汗液代谢组学揭示超重儿童人工甜味剂水平经营养教育后恢复正常

《iScience》：Eccrine sweat reveals normalization of artificial sweetener levels in children with overweight after nutritional education

本刊推荐：为解决儿童肥胖研究中侵入性采样难题，研究人员开展基于指尖汗液代谢分型（sweat metabotyping）的前瞻性研究，发现超重儿童汗液中人工甜味剂环磺酸盐（cyclamate）水平显著升高且与BMI相关，经两年EDDY综合干预后该指标恢复正常，为儿科肥胖防控提供了非侵入性生物监测新策略。

　　

当全球儿童肥胖率持续攀升之际，研究人员面临着一个棘手难题：如何在不给儿童带来创伤的前提下获取可靠的代谢参数？传统血液采样方式不仅令孩子恐惧，更制约了长期追踪研究的开展。正是在这样的背景下，一项发表于《iScience》的创新研究为我们打开了新视野——通过分析指尖分泌的微小汗滴，科学家们成功捕捉到超重儿童代谢健康的动态变化。

这项由维也纳大学领衔的国际合作研究，将目光投向了常被忽视的生物样本——外分泌汗液（eccrine sweat）。研究团队深入追踪了54名7-10岁维也纳小学生的代谢轨迹，其中20%属于超重（包括肥胖）群体。在为期两年的EDDY（通过运动和饮食训练预防肥胖及相关疾病并影响儿童生活方式的效应）干预项目中，研究人员分别在基线（t1）、第一学年末（t2）和第二学年末（t3）三个时间点，采用独创的非侵入式采样法收集受试者的指尖汗液。

令人惊喜的是，通过高分辨率质谱分析技术，研究团队从这些微小的汗液样本中鉴定出284种高可信度的代谢物。当比较基线时期正常体重与超重儿童的代谢谱时，偏最小二乘判别分析（PLS-DA）显示出明显的分组趋势。其中最引人注目的发现是：人工甜味剂环磺酸盐（cyclamate）成为区分两组儿童的关键指标——超重儿童汗液中该物质水平显著升高，且与身体质量指数（BMI）呈现强相关性（R2=0.71）。

研究采用的核心技术包括：基于预湿精密擦拭布的指尖汗液非侵入性采集法、超高效液相色谱-高分辨率质谱（UHPLC-HRMS）代谢物检测平台、基于经验贝叶斯算法的批次效应校正方法，以及针对大规模代谢组学数据的多元统计分析流程。所有样本均来自参与EDDY项目的在校儿童队列。

汗液收集使儿童分子参数测定成为可能

研究人员建立的汗液代谢分型技术成功获取了134个汗液代谢组数据，响应率高达57%。通过对284个注释代谢物的分析发现，超重儿童在基线时表现出独特的代谢特征，其中人工甜味剂尤其是环磺酸盐的异常升高最为显著。

汗液揭示EDDY干预过程中人工甜味剂的动态变化

纵向监测数据显示，超重组儿童的环磺酸盐水平随着干预推进呈现渐进式正常化趋势。在基线时期，环磺酸盐与BMI的强相关性（R2=0.71）在干预结束后显著减弱（R2=0.34），表明营养教育有效改变了儿童的饮食选择行为。

汗液代谢分型显示EDDY干预过程中内源性代谢物的动态变化

除人工甜味剂外，研究还观察到肠道微生物相关代谢物的适应性变化。对甲酚硫酸盐（p-cresol sulfate）在超重组持续偏高，N-乙酰组氨酸（N-acetyl histidine）在超重组逐渐上升，而乙酰肉碱（acetyl-carnitine）在干预后期显著下降，这些变化揭示了饮食干预对肠道微生物组代谢网络的系统性影响。

这项研究的重要意义在于首次证实汗液代谢分型可作为儿科肥胖研究的可靠工具。尽管汗液生理学机制尚未完全阐明，且样本易受表面污染影响，但该方法成功实现了对儿童代谢参数的无创监测。环磺酸盐水平的正常化虽未伴随BMI的显著变化，却客观反映了EDDY项目通过营养教育有效改变了超重儿童摄入含人工甜味剂食品的行为习惯。随着汗液代谢物数据库的持续扩展，这种非侵入性监测策略有望在儿科疾病预防和健康管理领域发挥更大价值。