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背景：孤独症谱系障碍（ASD）在神经生物学上具有异质性，群体比较可能掩盖局限于特定亚组的效应。本研究采用多模态磁共振成像（MRI）无监督聚类方法，检验ASD内部是否存在不同的生物类型。 方法：我们分析了来自孤独症脑成像数据交换库II（Autism Brain Imaging Data Exchange II）的149名ASD参与者和129名典型发育（TD）对照者，数据来自6个研究中心，年龄范围为5至64岁。经研究中心效应协调后的特征包括自由水（FW）、组织各向异性和弥散率、沿血管周围间隙的弥散张量成像分析（DTI-ALPS）、脑脊液（CSF）体积，以及探索性的静息态区域同质性。采用k均值方法，分别基于全局特征集（7项特征）和区域特征集（17项特征）对ASD参与者进行聚类，并通过置换检验和另外两种算法评估结果的稳健性。随后将TD参与者投射至所得聚类空间，以检验其特异性。采用经错误发现率校正的偏相关分析，考察综合影像评分与社会反应量表（SRS）各分量表、症状严重程度及智商之间的关系。 结果：聚类识别出一种自由水升高（EFW）生物类型，约占ASD参与者的10%。该生物类型的特征是FW显著升高（与其余ASD参与者相比，效应量d = +4.91）、组织各向异性降低、DTI-ALPS降低以及脑室扩大。该亚型在不同特征集和不同算法中均得到重复识别（置换检验p多模态 MRI 聚类揭示了自闭症中一种游离水升高的生物型，并伴随更明显的社会症状 | bioRxiv
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# 多模态 MRI 聚类揭示了自闭症中一种游离水升高的生物型，并伴随更明显的社会症状
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Faye McKenna ， Kimberely J Hemmerling ， 查看 ORCID 个人资料 Shounak Nandi ， Sophie Molholm ， 查看 ORCID 个人资料 David C Zhu
doi： https://doi.org/10.64898/2026.09.25.754196
Faye McKenna 阿尔伯特·爱因斯坦医学院 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Faye McKenna 的 ORCID 记录 通讯作者： ffmckenna{at}gmail.com
Kimberely J Hemmerling 阿尔伯特·爱因斯坦医学院 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
Shounak Nandi 阿尔伯特·爱因斯坦医学院 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 Shounak Nandi 的 ORCID 记录
Sophie Molholm 阿尔伯特·爱因斯坦医学院 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者
David C Zhu 阿尔伯特·爱因斯坦医学院 在 Google Scholar 中查找该作者 在 PubMed 中查找该作者 在本网站搜索该作者 David C Zhu 的 ORCID 记录
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## 摘要
**背景：** 自闭症谱系障碍（ASD）在神经生物学上具有异质性，而组间比较可能掩盖局限于特定亚组的效应。本研究采用多模态 MRI 的无监督聚类方法，检验 ASD 内部是否存在不同的生物型。
**方法：** 我们分析了来自自闭症脑影像数据交换平台 II（Autism Brain Imaging Data Exchange II）的 149 名 ASD 参与者和 129 名典型发育（TD）对照者的数据，涵盖 6 个研究中心，年龄范围为 5 至 64 岁。经研究中心效应协调后的特征包括游离水（FW）、组织各向异性与弥散性、沿血管周围间隙的弥散张量成像分析（DTI-ALPS）、脑脊液（CSF）体积，以及探索性的静息态区域一致性指标。采用 k 均值方法，分别基于全局特征集（7 个特征）和区域特征集（17 个特征）对 ASD 参与者进行聚类，并通过置换检验和另外两种算法检验其稳健性。随后将 TD 参与者投射至所得聚类中，以检验结果的特异性。采用经错误发现率校正的偏相关分析，考察综合影像学评分与社会反应量表（SRS）各分量表评分、症状严重程度及智商之间的关系。
结果：聚类分析识别出一种游离水升高（EFW）生物类型，约占 ASD 参与者的 10%。该生物类型的特征包括游离水（FW）显著增加（与其余 ASD 参与者相比，d = +4.91）、组织各向异性降低、DTI-ALPS 降低以及脑室扩大。该生物类型在不同特征集和算法中均得到重复识别（置换检验 p
局限性：每位受试者仅接受了一次扫描，因此我们无法判断这些脑部差异是否导致了社会困难，也无法确定其如何随年龄变化。该亚组规模较小，临床资料不完整，样本以男性为主且年龄跨度较大，研究结果仍有待在独立样本中验证。游离水可能反映炎症、肿胀或组织丢失，因此其生物学意义尚不确定。
结论：我们鉴定出一个由细胞外液过多和白质改变所定义的自闭症谱系障碍（ASD）亚组，该亚组与更严重的社会交往困难相关。如果这一特征得到重复验证，则其可能有助于在机制研究和临床试验中对自闭症个体进行分层。
利益冲突声明
作者已声明不存在利益冲突。
脚注
http://fcon_1000.projects.nitrc.org/indi/abide/abide_II.html
已声明的资助者信息
尤妮斯·肯尼迪·施莱弗国家儿童健康与人类发展研究所（NICHD）
，P50 HD105352
版权
本预印本的。
该预印本依据
CC-BY-ND 4.0 国际许可协议
公开提供。
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发布于2026年10月1日。
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Faye McKenna，
Kimberely J Hemmerling，
Shounak Nandi，
Sophie Molholm，
David C Zhu
bioRxiv
2026.09.25.754196；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.25.754196
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《多模态 MRI 聚类揭示了自闭症中一种伴随社会症状增加的游离水升高生物型》
Faye McKenna，
Kimberely J Hemmerling，
Shounak Nandi，
Sophie Molholm，
David C Zhu
bioRxiv
2026.09.25.754196；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.25.754196
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.25.754196v1?rss=1
🏷️ 孤独症谱系障碍 多模态磁共振成像 无监督聚类 自由水升高生物型 白质微结构 社会症状