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更早預測健康風險，中國科學家“內(nèi)穩(wěn)態(tài)”研究取得開創(chuàng)性進展

來源：泰然健康網(wǎng) 時間：2024年12月21日 04:24

文/勞理

又到年底，今年你體檢了嗎？

不少人看到體檢報告上的異常指標，才意識到自己身體已悄然出現(xiàn)了問題。然而，常規(guī)體檢的大多檢測指標是依據(jù)疾病診斷標準而定的，僅能提示你是否“生病”，無法精準判斷早期的器官功能和代謝受損情況。

若想要更早、更精準地了解自身存在的健康風險，我們首先要從什么是 “健康”說起。

“內(nèi)穩(wěn)態(tài)”研究取得開創(chuàng)性進展

近日，湯臣倍健(12.810, 0.05, 0.39%)與中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所、中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心合作開展的“內(nèi)穩(wěn)態(tài)健康評估體系”研究成果，在國際權(quán)威科研期刊National Science Review上發(fā)表，在全球率先對內(nèi)穩(wěn)態(tài)概念的多維度量化評估取得突破性進展。

世界衛(wèi)生組織（WHO）早在1948年就指出“健康不僅是沒有疾病或羸弱，而是生理、心理和社會功能的完全健全狀態(tài)”，然而如何定義和量化“健康”仍是國際上的難點，因此一直沿用臨床疾病診斷標準定義來定義“健康”，而且多數(shù)是基于空腹的體檢數(shù)據(jù)。

近年來有研究提出，健康的關鍵特征之一是機體在應對進食和應激等外界壓力后，重獲內(nèi)穩(wěn)態(tài)平衡的能力，即“穩(wěn)態(tài)彈性”。實際上，我們體內(nèi)有一個“自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)”，能應對各種生理和環(huán)境變化，以維持內(nèi)部環(huán)境的平衡與穩(wěn)定。但如果壓力超出人體可承受范圍，平衡狀態(tài)被打破，各種毛病就容易接踵而至。例如，有研究發(fā)現(xiàn)雖然個體空腹血糖、甘油三酯等水平在正常范圍內(nèi)，但如果其餐后水平異常依然會獨立地增加心血管疾病的風險。然而目前常規(guī)的健康體檢主要基于空腹數(shù)據(jù)，如何定義和量化內(nèi)穩(wěn)態(tài)健康仍是全球科學家面臨的挑戰(zhàn)。

跨領域跨學科，中國科學家合力攻關

2019年，研究項目正式啟動，由中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所林旭團隊牽頭，攜手中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心陳洛南研究員、曾嶸研究員以及湯臣倍健營養(yǎng)健康研究院研究人員共同完成，匯聚了營養(yǎng)科學、計算生物學、代謝組學等領域的高水平研究團隊，致力于建立以內(nèi)穩(wěn)態(tài)為基礎的全新代謝健康評估體系。

研究團隊招募了111名年齡跨度從20歲至70歲的健康、肥胖和代謝高危個體，通過營養(yǎng)“壓力實驗”，即給予研究參與者含有糖、脂、蛋白質(zhì)三大宏量營養(yǎng)素的標準混合食物，從而觀察其在空腹狀態(tài)下的代謝狀況和餐后的“穩(wěn)態(tài)彈性”，以及對糖、脂、蛋白質(zhì)的應答反應。

人體代謝是一個復雜的過程，為了確保研究的科學性、嚴謹性和可操作性，研究人員花了一年多時間與相關的國內(nèi)外專家對研究方案開展了多輪的研討論證，包括對研究參加者的納入和排除標準，檢測指標的選擇等。光是操作手冊就有上百頁，細致到參與者要在多長時間內(nèi)吃完食物、餐后抽血期間能喝多少毫升水等等都有精確要求。

這些數(shù)據(jù)涉及參與者在空腹狀態(tài)以及攝入含有糖、脂、蛋白質(zhì)標準混合食物后5個時間點的上百種的代謝組學和肝臟、腸道、胰腺等主要器官功能相關指標的動態(tài)變化。通過分析發(fā)現(xiàn)哪些才是反應代謝穩(wěn)態(tài)的關鍵指標？不同維度的數(shù)據(jù)之間隱藏著什么關聯(lián)？如何通過整合數(shù)據(jù)建立新的模型提供通常臨床評估無法提供的新信息？這些問題考驗著研究團隊的智慧。

醫(yī)學相關領域的專家比較擅長從個體的遺傳、生活方式和代謝表型的角度闡述決定個體健康的生物學基礎，調(diào)控因素為健康評估、疾病預測和干預方案的制定提供科學依據(jù)；而生物信息專家則更擅長運用數(shù)學模型解釋生物現(xiàn)象和規(guī)律。這種學科間的差異，構(gòu)成了團隊跨學科合作中的一大挑戰(zhàn)。

“如何用生物信息專家能聽懂的語言讓他們理解代謝規(guī)律和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的理念，通過建立全新的模型回答‘離健康有多遠？’而不是傳統(tǒng)的‘離疾病有多遠？’，這個融合過程十分困難?！绷中窕貞涰椖抗リP經(jīng)歷時說道。小到哪個數(shù)據(jù)需要納入統(tǒng)計，大到采用什么研究范式，團隊常常會有深入的觀點碰撞。

不同學科的交叉融合也為健康評估開辟了更全面的視角。歷經(jīng)多次推翻重來、上千次參數(shù)調(diào)整，研究團隊開創(chuàng)性地構(gòu)建了一個全新的代謝健康量化模型——“健康狀況圖譜”（Health State Map，HSM），為能夠全面反映個體空腹時的健康狀況和餐后的代謝穩(wěn)態(tài)恢復能力提供了全新的評估方案。

研究發(fā)現(xiàn)，即使空腹狀態(tài)下代謝健康狀況相似的人群，其餐后代謝穩(wěn)態(tài)能力也表現(xiàn)出顯著差異。而即使某些個體在餐后整體恢復穩(wěn)態(tài)的能力相似，他們在糖、脂、蛋白質(zhì)代謝應答方面也存在差異，而這種差異有助于識別那些特定營養(yǎng)素代謝穩(wěn)態(tài)受損的個體。例如，糖代謝穩(wěn)態(tài)能力較弱的人可能血糖上升速度較快，而恢復速度較慢；而脂代謝穩(wěn)態(tài)能力較弱的人則可能在餐后甘油三酯水平升高幅度較大。

這些代謝信息有望為個性化營養(yǎng)干預提供科學依據(jù)。結(jié)合更多的后續(xù)研究，人們可以根據(jù)自己的健康狀況和營養(yǎng)代謝功能，選擇更適合自己的營養(yǎng)攝入方案。例如，減肥人群可以通過代謝穩(wěn)態(tài)評估，識別自己對糖、脂和蛋白質(zhì)代謝的能力，從而更精準地調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，以期達到最佳的減肥效果。這樣的個性化營養(yǎng)指導，有助于提高營養(yǎng)干預的效率和效果。

此外，研究還觀察到，體力活動水平、夜晚睡眠時長以及特定的腸道菌群結(jié)構(gòu)會不同程度地影響個體的代謝穩(wěn)態(tài)能力。

重新定義代謝健康，研究獲國內(nèi)外專家高度認可

這項歷時6年的研究，開拓性地運用新理念和新算法對人體進行全面的代謝健康評估，為建立以“健康為中心”的評估體系提供了新的策略和手段，在全球率先對內(nèi)穩(wěn)態(tài)概念的多維度量化評估方面取得突破性進展，亦引起國內(nèi)外專家的關注。

廣州國家實驗室研究員、國家生物數(shù)據(jù)中心體系粵港澳大灣區(qū)節(jié)點平臺首席科學家兼主任李亦學表示，此項基于新概念的方法學上的突破，在全面和動態(tài)地重新評估代謝健康和提供精準營養(yǎng)解決方案方面具有重要的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

中國科學院分子細胞科學卓越創(chuàng)新中心研究員吳家睿指出，內(nèi)穩(wěn)態(tài)研究是中國科學院先導項目“多維大數(shù)據(jù)驅(qū)動的中國人群精準健康研究”的重要研究內(nèi)容之一，HSM的提出和建立是整個先導項目的重要成果之一，為重新定義代謝健康，即回答從傳統(tǒng)的“離疾病有多遠”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半x健康有多遠”，提供了一種全新的工具。

歐洲科學院院士、牛津大學紐菲爾德人口健康系首任理查德·佩托流行病學講席教授、“中國慢性病前瞻性研究”英方首席科學家陳錚鳴認為，如果將來能經(jīng)過外部數(shù)據(jù)的驗證，該HSM將會是通過強調(diào)人們代謝適應性或彈性，重新定義代謝健康的標志性轉(zhuǎn)折點。該工作不僅為將來干預中提升器官/組織功能障礙的早期發(fā)現(xiàn)，更為靶向的預防和治療策略提供重要信息。

粵港澳大灣區(qū)精準醫(yī)學研究院（廣州）助理院長及線粒體遺傳與健康研究中心主任顧正龍表示，該研究為重新定義代謝健康提供了新的視角和有發(fā)展前景的方法，將引導創(chuàng)新型的精準營養(yǎng)策略發(fā)展，這也是精準營養(yǎng)乃至預防醫(yī)學領域亟需解決的問題。

近兩年，美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）也啟動了大規(guī)模的飲食代謝反應量化模型研究來助推精準營養(yǎng)發(fā)展，通過營養(yǎng)壓力實驗來量化代謝健康的新模式儼然已成為國際主流。

產(chǎn)學研深度融合，精準營養(yǎng)打開想象力

隨著人口老齡化進程加速，慢性病預防與管理面臨眾多挑戰(zhàn)，實現(xiàn)“千人千面”的個性化精準營養(yǎng)逐漸成為大眾健康需求。這不僅是科學家們關心的研究主題，也是龍頭企業(yè)積極探索的方向。

“我們的科研工作應該做到‘頂天立地’，既要做國際前沿的基礎研究，也要解決社會發(fā)展的實際問題。此次與多位科學家的合作，為后續(xù)的精準營養(yǎng)干預打開了想象力?！睖急督I養(yǎng)健康研究院副院長賀瑞坤表示。

湯臣倍健作為VDS（膳食營養(yǎng)補充劑）行業(yè)的代表，一直參與內(nèi)穩(wěn)態(tài)研究。早在2016年，公司就開始布局精準營養(yǎng)領域的技術研究及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，2020年自主建成了國內(nèi)領先的全自動在線干血斑檢測中心，并與中國科學院上海營養(yǎng)與健康研究所相關團隊合作對干血斑檢測方法進行驗證，雙方還共同開發(fā)了首款營養(yǎng)基因芯片，為根據(jù)個體的遺傳特點提供更精準的營養(yǎng)補充提供了科學依據(jù)。

通過系列的合作研究，湯臣倍健從多維度精準評估個體的營養(yǎng)狀況，持續(xù)構(gòu)建精準營養(yǎng)健康管理閉環(huán)。未來，湯臣倍健將繼續(xù)和科學家們共同對內(nèi)穩(wěn)態(tài)健康評估體系進行優(yōu)化，探索更多營養(yǎng)素對代謝穩(wěn)態(tài)的影響，用科學營養(yǎng)生命，提升更高質(zhì)量的生命體驗。

或許有一天，更多的營養(yǎng)科技將從科幻走進現(xiàn)實。在科幻作品描繪的世界里，太空休眠艙能精確控制氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)的供給，機器人(20.690, 0.30, 1.47%)可以掃描檢測人體的各項生命指數(shù)，人類甚至能在細胞層面實現(xiàn)營養(yǎng)的精準輸送……