《Nutrients》：Bioenhancer Assessment of Black Pepper with Turmeric on Self-Reported Pain Ratings in Adults: A Randomized, Cross-Over, Clinical Trial
1. 引言
代谢综合征（MetS）是一组相互关联的代谢异常集合，包括中心性肥胖、血脂异常、高血压和胰岛素抵抗，显著增加心血管疾病、2型糖尿病和其他慢性病的风险。全球MetS患病率持续上升，主要由久坐生活方式、不良饮食模式和肥胖率上升所驱动。尽管传统的临床标志物如腰围、甘油三酯水平和HDL胆固醇已被广泛研究并是MetS诊断的核心，但新出现的证据强调了慢性低度炎症和营养缺乏在其发病机制和进展中的关键作用。
近年来，生物标志物研究的进展已确定C反应蛋白（CRP）和铁蛋白（Ferritin）作为MetS患者亚临床炎症的可靠指标。这些生物标志物水平升高与心血管风险增加和代谢功能障碍相关，为了解受影响个体的潜在炎症状态提供了宝贵见解。与此同时，维生素D缺乏作为MetS的一个可改变的危险因素日益受到关注。大量研究表明，低维生素D水平与MetS的关键组成部分，包括中心性肥胖、胰岛素抵抗和血脂异常之间存在强关联。
尽管取得了这些科学进展，关于MetS中营养模式、饮食摄入和炎症生物标志物之间复杂的相互作用，仍存在重要的知识空白。大多数现有研究侧重于孤立的营养素或单一生物标志物，仅提供了关于饮食习惯、人体测量指标和代谢参数如何相互作用以影响全身性炎症的有限理解。解决这一局限性需要对受影响人群的营养和炎症谱进行全面评估。
本研究旨在通过检查一组MetS患者中新兴的炎症生物标志物——特别是高敏C反应蛋白（hs-CRP）和铁蛋白——与营养因素之间的关联，来增进这种理解。我们假设特定的饮食模式和营养缺乏，特别是维生素D缺乏，与炎症标志物升高独立相关。此外，鉴于慢性低度炎症是代谢功能障碍的关键驱动因素，阐明这些关系可能为指导有针对性的营养干预提供临床相关信息。通过整合临床、营养和生化数据，本研究试图解决关键的知识空白，并增强对MetS潜在的代谢和炎症机制的理解。
2. 材料与方法
2.1. 研究设计与设置
这项横断面观察性相关研究在墨西哥社会保障研究所（IMSS）总区第一医院进行。研究获得了机构伦理委员会的批准，并遵循国家和国际伦理标准。
2.2. 人群与样本
参与者招募在内分泌科门诊通过连续抽样进行。根据统一的NCEP ATP-III标准确诊为代谢综合征的患者被筛选资格。纳入标准为年龄≥18岁的成年人并能提供书面知情同意。排除标准包括：活动性传染病、MetS以外的慢性炎症性疾病、活动性癌症、晚期肾或肝功能衰竭、近期使用影响维生素D或铁代谢的药物、当前补充这些微量营养素以及未完成研究程序。在筛选的220名个体中，141名符合所有纳入标准并被纳入最终分析。
2.3. 临床和人体测量数据收集
通过结构化访谈和近期病历回顾获得临床数据。体重、身高、腰围和血压均由经过培训的人员按照标准化方案测量。
2.4. 饮食评估：SNUT问卷
使用在墨西哥人群中经过验证的半定量SNUT食物频率问卷评估习惯性饮食摄入。该问卷包含112个项目，涵盖主要食物组，包括维生素D和铁的相关来源。膳食数据使用SNUT?3.0版软件处理。
2.5. 日照和光防护评估
使用日照与防护指数（SEPI）问卷评估日照和光防护习惯。总SEPI分数使用中位数作为分界点进行二分，将参与者分为低暴露/防护组和高暴露/防护组。
2.6. 生物样本收集与实验室分析
收集所有参与者禁食至少8小时后的空腹静脉血样本。使用电化学发光免疫分析法（ECLIA）测量血清25-羟基维生素D [25(OH)D]浓度。血清铁蛋白浓度使用Elecsys?铁蛋白测定法测量。C反应蛋白（CRP）水平使用自动免疫比浊法量化。所有分析均在IMSS总区第一医院的临床实验室进行，并遵循内部质量保证程序。维生素D缺乏定义为血清25(OH)D水平 < 20 ng/mL。血清铁蛋白浓度 > 200 μg/L，CRP水平 ≥ 3 mg/L，或中性粒细胞与淋巴细胞比率（NLR） > 3.5被视为指示全身性炎症。
2.7. 统计分析
使用Kolmogorov-Smirnov检验评估正态性。描述性连续变量以均值±标准差表示，分类变量以频率和比例表示。使用学生t检验比较连续变量，使用Fisher精确检验比较分类变量。使用双变量逻辑回归计算粗比值比（ORs）及其95%置信区间。应用多变量二元逻辑回归模型（向后逐步选择法）来识别独立关联和潜在中介效应。进行受试者工作特征（ROC）曲线分析以评估每月总维生素D摄入量对血清维生素D缺乏的预测性能。使用逻辑回归进行中介分析，以检验血清维生素D缺乏是否介导低膳食维生素D摄入与CRP升高之间的关系。使用Sobel检验计算间接（中介）效应。所有分析均使用SPSS 25版进行。p < 0.05被认为具有统计学显著性。
3. 结果
3.1. 样本特征与炎症状态
研究队列包括141名代谢综合征患者，平均年龄49.2岁，女性占主导地位（68.1%）。按C反应蛋白（CRP）升高分层显示，全身性炎症较高的患者体重指数（BMI）（35.4 vs. 32.1, p = 0.013）和血红蛋白（Hb）（14.5 vs. 13.7 g/dL, p < 0.001）显著更高，但平均血清维生素D水平显著更低（14.0 vs. 22.1 ng/mL, p < 0.001）。饮食模式也不同，CRP高的患者维生素D强化食品（如牛奶、Oaxaca奶酪和酸奶）的消费量较低。值得注意的是，只有2.8%的受试者血红蛋白值符合贫血标准，这使得贫血在分析样本中成为一个临床无关因素。
3.2. 与C反应蛋白升高相关的危险因素
在CRP升高的患者中，89.1%存在血清维生素D缺乏（<20 ng/mL），而CRP正常组为47.7%（p < 0.001）。铁蛋白升高也与CRP升高强烈相关（OR 10.65）。2级或更高肥胖与CRP升高显著相关（OR 2.44）。总胆固醇升高（>200 mg/dL）也与高CRP相关（OR 8.06），NLR > 3.5也与高CRP相关（OR 2.76）。在未调整模型中，未观察到性别、年龄或体力活动的显著关联。血红蛋白（Hb）> 14.3 g/dL（通过ROC分析确定的临界点）在双变量分析中与CRP升高强烈相关（OR 10.65）。然而，在调整混杂变量后，只有维生素D缺乏和血清铁蛋白水平 ≥ 200 μg/L仍然是CRP升高的稳健独立预测因子（调整后OR [aOR] 分别为7.11和8.00；均p < 0.001）。值得注意的是，Hb > 14.3 g/dL在多变量分析中与高CRP无关，而高铁蛋白水平仍然显著相关。
3.3. 高铁蛋白血症的预测因子
在血清铁蛋白水平 ≥ 200 μg/L的患者中，90.0%存在维生素D缺乏（<20 ng/mL），而铁蛋白正常组为52.2%（p < 0.001）。CRP升高（OR 16.25）和Hb升高（OR 51.70）也与高铁蛋白血症强烈相关。胆固醇升高（>200 mg/dL）也与高铁蛋白血症显著相关（OR 16.79），NLR升高也与高铁蛋白血症相关（OR 2.37）。2级或更高肥胖未显示正的双变量关联。在调整后的模型中，维生素D缺乏（aOR 24.69）、CRP升高（aOR 5.06）和Hb升高（aOR 63.23）仍然与高铁蛋白血症显著相关。有趣的是，2级肥胖与高铁蛋白血症呈负相关（aOR 0.11），提示复杂的代谢-炎症相互作用。
3.4. 与维生素D缺乏相关的营养和生活方式因素
2级或更高肥胖显著增加维生素D缺乏的几率（OR 4.12）。经常食用强化乳制品（牛奶、曼彻格奶酪）和鱼类对维生素D缺乏有保护作用。鱼类摄入具有保护作用，风险显著降低（OR 0.07）。在最终的多变量模型中，高SEPI分数（保护性；aOR 0.38）、牛奶（保护性；aOR 0.37）、曼彻格奶酪（保护性；aOR 0.20）、黄油（危险因素；aOR 4.36）和鱼类（保护性；aOR 0.15）与维生素D缺乏独立相关。2级肥胖在调整后未保留显著性。
每月总维生素D摄入量是血清维生素D缺乏的显著预测因子，曲线下面积（AUC）为0.180（p < 0.001）。最佳临界点确定为3281 IU，提供了敏感性（69.88%）和特异性（70.69%）之间的最佳平衡。在每月维生素D摄入量低于3281 IU的患者中，77.3%存在血清维生素D缺乏（<20 ng/mL），而摄入量较高的患者中这一比例为47.7%（p = 0.001）。
3.5. 中介分析
中介分析显示，低维生素D摄入量与血清维生素D缺乏强烈相关（OR = 7.662, p < 0.001）。反过来，维生素D缺乏在调整膳食摄入后与CRP升高显著相关（OR = 11.731, p = 0.001）。调整维生素D缺乏后，膳食摄入对CRP的直接影响不显著（OR = 0.54, p = 0.203），表明主要关联是通过中介变量发生的。Sobel检验计算的间接效应显著（p = 0.014），证实血清维生素D缺乏介导了膳食摄入与通过CRP估计的全身性炎症之间的关系。
鉴于维生素D缺乏与高铁蛋白血症之间存在稳健的双变量（OR 16.14）和多变量（aOR 24.69）关联，我们评估了血清维生素D缺乏作为不足的膳食维生素D摄入与高铁蛋白水平之间的潜在中介因子。低维生素D摄入强烈预测维生素D缺乏（OR = 7.662）。维生素D缺乏在饮食调整后与高铁蛋白血症显著相关（OR = 20.357），而膳食摄入对铁蛋白的直接影响不显著（OR = 0.597），证实了完全中介。间接效应显著（Sobel检验：p = 0.014）。
评估铁蛋白作为血红蛋白与C反应蛋白（CRP）水平之间中介因子的中介分析证实了显著的间接效应（Sobel检验 z = 3.373, p < 0.001）。血红蛋白升高强烈预测高铁蛋白血症（OR 63.24），而高铁蛋白血症又独立预测CRP升高（OR 8.00）。仅调整铁蛋白后，血红蛋白对CRP的直接影响不显著（OR 2.54, p = 0.097），证实了通过铁蛋白途径的完全中介，并表明炎症是由铁蛋白驱动，而不是直接由血红蛋白驱动。
这三个中介分析共同证明了代谢综合征中相互关联的炎症机制。维生素D缺乏是连接饮食摄入与CRP升高和高铁蛋白血症的核心中介因子，而铁蛋白独立中介血红蛋白-CRP关系。尽管存在共享通路，维生素D缺乏和铁蛋白在最终多变量模型中作为全身性炎症的互补、独立预测因子出现，突出了它们在MetS病理生理学中独特 yet 相互关联的作用。
4. 讨论
本研究对MetS中全身性炎症的营养决定因素进行了全面调查，强调了维生素D状态和强化食品饮食摄入的关键作用。我们确定了维生素D缺乏、高胆固醇血症和中性粒细胞与淋巴细胞比率升高与炎症生物标志物（特别是C反应蛋白（CRP）和铁蛋白）水平升高之间存在稳健的独立关联。这些生物标志物反映了亚临床炎症，这是MetS的一个标志，对其心脏代谢并发症有显著贡献。先前的研究已经记录了MetS中低维生素D血症与炎症激活之间的类似关联；然而，很少有研究定量测试通过血清维生素D水平连接饮食摄入与全身性炎症的中介模型。我们的发现通过证明统计学上显著的间接效应扩展了这一证据，突出了一个已被假设但很少被定量测试的潜在因果通路。
我们的数据强调了饮食质量、维生素D状态和全身性炎症之间错综复杂的关系。中介分析提供了经验证据，表明血清维生素D缺乏介导了不足的膳食维生素D摄入与通过C反应蛋白和铁蛋白水平测量的全身性炎症增加之间的关联。中介效应表明，维生素D缺乏不仅仅是一个标志物，而是促进代谢综合征患者慢性炎症的关键机制。这些结果支持有针对性的饮食干预以改善维生素D摄入，作为减少炎症和潜在地改变代谢综合征进程的策略。一致地，CRP和铁蛋白水平升高的患者与维生素D丰富食物的摄入减少相关。CRP高的患者消耗的强化食品较少，如牛奶、鱼类和传统奶酪（包括Oaxaca和Manchego奶酪）。使用中介建模代表了一个方法论优势，使我们能够将维生素D缺乏确定为一个潜在机制性联系，而不仅仅是一个相关因素。
维生素D强大的免疫调节功能已得到充分证实。它下调促炎细胞因子如TNF-α和IL-6，并增强调节性免疫反应，包括增加调节性T细胞的活性。这些作用共同改善胰岛素敏感性、内皮功能和心血管健康。维生素D缺乏助长促炎环境，加剧胰岛素抵抗和代谢紊乱，加速MetS进展。这一范式得到了累积的流行病学和机制证据的支持，为我们的发现提供了背景，即维生素D缺乏是我们队列中通过CRP和铁蛋白测量的全身性炎症的关键驱动因素。这些发现与"代谢性炎症"的框架一致，这是一种慢性、代谢驱动的炎症状态，是肥胖和MetS的特征，其中微量营养素缺乏——特别是维生素D——与失调的免疫通路相互作用。
重要的是，曼彻格奶酪（源自羊奶，富含维生素D和脂溶性维生素A、D和E）比源自牛奶的Oaxaca奶酪对维生素D缺乏的保护作用更强。这种区别凸显了在为MetS和炎症状态设计饮食建议时，需要考虑个体食物的特定维生素和营养成分，而不是泛化食物类别。有趣的是，我们的分析发现了黄油摄入与维生素D缺乏之间的正相关，提示某些膳食脂肪可能对维生素D代谢或吸收产生有害影响。这一新颖观察值得进一步探索不同脂肪来源和食物基质如何在MetS内调节代谢和炎症通路。
维生素D状态的一个主要未测量决定因素是日照，它可以独立于饮食摄入调节血清25(OH)D。尽管本研究评估了日照暴露，但仅以粗略的方式测量。未来的研究应纳入更精确的太阳辐射效应量化——超越一般暴露指标——以更好地厘清环境与营养决定因素的相对贡献。
肥胖仍然是慢性低度炎症的核心催化剂。与先前文献一致，2级或更高肥胖与CRP、铁蛋白升高和维生素D缺乏独立相关。然而，我们观察到肥胖与高铁蛋白血症之间存在矛盾的负相关。这种铁蛋白悖论可能反映了发炎脂肪组织内复杂的铁代谢。铁蛋白作为铁储存蛋白和急性期反应物具有双重作用，在炎症期间升高。重要的是，高铁蛋白血症和CRP在MetS中作为互补的、独立的炎症标志物。与Hb（在多变量模型中混淆）不同，铁蛋白 ≥ 200 μg/L独立预测CRP ≥ 3 mg/L（aOR 8.00），在相互调整后，而CRP反过来预测铁蛋白（aOR 5.06）。这种双向关系反映了相互的急性期激活，而不是单向中介或铁积累，将高铁蛋白血症定位为全身性炎症的标志物，而不是铁储存的标志。在MetS中，慢性炎症细胞因子诱导多种细胞（包括巨噬细胞和脂肪细胞）中铁蛋白的合成。同时，脂肪组织可能螯合铁，这一过程由上调的铁调素（hepcidin）介导，导致尽管铁蛋白高但功能性铁缺乏的改变的系统性铁分布。这种脱节使铁蛋白作为简单铁状态标志物的解释复杂化，强调了其作为炎症代理和通过氧化应激和胰岛素抵抗通路潜在促进代谢功能障碍的作用。这些细微的动态变化值得进行重点机制研究，以阐明铁蛋白在MetS病理生理学中的双重作用。
尽管贫血不常见（2.8%），但Hb水平升高（≥14.3 g/dL）强烈预测高铁蛋白血症（aOR 63.23, AUC 0.826），但在多变量模型中不独立预测CRP。这种分离——稳健的Hb-高铁蛋白血症关联与缺乏直接的Hb-CRP联系并存——表明铁蛋白可能作为连接Hb升高与MetS全身性炎症的中介物，这与高铁蛋白血症作为急性期反应物的既定作用一致。该模式与现有的维生素D → 铁蛋白中介（Sobel p = 0.014）一致，并值得在前瞻性研究中正式测试顺序的Hb-铁蛋白-CRP通路。先前的报告证实MetS中Hb升高预测心血管事件。因此，Hb≥14.3 g/dL临界点成为一个有前景的、与铁蛋白相关的炎症性MetS预后标志物，值得在纵向队列中验证。
中性粒细胞与淋巴细胞比率（NLR）是免疫系统失调的一个易于获取的指标，与CRP和铁蛋白强烈相关，并且在MetS中心血管风险预测中日益得到认可。这强调了驱动代谢疾病的复杂免疫-炎症相互作用，并为风险分层和量身定制的干预提供了潜在的临床工具。炎症标志物和营养摄入模式中观察到的异质性支持了MetS内代谢不同表型的概念。因此，个性化营养方法可能比统一的饮食建议更有效。
综合这些发现，突出了强调维生素D补充和富含强化乳制品、鱼类和维生素D密集食物（如曼彻格奶酪）的饮食的综合营养策略的前景。此类方法与不断发展的精准营养范式相一致，旨在改善炎症和代谢功能障碍。通过解决可改变的饮食因素，这些策略补充了可能带来额外抗炎益处的药物降脂疗法，潜在地减轻MetS进展和心血管风险。鉴于MetS的高人群患病率和拉丁美洲普遍存在的维生素D不足，我们研究结果的意义超出了个体层面的饮食咨询。它们强调了公共卫生策略的必要性，如食品强化政策、营养教育和代谢风险人群微量营养素缺乏筛查计划。
本研究的局限性包括其横断面设计限制了因果推断，以及依赖食物频率问卷，无法精确量化营养素。未来的纵向和随机对照试验对于验证这些关联、研究机制通路以及测试针对性营养干预在减少炎症和改善代谢结果方面的功效至关重要。新出现的证据表明，肠道微生物群组成调节维生素D代谢和炎症状态。尽管本研究未评估这一点，但未来整合微生物组分析的工作可能阐明菌群失调是否与维生素D缺乏相互作用以加剧MetS中的全身性炎症。
5. 结论
总之，本研究表明，维生素D缺乏与代谢综合征患者的全身性炎症密切相关，这反映在CRP、铁蛋白和中性粒细胞与淋巴细胞比率水平升高上。中介分析提供证据表明，血清维生素D缺乏是连接不足的膳食维生素D摄入与炎症负担增加的关键中介因子。我们的发现还突出了铁蛋白作为炎症相关生物标志物而非简单铁储存指标的复杂作用，强调了代谢综合征的炎症性质。观察到的特定强化食品与维生素D状态之间的关联表明，在设计营养干预时，应考虑食品质量和营养成分。总的来说，这些结果支持实施旨在改善维生素D水平的针对性营养策略，作为减少代谢综合征慢性炎症和心脏代谢风险的补充方法。需要未来的纵向和干预研究来确认因果关系，并评估以维生素D为重点的饮食干预在这一高风险人群中的有效性。
