阿尔茨海默病及相关痴呆症的病理机制复杂，传统影像分析多局限于局部脑区的代谢变化，难以捕捉疾病进程中全脑网络的动态重组。近年来，代谢重编程理论提出，大脑在能量应激下会通过糖酵解与氧化磷酸化的平衡调整来维持功能，但这种网络层面的适应性变化如何随疾病进展而演变，尚缺乏系统性的量化工具。

2026年，在《Alzheimer's & Dementia》上发表了题为“Multiscale metabolic covariance networks uncover stage‐specific biomarker signatures across the Alzheimer's disease continuum”的研究。该研究基于阿尔茨海默病神经影像倡议（ADNI）数据库中431名参与者的18F-FDG PET影像，利用代谢功能连接组学和图论方法，构建了从认知正常到阿尔茨海默病不同阶段（包括早期轻度认知障碍、晚期轻度认知障碍）的全脑代谢网络。研究发现，网络密度和连接强度在疾病进程中呈现显著的“W”形波动模式，提示大脑经历“崩溃-代偿”的反复重组。模块化分析揭示了性别二态性：男性患者随疾病进展网络模块数量减少（趋向融合），女性患者模块数量增加（趋向碎片化），这可能部分解释女性阿尔茨海默病患病率更高且进展更快。最短路径长度分析显示，在轻度认知障碍阶段路径缩短（代谢效率升高），进入晚期轻度认知障碍后路径延长（效率下降），形成“M”形变化模式，其中晚期轻度认知障碍是关键转折点。研究团队还开发了新型区域集富集分析方法，用于量化运动、记忆、语言等认知功能域在疾病各阶段的代谢需求变化。转录组学分析证实，与脂质代谢、线粒体功能、氧化应激和突触可塑性相关的基因模块与上述网络变化显著关联。这些发现为阿尔茨海默病的早期分期、患者分层和机制引导疗法提供了多尺度代谢网络生物标志物。

代谢功能连接组学方法利用图论为认知正常、早期和晚期轻度认知障碍以及阿尔茨海默病及相关痴呆症患者构建了“代谢网络图谱”。研究人员表示，这些代谢网络显示，脑区之间连接的数量和强度并非直线下降，而是呈现出鲜明的“W”形模式，表明大脑在努力维持正常功能的过程中经历了崩溃与补偿的交替阶段。

跨疾病谱的阈值代谢协方差网络和有序多分辨率共识聚类 (MRCC) 分区的特性

研究人员指出，记忆、语言和其他认知功能在认知衰退的早期和中期常表现出代谢需求增加，这与大脑“更加努力”地补偿相一致。随着疾病走向痴呆，这些功能明显代谢下降，而运动相关网络则相对保持活跃。这一模式可能有助于解释为何许多阿尔茨海默病患者记忆和语言功能往往比运动功能更早恶化。

研究还观察到男女大脑网络组织和疾病应答的明显差异。男性患者随着疾病进展，网络模块（脑区中强烈相互作用的集群）的数量和凝聚力减少；而女性患者模块数量随疾病阶段增加，导致网络结构更加碎片化。根据阿尔茨海默病协会数据，近三分之二的美国患者为女性，且女性进展速度更快。研究人员表示，这些发现指向男女大脑不同的疾病模式，可能有助于解释为何女性受到不成比例的影响。

研究人员还测量了脑区之间的“最短路径”，即信息在大脑代谢网络中移动的效率。他们发现，在轻度认知障碍期间路径长度缩短，表明网络工作效率更高、消耗更多能量；而在晚期轻度认知障碍和阿尔茨海默病阶段，路径再次延长，效率下降。这些变化呈现“M”形模式，最大峰值出现在晚期轻度认知障碍阶段。研究人员强调，这些变化在从早期到晚期轻度认知障碍的过渡阶段最为显著，该阶段可能对治疗干预至关重要。

WGCNA 模块——阿尔茨海默病(AD) 相关基因模块的性状关联和功能表征

尽管该研究基于现有数据，临床使用还需进一步验证，但研究人员指出，它为阿尔茨海默病护理提供了几个有前景的方向，如更早更精确的分期、通过患者分层改进临床试验设计、机制指导的疗法以及更有意义的诊断指标。研究团队计划结合常见影像测试与基于磁共振的血流测量进行纵向追踪，以观察个体脑网络轨迹与认知衰退及治疗反应的关系。