《Nature Medicine》开创性研究揭示为什么不同个体饭后血糖大不同

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Nature Medicine 58.7

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  本研究针对餐后高血糖反应(PPGRs)与2型糖尿病(T2D)和心血管疾病(CVD)的关联,通过连续血糖监测(CGM)对55名受试者进行七种标准化碳水化合物膳食挑战,结合代谢表型和多组学分析,揭示了PPGRs个体差异与胰岛素抵抗(IR)、β细胞功能等代谢特征的关联,并发现亚洲人群对米饭的PPGRs更高,而面包高反应者血压更高。研究为个性化营养干预提供了分子依据。

  

在现代社会,2型糖尿病(T2D)和心血管疾病(CVD)已成为全球公共卫生的重大负担。令人担忧的是,美国每三个成年人中就有一个处于糖尿病前期,其中70%将发展为T2D。餐后高血糖反应(PPGRs)不仅是T2D的标志,更是独立于空腹血糖(FBG)和糖化血红蛋白(HbA1c)的疾病风险因子。

然而,人们对PPGRs的理解仍不完善——为什么不同个体对相同食物的血糖反应差异显著?这些差异背后隐藏着怎样的代谢奥秘?

斯坦福大学的研究团队在《Nature Medicine》发表了一项开创性研究。通过结合连续血糖监测(CGM)、金标准代谢测试和多组学分析,科学家们系统揭示了PPGRs个体差异的生理和分子基础。研究招募了55名无T2D病史的参与者,采用标准化碳水化合物膳食(包括米饭、面包、土豆等)和三种"缓解剂"(纤维、蛋白质、脂肪)进行测试,同时采集了代谢表型数据和血浆、粪便样本进行多组学分析。

研究采用了多项关键技术:1) 稳态血浆葡萄糖(SSPG)测试评估胰岛素抵抗;2) 处置指数(DI)测定β细胞功能;3) 连续血糖监测(CGM)捕捉动态PPGRs;4) 代谢组学(731种代谢物)和脂质组学(652种脂质)分析;5) 宏基因组测序解析微生物组特征。所有测试均在斯坦福临床转化研究单元(CTRU)完成,参与者来自旧金山湾区社区。

研究结果

个体差异和PPGRs的可重复性
研究发现不同碳水化合物引发的PPGRs存在显著个体差异。米饭平均升糖效应最强,但个体间差异显著——35%为"米饭高反应者",24%为"面包高反应者",22%为"葡萄高反应者"。CGM曲线在个体内具有良好重复性,组内相关系数(ICC)最高达0.73(意大利面)。

PPGRs与代谢生理的关联
胰岛素抵抗(IR)个体对土豆和意大利面的PPGRs显著更高(分别增加179%和152%),而葡萄高反应者胰岛素敏感性(IS)更强。亚洲参与者更易成为米饭高反应者,面包高反应者则表现出更高血压。多组学分析发现,面包高反应者的N1-甲基腺苷水平升高,而土豆高反应者具有更高的甘油三酯(TAG)和脂肪酸水平。

缓解剂效果的个体差异
纤维、蛋白质和脂肪作为缓解剂,在胰岛素敏感个体中能显著降低PPGRs(蛋白质使血糖峰值降低19%),但对IR个体效果有限。特别值得注意的是,蛋白质对米饭高反应者的缓解效果最佳。

分子标记的发现
微生物组分析揭示了PPGRs相关特征:糖基水解酶家族85(GH85)与升糖反应正相关,而D-丙氨酰-D-丙氨酸羧肽酶则呈负相关。介导分析发现,微生物组可能通过乳糖分解和组氨酸磷酸转移酶活性等途径影响代谢表型。

结论与意义
这项研究首次系统阐明了PPGRs个体差异与代谢表型、分子特征的关联。发现不仅解释了为何传统"一刀切"的膳食建议效果有限,更提供了基于代谢特征的个性化营养干预新思路。例如,胰岛素敏感者可通过蛋白质前负荷有效控制PPGRs,而IR个体可能需要更积极的代谢干预。研究建立的"碳水化合物反应分型"框架,结合CGM和多组学特征,为T2D和CVD的精准预防提供了新工具。

特别值得注意的是,亚洲人群对米饭的高反应性提示了种族特异性膳食建议的必要性,而面包高反应者的高血压倾向则揭示了PPGRs与CVD风险的潜在新机制。这些发现将推动营养学从"大众化"向"个性化"转变,为代谢健康管理带来革命性突破。

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