在上海市政府、國家各部委的大力支持下，依托國家轉化醫(yī)學中心，今天，上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院轉化醫(yī)學大科學設施宣布成立全球首家數(shù)字化能量代謝監(jiān)測平臺。“交大瑞金—智慧代謝研究中心”正式成為全球首家智慧代謝監(jiān)測平臺、全球首家環(huán)境模擬能量代謝監(jiān)測平臺與全球單體規(guī)模最大、最具影響力的智慧代謝艙平臺。

單體數(shù)量全球第一的智慧代謝研究平臺

據(jù)統(tǒng)計，全球現(xiàn)有大約80個研究型代謝艙體供人體代謝研究使用，主要分布在北美洲、歐洲和亞洲。位于上海交通大學醫(yī)學院附屬瑞金醫(yī)院的智慧代謝研究中心是全球首家數(shù)字化能量代謝監(jiān)測平臺，集成了10個不同功能的智慧代謝艙體，成為單體數(shù)量全球第一的代謝研究平臺。與其他代謝艙單一功能、單向接收受試者的代謝指數(shù)相比，該中心的代謝艙，還能接收生理參數(shù)、生化指標，乃至心理參數(shù)。并且，能通過改變環(huán)境因素，施加刺激條件，實現(xiàn)與受試者雙向互動。

人體能量代謝艙是一個相對封閉的空間，被測者可以在相對舒適的艙內(nèi)自由活動24小時至幾天，根據(jù)不同外部干預刺激，引起人體呼出二氧化碳和吸入氧氣，其含量的微弱變化被精準采集、分析后，可利用間接熱量法測定人體動態(tài)代謝率。

該中心代謝艙體按照功能可分為標準代謝艙、靜息代謝艙以及環(huán)境模擬代謝艙，可滿足各種科研需求。其中，標準代謝艙面積約為10平方米，體積為30000升，受試者可以在艙內(nèi)自由活動，進餐、睡眠、運動過程中，通過無感的方式采集不同狀態(tài)下的動態(tài)代謝率。每個艙體配有環(huán)境模擬與控制系統(tǒng)，通過精細調(diào)節(jié)光照、聲音、溫度、濕度等參數(shù)，模擬海平面各種地域環(huán)境，測試其對機體能量代謝的影響，一般實驗時長為24至72小時。

而靜息代謝艙又稱為“食物熱效應代謝艙”，面積為4平方米，體積為10000升，可快速檢測人體微弱代謝率的變化，一般實驗時長為半小時到2小時；環(huán)境模擬代謝艙則是目前全球首臺低氧代謝艙體，除了有標準代謝艙全部功能外，還可通過氧氣濃度控制裝置，精準模擬不同海拔高度的氧分壓狀態(tài)，從而實現(xiàn)機體在縱向空間環(huán)境下能量代謝的相關研究。

環(huán)境如何影響健康？代謝艙告訴你

那么，能量代謝是什么呢？據(jù)悉，它是細胞及機體能量與物質調(diào)控的核心生命過程，生命最基本的特征之一，機體內(nèi)營養(yǎng)物質被氧化而產(chǎn)生能量的過程稱為能量消耗。能量代謝與健康息息相關，近年來，多項研究已經(jīng)表明，能量代謝失衡與糖尿病、肥胖、心血管疾病、癌癥等一系列重大慢性非傳染性疾?。。┮约袄淆g化密切相關，加強對機體能量代謝調(diào)控機制的基礎研究，是應對慢病挑戰(zhàn)的關鍵所在。

國家代謝性疾病臨床醫(yī)學研究中心主任、瑞金醫(yī)院內(nèi)分泌代謝科主任王衛(wèi)慶介紹，該平臺實現(xiàn)了人體高維度的數(shù)據(jù)采集和高精度的時序隊列分析，其中包括環(huán)境數(shù)據(jù)、外界暴露刺激數(shù)據(jù)、人體靜態(tài)檢驗檢查數(shù)據(jù)、人體動態(tài)生理數(shù)據(jù)、心理數(shù)據(jù)以及行為數(shù)據(jù)等，能夠實現(xiàn)80余項相關數(shù)據(jù)的實時采集和精準分析，標志著基于人體能量代謝的臨床研究將進入數(shù)字化全新階段。

王衛(wèi)慶說，人類的健康依賴于機體暴露的環(huán)境，但“蝴蝶效應”使環(huán)境變化的最終結果存在不確定性，導致人類對環(huán)境影響健康的機制知之甚少。“本中心構建了一個環(huán)境暴露組拓撲網(wǎng)絡，展示了一種獨特、連續(xù)的機體與環(huán)境相互關系的模擬監(jiān)測系統(tǒng)?！痹诰珳柿炕哪M環(huán)境下，通過“色、聲、香、味、觸、法”多模態(tài)精準刺激機體的“眼、耳、鼻、舌、身、意”，由系統(tǒng)軟件自動獲取生理、心理、生化及能量代謝動態(tài)變化數(shù)據(jù)，實時計算分析，得到數(shù)據(jù)間的關聯(lián)性，多項創(chuàng)新技術已申請專利。

讓海量精密數(shù)據(jù)為大健康服務

據(jù)悉，目前該平臺已開展多項智慧代謝研究，如已完成中國人群代謝測量標準1.0版，建立了早期疾病預警模型，為探索疾病發(fā)病機制奠定基礎，更通過智慧代謝檢測系統(tǒng)，為疾病的精準診斷和個體化治療提供依據(jù)。

王衛(wèi)慶介紹，代謝與大家熟識的糖尿病密切相關，長期以來，大眾知曉遺傳、生活方式等對糖尿病有重要影響，但根據(jù)覆蓋全國16個省份、20個社區(qū)、近20萬人的多中心前瞻性研究，團隊挖掘并驗證了全新脂質預測因子——6種全新脂質預測因子可進一步提高糖尿病預測率，較傳統(tǒng)指標預警模型提升了18%。同時，團隊量化了三大血糖指標作用，提出“餐后血糖對糖尿病及心血管并發(fā)癥預測價值更高”的觀點，更揭示了中國人群糖尿病的發(fā)病主因：胰島素抵抗占主導，肥胖人群更甚。

有了數(shù)據(jù)，最終目標是讓大眾身體更健康。為此，團隊首次提出了清淡少油的“傳統(tǒng)江南飲食”概念，被評為全球4大抗炎飲食代表之一，與地中海飲食、日本和食、北歐飲食并列對沖西方炎性飲食的代謝危害，這一概念被2021年《中國居民膳食指南》所推薦。此外，團隊創(chuàng)新提出腸道菌群干預肥胖、糖尿病的新方案，研究發(fā)現(xiàn)，通過現(xiàn)有藥物可影響居民腸道菌群，增加益生菌豐度，并減少腐敗菌豐度。

一個個全新的數(shù)學模型正在代謝艙提供的海量數(shù)據(jù)中被建立。據(jù)透露，航天、極地科考、運動等領域專家也拋出了合作橄欖枝，瑞金醫(yī)院智慧代謝監(jiān)測平臺在醫(yī)學之外承擔更多關乎全人類的探索。迄今，已有幾百名受試者體驗過代謝艙環(huán)境，“過午不食引起的代謝變化”與“減重手術與節(jié)食”兩項與全人群健康密切相關的課題正在進行，“相關數(shù)據(jù)將與標準化代謝性疾病管理中心（MMC）相結合，最終，一套精密的代謝監(jiān)測數(shù)據(jù)下沉復制到社區(qū)衛(wèi)生服務中心與全國縣域中心，幫助廣大慢病患者管理健康，也讓更多民眾懂得如何吃、如何瘦?！?nbsp;

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