综述:根据个体遗传、代谢和微生物组特征预防2型糖尿病的精准营养学:一项范围综述

《Precision Nutrition》:Precision nutrition for preventing type 2 diabetes mellitus considering individual genetic, metabolic, and microbiome profiles: a scoping review

【字体: 时间:2025年10月17日 来源:Precision Nutrition

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  本研究通过系统综述和元分析,探讨基于基因、代谢表型及肠道菌群特征的精准营养在2型糖尿病(T2DM)管理中的应用。纳入20项研究,发现FTO、TCF7L2、IRS1和PGC-1α等基因变异与T2DM风险显著相关,且饮食干预(如地中海饮食、高纤维摄入)可有效调节遗传风险。代谢组学分析显示,组织特异性胰岛素抵抗(IR)表型对饮食响应不同,调整宏量营养素比例可改善IR。肠道菌群研究表明,基线Prevotella/Bacteroides比值、Bifidobacterium丰度等与饮食干预效果相关,但Bacteroides的作用受饮食类型影响。结论强调整合多组学数据制定个性化营养策略的重要性,为T2DM预防和管理提供新方向。

  随着全球范围内二型糖尿病(T2DM)患病率的持续上升,该疾病对人类健康和寿命的威胁日益严重。T2DM是一种由靶组织胰岛素抵抗(IR)或胰岛素分泌功能障碍引发的代谢性疾病,其发病机制复杂,涉及多种生理和环境因素的相互作用。为了应对这一挑战,科学家们开始探索更精确的营养干预策略,即“精准营养”,以期通过个体的遗传、代谢表型和肠道菌群特征,制定更加个性化的饮食方案。这一新兴领域不仅关注营养素的摄入,还结合了基因组学、代谢组学和微生物组学等多组学数据,为T2DM的预防和管理提供了新的思路。

精准营养的核心理念是基于个体差异,调整饮食结构,以达到最佳的代谢效果。在这一背景下,基因-饮食相互作用成为研究的重点之一。研究表明,某些基因变异与T2DM的发病风险密切相关,而这些风险可以通过特定的饮食干预得到缓解或增强。例如,FTO基因的rs9939609变异与较高的T2DM风险相关,尤其是在携带风险等位基因T的人群中,如果他们不遵循地中海饮食,这种风险可能更加明显。这提示我们,针对不同基因型的个体,采取不同的饮食策略可能有助于降低T2DM的发生率。

TCF7L2基因的多个单核苷酸多态性(SNPs)也与T2DM的发病机制有关。其中,rs7903146的T等位基因与高乳制品和甜点摄入的个体更容易患T2DM,而高纤维摄入则显示出一定的保护作用。这表明,饮食的组成和结构在不同基因型人群中可能具有不同的影响。此外,MTNR1B基因的rs10830963变异与饮食铁摄入和晚餐时间密切相关,提示特定的饮食行为可能会影响个体的血糖控制和胰岛素敏感性。

在精准营养的框架下,代谢表型的研究同样具有重要意义。代谢组学的分析显示,根据不同的组织特异性IR表型调整饮食中的宏量营养素组成可以显著改善代谢健康。例如,对于具有更明显肝IR(LIR)的个体,增加复杂碳水化合物的摄入和减少脂肪摄入可能更有益,而对肌肉IR(MIR)的个体,增加单不饱和脂肪酸(MUFA)的摄入则有助于提高胰岛素敏感性和血糖控制能力。这些研究结果表明,通过了解个体的代谢特征,可以优化饮食建议,从而更有效地管理T2DM。

肠道菌群作为影响代谢健康的重要因素,其组成和功能对饮食干预的效果具有显著影响。研究发现,基线肠道菌群中某些菌群的丰度与特定饮食干预的反应密切相关。例如,较高的Prevotella丰度通常与纤维摄入较多的饮食效果相关,这些个体在采用富含全谷物和纤维的饮食后,体重和血糖水平都有显著改善。相反,Bacteroides的丰度变化则表现出更高的复杂性和饮食依赖性,其在不同饮食干预下的反应可能因个体差异而异。Bifidobacterium的丰度则可能受到体重变化和T2DM干预的影响,其减少可能与某些饮食模式相关,这提示我们需要进一步研究其在长期代谢健康中的作用。

综合来看,精准营养的策略不仅依赖于基因和代谢表型的分析,还需要考虑个体的肠道菌群特征。这种多维度的综合评估有助于制定更加精准和个性化的饮食建议,从而更有效地预防和管理T2DM。然而,目前的研究仍存在一些局限性,例如样本量较小、研究人群的多样性不足以及长期效果的缺乏。因此,未来的研究需要进一步扩大样本范围,涵盖不同种族、年龄和性别的人群,并探索这些因素如何共同影响精准营养的效果。

此外,研究还表明,某些基因变异与特定饮食模式之间的相互作用可能对代谢健康产生深远影响。例如,PSMD3和KCNMB3基因的SNPs与多不饱和脂肪酸(PUFA)的比例密切相关,这种比例的失衡可能会影响胰岛素抵抗和代谢疾病的发生。因此,了解个体对不同脂肪酸摄入的反应,对于制定有效的饮食干预策略至关重要。

精准营养的实施需要结合多方面的数据,包括遗传信息、代谢特征和肠道菌群组成。这些数据的整合不仅可以帮助识别高风险个体,还能为不同个体提供个性化的饮食建议。然而,如何在实际应用中有效地收集和分析这些数据仍然是一个挑战。此外,精准营养的推广还需要考虑经济和社会因素,确保其在不同人群中的可行性和可及性。

总之,精准营养作为一种新兴的健康管理策略,为T2DM的预防和管理提供了新的视角和方法。通过整合基因、代谢和微生物组学信息,可以更准确地评估个体对不同饮食的反应,从而制定更有效的干预措施。然而,这一领域仍需进一步研究,以验证其长期效果并优化其在不同人群中的应用。未来的研究应注重多组学数据的整合,探索不同因素之间的相互作用,以及如何将这些研究成果转化为实际的临床应用。
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