走向“易损斑块机制”：既往IR更多被视为心血管事件的流行病学危险因素，本研究借助CCTA斑块定量和FAI，将IR与高危斑块、低衰减斑块、非钙化斑块及血管周围炎症联系起来，强化了“代谢异常—斑块易损—临床事件”的机制链条。
② 临床可推广性较强：TyG、AIP、METS-IR等指标均可由常规空腹血糖和血脂指标计算，不依赖胰岛素检测或复杂代谢夹钳实验，适合在真实世界队列和临床风险分层中应用。
③ 联合模型优于单一指标：单个IR指数的预测能力有限，但与HRP和FAI联合后，AUC提升至0.82，说明代谢指标更适合作为影像风险分层的补充，而不是替代CCTA。
④ 不同IR指数反映的病理侧重点不同：AIP对MACE的预测最强，可能更直接反映TG/HDL-C失衡和致动脉粥样硬化脂蛋白环境；TyG表现稳定；METS-IR整合BMI和HDL-C，可能更能捕捉代谢炎症负荷；而TyG-BMI在完全校正后未达到统计学显著性，提示BMI相关指标可能受到体成分和人群异质性的影响。
局限性：本研究为单中心回顾性研究，外部推广性仍需验证；IR评估未采用高胰岛素-正常血糖钳夹等直接测量方法；事件数仅41例，部分亚组和非线性分析的统计效能有限。未来可在多中心前瞻性队列中验证联合模型，并进一步评估动态IR变化、降脂/降糖治疗干预及FFR-CT等功能学影像参数是否能继续提升风险预测。