《EUROPEAN JOURNAL OF NUTRITION》:Identification of serum metabolites associated with the EAT-Lancet planetary health diet, and their mediating role in weight status and weight changes in adults
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目的:更好地依从健康且可持续的饮食与较低体重相关,但其潜在的代谢机制尚不明确。研究人员检验了血清代谢物是否中介了这一关联。
方法:研究人员使用了三项芬兰基于人群的健康检查研究的数据(n?=?9225,54%为女性,平均年龄54岁)。饮食质量采用基
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目的:更好地依从健康且可持续的饮食与较低体重相关,但其潜在的代谢机制尚不明确。研究人员检验了血清代谢物是否中介了这一关联。
方法:研究人员使用了三项芬兰基于人群的健康检查研究的数据(n?=?9225,54%为女性,平均年龄54岁)。饮食质量采用基于适应芬兰饮食文化的行星健康饮食(Planetary Health Diet, PHD)评分进行评估。体重、身高、腰围(waist circumference, WC)和体质指数(body mass index, BMI)在基线和随访时测量,并计算了七年间的百分比变化。血清代谢物(n?=?158)采用高通量核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)波谱代谢组学平台(Nightingale Health Plc)进行定量。通过使用多元线性回归的中介分析,按性别评估了单个代谢物在饮食-人体测量学关联中的作用。分析在包含另外三项芬兰研究的独立数据集(n?=?10242)中进行了重复验证。
结果:中介分析显示,有七种代谢物在男性和女性中均部分中介了饮食-WC关联:短链脂肪酸乙酸盐(分别为7.6%/3.1%)、脂肪酸不饱和度(26.0%/23.1%),以及几种脂肪酸与总脂肪酸的比值(多不饱和脂肪酸(35.6%/46.5%)、二十二碳六烯酸(5.5%/9.6%)、omega-3(4.0%/9.8%)、亚油酸(31.4%/49.9%)和饱和脂肪酸(12.1%/13.0%))。
结论:较高的PHD依从性与较小WC之间的关联部分由几种血清代谢物解释,这些代谢物可能反映了PHD较高的纤维摄入和较好的脂肪质量。这些发现表明,健康且可持续的饮食可能通过有利的代谢谱促进体重管理。
论文解读文章
一、研究背景与问题提出
肥胖是一种多因素疾病,以脂肪组织过度蓄积为特征,可导致代谢改变并增加2型糖尿病、心血管疾病及某些癌症等慢性病风险。全球平均体重的持续上升已成为重大公共卫生问题。饮食是影响体重的关键可调控因素之一。近年来,研究兴趣日益聚焦于同时促进人类健康与环境可持续性的饮食模式。例如,EAT-Lancet委员会提出的行星健康饮食(PHD),强调增加全谷物、蔬菜、水果、豆类、坚果和种子等植物性食物的摄入,并减少红肉、加工肉类及乳制品等动物性产品的消费。已有系统综述和荟萃分析表明,PHD等可持续饮食与较低的超重和肥胖风险相关,且在校正总能量摄入和体力活动后结果依然稳健。然而,尽管已提出一些潜在机制,如植物性食物通过产热作用刺激能量消耗、调节脂质代谢、肠道微生物组组成和炎症等,但将饮食与人体测量学指标联系起来的精确分子通路仍不清楚。代谢组学为检测生物样本中的小分子代谢物提供了有力工具,可增进对代谢健康和疾病通路(如脂肪代谢、氨基酸代谢等)的理解。虽然整体饮食和肥胖均与多种代谢物相关,但关于代谢物在饮食与体重关联中潜在中介作用的研究却十分匮乏。既往仅有一项针对中国成年人的研究(n?=?4778)发现,以高摄入米饭、红肉、禽肉和鱼类为特征的不健康饮食模式与肥胖风险增加之间的关联,部分由多种脂质相关循环代谢物中介,但该研究未发现健康饮食模式与血浆代谢物的关联。因此,关于先验健康饮食(如PHD)与人体测量学指标关系中代谢物中介作用的证据仍然有限。为填补这一研究空白并深化对潜在机制的理解,研究人员开展了本研究,旨在调查芬兰成年人群中PHD依从性与人体测量学指标之间通过代谢物联系的代谢通路。
二、研究设计与主要技术方法
研究人员利用芬兰健康与福利研究所协调的六项基于人群的健康检查研究数据。主要样本(n?=?9225)来自FinHealth 2017(n?=?4844)和DILGOM 2007/2014(n?=?4837,其中3456人来自DILGOM 2014);重复验证样本(n?=?10242)来自FINRISK 2012(n?=?4603)和Health 2000/2011(n?=?5639,其中4138人来自Health 2011)。饮食摄入采用经过验证的半定量食物频率问卷(FFQ)收集,饮食质量采用基于PHD并适应芬兰饮食文化的行星健康饮食评分(PHDS)评估,该评分包含13个食物组和营养素组分。人体测量指标(体重、身高、腰围)由训练有素的研究护士测量或参与者自报/自测。血清代谢物(n?=?158)采用Nightingale Health Plc的高通量NMR波谱代谢组学平台定量,涵盖脂质、脂肪酸、酮体和氨基酸等。统计分析采用多元线性回归和中介分析(Baron和Kenny中介检验,5000次自助抽样),按性别分层分析,并校正年龄、队列、休闲时间体力活动、吸烟状况和降胆固醇药物使用等混杂因素,采用Benjamini-Hochberg错误发现率(FDR)校正多重检验。
三、主要研究结果
PHDS与人体测量学指标的关联:在步骤1中,研究人员观察到PHDS与男性和女性的基线腰围均呈统计学显著负相关(模型2:男性? ?0.43,FDR p = 0.002;女性? ?0.50,FDR p < 0.001)。此外,PHDS与女性的基线体重和BMI呈负相关,但与男性无关。然而,未观察到PHDS与七年随访期间人体测量学指标变化之间存在显著关联。
PHDS与血清代谢物的关联:在步骤2中,PHDS在男性和女性中均与六种代谢物呈显著正相关:乙酸盐、脂肪酸不饱和度、二十二碳六烯酸与总脂肪酸比值(DHA/FA)、亚油酸与总脂肪酸比值(LA/FA)、omega-3脂肪酸与总脂肪酸比值(omega-3/FA)以及多不饱和脂肪酸与总脂肪酸比值(PUFA/FA);与饱和脂肪酸与总脂肪酸比值(SFA/FA)呈显著负相关。在女性中,PHDS还与LA、omega-3 FA和甘氨酸浓度正相关,与亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸浓度负相关。
血清代谢物与人体测量学指标的关联:在步骤3中,上述代谢物均与腰围、体重和BMI呈正向或负向关联,其中苯丙氨酸、亮氨酸、酪氨酸、omega-3 FA、SFA/FA和LA呈正相关,omega-3 FA/FA、DHA/FA、乙酸盐、甘氨酸、脂肪酸不饱和度、PUFA/FA和LA/FA呈负相关,但LA浓度与体重和BMI的关联除外。
中介分析结果:由于仅在男性和女性中观察到PHDS与腰围的显著关联,中介分析聚焦于腰围。在校正各代谢物后,PHDS与腰围的关联被削弱但未完全消失,提示部分中介效应。七种代谢物(乙酸盐、脂肪酸不饱和度、PUFA/FA、DHA/FA、omega-3/FA、LA/FA和SFA/FA)在男性和女性中均部分中介了饮食-腰围关联,中介比例在男性中为5.5%至35.6%,女性中为3.1%至49.9%。在女性中,LA、omega-3 FA、苯丙氨酸、酪氨酸、甘氨酸和亮氨酸也介导了PHDS与腰围、体重和BMI的关联。在重复验证数据集中,仅在女性中观察到三种代谢物(乙酸盐、omega-3/FA和SFA/FA)的显著部分中介效应,中介比例为5.1%至8.2%。
四、讨论与结论总结
讨论部分指出,本研究首次在先验饮食评分评估的整体饮食质量与人体测量学指标的关联中检验了血液代谢物的潜在中介作用。研究发现,较高的PHD依从性与较小腰围的关联部分由反映较高纤维摄入(如乙酸盐,其为膳食纤维经肠道微生物发酵的主要产物)和较好脂肪质量(如较高的多不饱和脂肪酸比例和较低的饱和脂肪酸比例)的血清代谢物解释。这些发现与既往研究一致,例如较高的PUFA摄入与较低体重增加相关,而SFA摄入与较高体重增加相关,且脂肪质量与身体脂肪分布密切相关。在女性中观察到的氨基酸关联(如较低的亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸及较高的甘氨酸)可能反映了PHD减少动物性食物摄入的特点,并与改善的胰岛素敏感性等代谢健康指标相关。研究的主要优势包括样本量大、来自多项人群研究、独立数据集重复验证、按性别分析以及使用经过验证的FFQ和标准化NMR代谢组学平台。局限性包括:中介分析基于横断面数据无法确立因果关系;选择偏倚可能无法排除;代谢物间可能存在重叠的中介效应;未评估微量营养素、多酚等其他膳食生物活性成分的潜在贡献;残余混杂无法完全排除。研究结论为:较高的PHD依从性与较小腰围之间的关联部分由几种血清代谢物解释,这些代谢物可能反映了PHD较高的纤维摄入和较好的脂肪质量,提示健康且可持续的饮食可能通过有利的代谢谱促进体重管理。