尿液代謝表型

組學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了我們從系統(tǒng)層面對個人和人群健康的研究。具體而言，容易從尿液和血液中測得的代謝表型或代謝型包含了關(guān)于生理表型、環(huán)境暴露和患病風(fēng)險(xiǎn)的豐富信息。代謝表型也對人類的生活方式影響敏感，例如飲食結(jié)構(gòu)的影響。尿液標(biāo)本中的食源性化合物濃度比血液中更高，動態(tài)范圍更廣，也不像血液存在嚴(yán)格的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。對照試驗(yàn)表明，尿液的代謝譜可以客觀測量飲食的攝入。

在最近的一項(xiàng)研究1中，研究人員闡述了如何將尿液代謝表型作為一種替代方法來獲取飲食模式相關(guān)的信息。我們采用了兩次平均間隔 3 周獲取的多通道 24 小時(shí)飲食回顧，并兩次采集 1,848 名美國人的 24 小時(shí)尿液作為對照組；67 種營養(yǎng)物影響了尿液代謝表型中的46種代謝物，這些代謝物的結(jié)構(gòu)通過 1H 核磁共振波譜進(jìn)行了表征。

研究結(jié)果

對各項(xiàng)代謝物隨時(shí)間的穩(wěn)定性開展了研究，結(jié)果顯示，相比自我報(bào)告的數(shù)據(jù)，尿液代謝譜更穩(wěn)定，因此也更準(zhǔn)確。這 46 種代謝物準(zhǔn)確地預(yù)測了美國普通人群的健康和不健康飲食模式，并且在獨(dú)立的英國隊(duì)列研究中得到了驗(yàn)證。而后，研究人員利用已經(jīng)識別的代謝物預(yù)測了兩個獨(dú)立人群的健康和不健康的飲食模式，并展示了未來如何利用代謝物—營養(yǎng)物之間的關(guān)系將這些代謝表型與健康狀況關(guān)聯(lián)起來（圖1）。

根據(jù)觀測到的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有 46 種代謝物可以對健康飲食模式和不健康飲食模式的人進(jìn)行區(qū)分，其中健康與否由5 種不同的側(cè)重營養(yǎng)物和營養(yǎng)豐富食物的膳食評分系統(tǒng)進(jìn)行評定。

在 3 周時(shí)間內(nèi)，最穩(wěn)定的兩種代謝物是尿泛酸和N-甲基煙酸甲酯（NMNA）。其中尿泛酸多以輔酶A加合物或以磷酸泛素的成分存在于多種食物之中，而此前已發(fā)現(xiàn)個體血液中的 NMNA 濃度在一年內(nèi)高度穩(wěn)定。

該數(shù)據(jù)能否提供對生物途徑的新啟示？

這些研究結(jié)果表明，尿液代謝譜可以作為一種客觀的測量方法，根據(jù)成年人群堅(jiān)持健康飲食模式的情況，對人群進(jìn)行分類。在未來的研究中，這些數(shù)據(jù)可用于評估這一系列穩(wěn)定的、可測量的食源性生物標(biāo)志物與患病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)。這可能會為表征從健康代謝表型到不健康代謝表型轉(zhuǎn)變的生物途徑提供新思路，并有助于發(fā)現(xiàn)新的預(yù)防和干預(yù)策略。

參考文獻(xiàn)：

1 Posma, J., Garcia-Perez, I., Frost, G., Aljuraiban, G., Chan, Q., Van Horn, L., Daviglus, M., Stamler, J., Holmes, E., Elliott, P. and Nicholson, J., 2020。通過營養(yǎng)組—代謝組的關(guān)系了解膳食攝入和代謝?！禢ature Food》， 1(7)，第426-436頁。

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