全球三分之一的死亡由心血管疾病造成，2015-2020年美國(guó)膳食指南建議，地中海飲食是預(yù)防心血管疾病的一項(xiàng)重要且具有成本效益的戰(zhàn)略措施。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，發(fā)表在期刊European Heart Journ-al（IF = 22.637）上題目為“The Mediterranean diet, plasma metabolome, and cardiovascular disease risk”的文章，研究鑒定出的“代謝特征”可以評(píng)估每個(gè)人對(duì)地中海飲食的依從性和代謝反應(yīng)，有助于預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)生心血管疾�。–VD）的風(fēng)險(xiǎn)，下面來(lái)看看具體研究?jī)?nèi)容吧。
 

最初的研究隊(duì)列包含了1859個(gè)來(lái)自西班牙PREDIMED的受試者，驗(yàn)證隊(duì)列則包含了來(lái)自美國(guó)護(hù)士健康研究I期、II期和衛(wèi)生專(zhuān)業(yè)人員隨訪(fǎng)研究（NHS/HPFS）的6868名受試者，使用已驗(yàn)證的地中海飲食持續(xù)性篩選評(píng)分（MEDAS）評(píng)估對(duì)地中海飲食的依從程度，采用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（LC-MS/MS）檢測(cè)分析血漿代謝物。圖1為代謝組學(xué)分析設(shè)計(jì)了兩個(gè)嵌套的病例隊(duì)列研究。PREDIMED 隊(duì)列主要研究地中海飲食干預(yù)對(duì)CVD型和2型糖尿病的影響，剔除了一些差異個(gè)體，共1859名參與者參與了分析，其中1556人在干預(yù)1年重復(fù)測(cè)量了飲食和代謝組學(xué)。同時(shí)，在三個(gè)前瞻性隊(duì)列（NHS、NHSII和HPFS）進(jìn)行了重復(fù)研究，剔除了一些差異個(gè)體，共 6868名參與者被納入分析（圖1）。
 

圖1 研究隊(duì)列流程示意圖
 

PREDIMED研究隊(duì)列中1556人進(jìn)行了1年重復(fù)測(cè)量（58%為女性，平均年齡為67歲）。在經(jīng)過(guò)1年的飲食干預(yù)后，血脂狀況有所改善，高血壓和血脂異常的患病率較低（表1A）。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，復(fù)制研究隊(duì)列包括6868名參與者，來(lái)自NHS（所有女性，平均年齡為56歲）、NHSII（所有女性，平均年齡為45歲）和HPFS（所有男性，平均年齡為64歲）（表1B）。與來(lái)自PREDIMED的參與者相比，來(lái)自NHS/HPFS的參與者更年輕，并且在基線(xiàn)測(cè)量時(shí)不太可能患肥胖、糖尿病、血脂異常和高血壓（表1）。
 

表1 血液采集時(shí)參與者基線(xiàn)和1年后的特征

在分析的302種血漿代謝物中，鑒定出97種與西班牙受試者的地中海飲食依從性顯著相關(guān)，這些代謝物主要是脂質(zhì)（n= 82，占全部測(cè)定脂類(lèi)的37%）、氨基酸（n = 9）和其他種類(lèi)的代謝物（n=6），脂類(lèi)種類(lèi)中顯著關(guān)聯(lián)的富集可能是由于脂類(lèi)種類(lèi)之間的強(qiáng)相關(guān)性。該研究應(yīng)用彈性網(wǎng)絡(luò)回歸法對(duì)302種代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析，鑒定出一個(gè)包含67種血漿代謝產(chǎn)物的代謝特征，在兩個(gè)隊(duì)列中均與地中海飲食依從性顯著相關(guān)（圖2）。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，在預(yù)測(cè)的第1年（內(nèi)部測(cè)試集）和NHS/HPFS基線(xiàn)（外部測(cè)試集）中，研究發(fā)現(xiàn)代謝特征與MEDAS顯著相關(guān)，在訓(xùn)練集中，使用“保留一次”交叉驗(yàn)證方法獲得的無(wú)偏代謝特征與具有相似量級(jí)的MEDAS顯著相關(guān)。
 

圖2 持續(xù)地中海飲食人群的代謝特征：分析方法和驗(yàn)證流程圖
 

關(guān)聯(lián)分析顯示代謝物與MEDAS有廣泛的相關(guān)性，在PREDIMED和NHS/HPFS之間高度一致。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，不同的MEDAS得分與所選代謝物的不同亞組相關(guān)，但這種相關(guān)性似乎在橄欖油、葡萄酒、魚(yú)/海鮮和甜食的攝入中更強(qiáng)，且最具可重復(fù)性。構(gòu)成代謝特征的67種代謝物與魚(yú)/海鮮攝入量之間的關(guān)聯(lián)在各個(gè)數(shù)據(jù)集上最為一致，較高的魚(yú)類(lèi)/海產(chǎn)品攝入量與高水平的高不飽和脂肪代謝物顯著相關(guān)，這些不飽和脂肪代謝物含有二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）和二十二碳五烯酸（DPA）。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，

在二次分析中，研究人員注意到構(gòu)成代謝特征和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的幾種代謝物之間存在顯著的關(guān)聯(lián)，整個(gè)關(guān)聯(lián)模式在PREDIMED和NHS/HPFS之間一致。與較高M(jìn)EDAS得分相關(guān)的代謝物（尤其是橄欖油、葡萄酒和魚(yú)/海鮮的攝入量較高，以及含糖飲料和甜食的攝入量較低）更有可能與較低的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)；不飽和脂質(zhì)代謝物就是一個(gè)例證，它與橄欖油、葡萄酒和/或魚(yú)/海鮮的攝入量呈正相關(guān)，與心血管疾病的發(fā)病有著強(qiáng)烈的聯(lián)系。相反，與低MEDAS得分相關(guān)的代謝物更有可能與較高的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)（例如谷氨酸鹽）(圖3)。
 

圖3 67種特征代謝物與MEDAS成分、總MEDAS得分和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)聯(lián)性分析

多變量分析發(fā)現(xiàn)，觀(guān)察到代謝特征與心血管疾病的發(fā)病率呈顯著負(fù)相關(guān)，并與脂肪酸及氨基酸代謝相關(guān)的遺傳位點(diǎn)有顯著關(guān)聯(lián)。第一年MEDAS與隨后發(fā)生CVD事件的風(fēng)險(xiǎn)之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的負(fù)相關(guān)，基線(xiàn)和第1年的代謝特征均與CVD發(fā)病率呈相似程度的負(fù)相關(guān)。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，同時(shí)在調(diào)整MEDAS得分后，相關(guān)性仍然存在。在進(jìn)一步調(diào)整代謝特征后，這種相關(guān)性減弱，變?yōu)椴伙@著。在NHS/HPFS中也觀(guān)察到類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)。在長(zhǎng)達(dá)22年的隨訪(fǎng)中，研究人員記錄了351例心血管疾病事件。在校正已知的危險(xiǎn)因素和潛在的混雜因素和進(jìn)一步控制MEDAS得分后，基線(xiàn)代謝特征與心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。(表2)。
 

表2 PREDIMED研究和NHS/ HPFS研究中MEDAS與CVD風(fēng)險(xiǎn)代謝特征的關(guān)系

對(duì)1925年NHS/HPFS參與者的代謝特征進(jìn)行了一項(xiàng)全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)，其中包括代謝組學(xué)和基因型數(shù)據(jù)，并對(duì)年齡、性別、MEDAS、前5個(gè)遺傳主要成分或遺傳變異與MEDAS之間的相互作用進(jìn)行了調(diào)整，代謝特征和心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的遺傳決定因素作為二級(jí)分析（包括遺傳分析），以便于解釋所識(shí)別的代謝特征。應(yīng)用基于模式的Hartwig（MBE）估計(jì)，一種孟德?tīng)栯S機(jī)化（MR）方法，基于分別獲得的代謝特征、冠心病和中風(fēng)的GWAS匯總統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，檢驗(yàn)代謝特征與冠心病和中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)的潛在因果關(guān)系。孟德?tīng)栯S機(jī)化分析表明，遺傳推測(cè)的代謝特征與冠心病及中風(fēng)的風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)。在MR分析中，幾個(gè)危險(xiǎn)因素（包括血脂、收縮壓和糖尿�。╋@示出微弱的中介作用（圖4）。
 

圖4 孟德?tīng)栯S機(jī)化分析與冠心病和中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)的代謝特征
 

利用一個(gè)大型干預(yù)試驗(yàn)和三個(gè)前瞻性組群的數(shù)據(jù)，該研究首次確定了一種代謝特征，可以衡量地中海飲食的依從程度，重要的是，預(yù)測(cè)了西班牙和美國(guó)人群未來(lái)心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)，而不依賴(lài)已知的心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因素�？紤]到其識(shí)別心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的能力獨(dú)立于自我報(bào)告的飲食措施，代謝特征有望補(bǔ)充傳統(tǒng)的飲食評(píng)估，根據(jù)不同的飲食反應(yīng)和疾病風(fēng)險(xiǎn)對(duì)個(gè)體進(jìn)行分層，并可能促進(jìn)個(gè)性化的營(yíng)養(yǎng)干預(yù)（圖5）。
 

圖5 整合分析參與者對(duì)地中海飲食依從性和代謝反應(yīng)的代謝特征
 

總而言之，基于西班牙受試者的研究隊(duì)列及美國(guó)受試者的驗(yàn)證隊(duì)列，明確了一種可測(cè)量地中海飲食的依從性和代謝反應(yīng)，并預(yù)測(cè)未來(lái)心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)的代謝特征。代謝組學(xué)文獻(xiàn)分享，進(jìn)一步檢查代謝特征和組成代謝產(chǎn)物的生物途徑，可以提高人們對(duì)飲食影響健康的生物學(xué)機(jī)制的理解。代謝組學(xué)分析有助于客觀(guān)和更全面地評(píng)估對(duì)飲食的依從性和代謝反應(yīng)，根據(jù)飲食反應(yīng)和疾病風(fēng)險(xiǎn)對(duì)個(gè)體進(jìn)行分層，能促進(jìn)更有效和個(gè)性化的飲食干預(yù)方法。