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EUR HEART J:血浆代谢组揭示地中海饮食与心血管疾病风险的相关性

2020-10-30
中科新生命
2419


地中海饮食包括植物性食物(水果、蔬菜、豆类、全谷类、种子和坚果)、初榨橄榄油和适量乳制品(酸奶和奶酪)和鸡蛋等,是一种有效且经济的预防心血管疾病的策略。

2020年5月,美国哈佛T.H. Chan公共卫生学院、麻省理工大学和哈佛大学的合作者在《European Heart Journal》上发表了题为:The Mediterranean diet, plasma metabolome, and cardiovascular disease risk 的研究文章,通过运用代谢组学技术对来自西班牙和美国多个队列进行分析研究,结果表明血浆代谢特征可用于评估个体对地中海饮食的依从性和代谢反应,以及有助于预测未来患心血管疾病的风险。


研究材料

人血浆样本

技术方法

代谢组学、全基因组关联分析(GWAS)

实验路线图


研究结论

01

地中海饮食干预1年后特征变化

发现队列:从西班牙PREDIMED队列筛选了1859名参与者,对其中1556名参与者在进行地中海饮食干预1年后分析其饮食和血浆代谢产物表达特征。经过1年的饮食干预后,参与者血脂状况得到改善,高血压和血脂异常的患病率降低。

验证队列:6868名参与者,来自美国护士健康研究(NHSI)、护士健康研究II(NHSII)和健康专业人员(HPFS)。与来自PREDIMED的参与者相比,来自NHS/HPFS的参与者更年轻,在基线检测时这些参与者不太可能患肥胖、糖尿病、血脂异常和高血压。

队列研究流程图


02

地中海饮食干预后的人血浆代谢组学分析

为了分析地中海饮食干预后的人血浆代谢物表达特征,研究人员对302种血浆代谢物进行分析。在PREDIMED队列研究中,鉴定到97种代谢物与地中海饮食依从性评分(MEDAS)显著相关。这些代谢物主要包括脂质(n=82,占全部测定脂类37%)、氨基酸(n=9)以及其他种类的代谢物(n=9)。

进一步研究人员对PREDIMED队列基线数据应用弹性网络回归方法分析地中海饮食依从性相关的代谢特征,从302种代谢物中筛选出包含67种代谢物的组合与MEDAS显著相关,进一步在内部测试集(PREDIMED 1年数据)和外部测试集(NHSI、NHSII和HPFS)中均验证了该相关性。

发现队列的1800多名受试者,进行了一年的跟踪随访,这个是PREDIMED 1年数据,这个在文章中称为internal testing set;NHS/HPFS文章中称为external testing set。

遵循地中海饮食人群代谢特征:分析方法和验证研究流程图


67种代谢物组成的代谢特征与鱼/海鲜摄入的相关性在各数据集最为一致。较高水平鱼/海鲜摄入与较高水平高不饱和脂质代谢物包括二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)和二十二碳五烯酸(DPA)显著相关。

代谢物关联分析显示,与较高MEDAS相关的代谢物 (如高不饱和脂质)更可能与较低心血管风险相关。相反,与较低MEDAS相关的代谢物(例如谷氨酸)更有可能与更高CVD风险有关。

67种代谢物与MEDAS成分、总MEDAS得分和心血管疾病风险关联性分析


03

MEDAS与心血管疾病风险代谢特征相关性

从PREDIMED队列发现到MEDAS基线与CVD发病率呈显著负相关。

在NHS/HPFS队列中也看到了相似的结果,研究人员在对351例CVD事件进行长达22年的跟踪随访,在校正已知的危险因素和潜在的混杂因素以及控制MEDAS后,受试者基线的代谢特征与CVD风险呈显著相关。

PREDIMED研究和NHS/HPFS研究中MEDAS和CVD风险代谢特征的关系


04

心血管疾病风险和代谢特征的遗传决定因素

研究人员对1925 NHS/HPFS队列参与者的代谢特征进行全基因组关联分析。结果显示,代谢特征与与参与脂肪酸和氨基酸代谢的遗传基因座显着相关。

孟德尔随机分析冠心病和中风风险代谢特征



小编小结

本文应用代谢组学技术、全基因组关联分析对西班牙和三个美国受试者研究队列,通过发现+验证队列的研究策略,确定了可评估地中海饮食依从性和代谢反应的代谢特征,并有助于预测未来CVD的风险。未来进一步分析代谢特征和代谢物生物学途径,可提高人们对饮食影响健康的生物学机制的认识和理解。代谢组学技术是评估饮食依从性和代谢反应的客观、更全面的工具,根据对饮食反应和疾病风险对个体进行分层,从而促进更有效、个性化的饮食干预方法。

整合临床、代谢组学和遗传数据分析参与者地中海饮食依从性和代谢反应的代谢特征


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