實現精準營養的一個步驟——利用代謝組學

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作者.簡介

馬曉丹

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優葆健康科技 營養編輯

醫學營養專業

網路小說寫手

儘管目前已在營養流行病學研究設計和分析策略方面取得了進展，但對於自由生活人群的飲食評估仍然是一個重大挑戰。

En

習慣性飲食是複雜的，通過自我報告工具調查飲食可能產生系統性和隨機誤差。目前，存在一些指示營養攝入的生物標記，如通過尿氮、尿鈉和鉀，以及血漿中必需脂肪酸指示蛋白質攝入情況，但對整體飲食模式的客觀測量仍然難以全面把控。然而，新的組學技術，如代謝組學，將為制定一種可靠且無偏見的飲食衡量策略提供可能。代謝組學可以通過測量生物體液中的小分子代謝物的完整輪廓，從而全面了解一個人的總體飲食攝入量。代謝分析通過測量食物的下游代謝產物來解釋新陳代謝的內在變化，因此可能比傳統測量食物攝入量的方法更準確地反映真實的攝入量。雖然一些研究人員已經確定了與某些食物的攝入量有關的代謝物，但是在識別整體飲食模式的代謝物模式方面研究相對較少。

在《The Lancet Diabetes & Endocrinology》雜誌上發表了一篇研究：加西亞-佩雷斯和他同事們利用質子核磁共振分析尿液中的代謝產物譜圖，以基於總體飲食對個體進行分類。在其嚴格控制交叉餵養研究中，19位健康的參與者72小時內分別食用四種不同的飲食，至少分開5天時間。這些飲食在遵循世衛組織的健康飲食指南(減少糖、鹽和總脂肪攝入量，並增加了全穀類、水果、蔬菜和膳食纖維的攝入)方面略有差異，飲食1是最符合指南要求，而飲食4最不符合飲食指南要求。收集24小時尿液分析，2最小二乘判別統計結果顯示，在飲食1和4之間存在代謝譜圖的系統差異。具體來說,當比較飲食1和飲食4組的尿代謝物後發現，相較於飲食4模式，飲食1會引起尿液中19種代謝物濃度更高,而這一結果反映了高攝入量的水果(例如，酒石酸鹽和馬尿酸鹽),蔬菜(N-乙醯-S-丙烯-半胱氨酸亞碸,N-乙醯-S-甲基-半胱氨酸亞碸,和S-甲基-半胱氨酸亞碸),魚(二甲胺),精益白肉(1-甲基組氨酸和3-甲基組氨酸)。

相較於飲食1組，在飲食4組的尿代謝物中，有9種代謝物濃度更高，表明更高的紅肉攝入量(如o-乙醯肉鹼、肉鹼、肌酸)和糖攝入量(葡萄糖)。為進一步驗證他們的尿代謝物譜圖是否能夠獨立地預測自由生活人群的飲食模式，研究人員收集了來自英國INTERMAP的225名參與者的24h尿液樣本，並收集66個健康的雜食丹麥者的尿液樣本，進行驗證。在這兩種人群驗證研究中,採用高DASH分數膳食的人群，其尿代謝譜圖接近飲食1組，而,低DASH評分的參與者的尿代謝物接近飲食4組。

加西亞-佩雷斯和他的同事們的研究代表了一種通過代謝組學來確定飲食模式的客觀生物標記的方法。雖然初步的結果很有希望，但是一個有效的飲食生物標記必須是敏感的和特定的。在代謝物分析試驗和兩項驗證研究中，不同飲食中代謝物濃度的差異相當適度，表明敏感度相對較低。此外，這些被識別的代謝物可能不是特定於飲食模式的，因為它們來自於食物和營養，而它們很可能存在於在不同的飲食模式中，從不同飲食模式出現代謝譜圖重疊上可以看出。相對較低的敏感性和生物標記的特異性可能也反映了這樣一個事實:代謝物的濃度不僅受飲食攝入的影響，而且還受營養或食物的吸收和代謝影響，以及腸道微生物群的丰度和類型。另一個令人擔憂的問題是，在這兩項驗證研究中，尿液代謝模型只基於一個時間點採集的尿液樣本(如24小時或點尿樣)而建立，無法捕捉到飲食和長期飲食模式的真正變化。最後，這些尿代謝物是否真正代表了習慣性的飲食模式——通過營養流行病學獲得的致病危險因素暴露——需要在長期前瞻性研究中檢驗它們與慢性病的關係。

En

飲食是一種複雜的多維環境暴露，需要多方面的方法去進行評估，這取決於研究的目標、研究人群和研究設計。儘管高通量營養代謝組學已經為客觀的飲食評估提供了一種新的、令人興奮的工具，但它應是對傳統評估工具的補充，而不是替代傳統的評估工具，如經過驗證的膳食問卷和已建立的營養生物標記。為了實現精確營養的目標，需要更多的行動來開發、驗證和完善評估方法，以獲取飲食的多維特性。

參考文獻

BhupathirajuSN1,HuFB2.One (small) step towards precision nutrition by use of metabolomics.Lancet Diabetes Endocrinol.10.1016;S2213-8587(17):30007-4.

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秉持科學，方贏信賴

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