全球三分之一的死亡由心血管疾病造成，2015-2020年美國膳食指南建議，地中海飲食是預(yù)防心血管疾病的一項重要且具有成本效益的戰(zhàn)略措施。代謝組學(xué)文獻分享，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”可以評估每個人對地中海飲食的依從性和代謝反應(yīng)，有助于預(yù)測未來發(fā)生心血管疾病（CVD）的風(fēng)險，下面來看看具體研究內(nèi)容吧。

最初的研究隊列包含了1859個來自西班牙PREDIMED的受試者，驗證隊列則包含了來自美國護士健康研究I期、II期和衛(wèi)生專業(yè)人員隨訪研究（NHS/HPFS）的6868名受試者，使用已驗證的地中海飲食持續(xù)性篩選評分（MEDAS）評估對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）檢測分析血漿代謝物。圖1為代謝組學(xué)分析設(shè)計了兩個嵌套的病例隊列研究。PREDIMED 隊列主要研究地中海飲食干預(yù)對CVD型和2型糖尿病的影響，剔除了一些差異個體，共1859名參與者參與了分析，其中1556人在干預(yù)1年重復(fù)測量了飲食和代謝組學(xué)。同時，在三個前瞻性隊列（NHS、NHSII和HPFS）進行了重復(fù)研究，剔除了一些差異個體，共 6868名參與者被納入分析（圖1）。

圖1 研究隊列流程示意圖

PREDIMED研究隊列中1556人進行了1年重復(fù)測量（58%為女性，平均年齡為67歲）。在經(jīng)過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)文獻分享，復(fù)制研究隊列包括6868名參與者，來自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）。與來自PREDIMED的參與者相比，來自NHS/HPFS的參與者更年輕，并且在基線測量時不太可能患肥胖、糖尿病、血脂異常和高血壓（表1）。

表1 血液采集時參與者基線和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，占全部測定脂類的37%）、氨基酸（n = 9）和其他種類的代謝物（n=6），脂類種類中顯著關(guān)聯(lián)的富集可能是由于脂類種類之間的強相關(guān)性。該研究應(yīng)用彈性網(wǎng)絡(luò)回歸法對302種代謝產(chǎn)物進行分析，鑒定出一個包含67種血漿代謝產(chǎn)物的代謝特征，在兩個隊列中均與地中海飲食依從性顯著相關(guān)（圖2）。代謝組學(xué)文獻分享，在預(yù)測的第1年（內(nèi)部測試集）和NHS/HPFS基線（外部測試集）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”交叉驗證方法獲得的無偏代謝特征與具有相似量級的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/海鮮和甜食的攝入中更強，且最具可重復(fù)性。構(gòu)成代謝特征的67種代謝物與魚/海鮮攝入量之間的關(guān)聯(lián)在各個數(shù)據(jù)集上最為一致，較高的魚類/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)險的幾種代謝物之間存在顯著的關(guān)聯(lián)，整個關(guān)聯(lián)模式在PREDIMED和NHS/HPFS之間一致。與較高MEDAS得分相關(guān)的代謝物（尤其是橄欖油、葡萄酒和魚/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)險相關(guān)；不飽和脂質(zhì)代謝物就是一個例證，它與橄欖油、葡萄酒和/或魚/海鮮的攝入量呈正相關(guān)，與心血管疾病的發(fā)病有著強烈的聯(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)險的關(guān)聯(lián)性分析

多變量分析發(fā)現(xiàn)，觀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)的遺傳位點有顯著關(guān)聯(lián)。第一年MEDAS與隨后發(fā)生CVD事件的風(fēng)險之間無統(tǒng)計學(xué)意義的負(fù)相關(guān)，基線和第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)文獻分享，同時在調(diào)整MEDAS得分后，相關(guān)性仍然存在。在進一步調(diào)整代謝特征后，這種相關(guān)性減弱，變?yōu)椴伙@著。在NHS/HPFS中也觀察到類似的發(fā)現(xiàn)。在長達22年的隨訪中，研究人員記錄了351例心血管疾病事件。在校正已知的危險因素和潛在的混雜因素和進一步控制MEDAS得分后，基線代謝特征與心血管疾病風(fēng)險顯著相關(guān)。(表2)。

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

對1925年NHS/HPFS參與者的代謝特征進行了一項全基因組關(guān)聯(lián)研究(GWAS)，其中包括代謝組學(xué)和基因型數(shù)據(jù)，并對年齡、性別、MEDAS、前5個遺傳主要成分或遺傳變異與MEDAS之間的相互作用進行了調(diào)整，代謝特征和心血管疾病風(fēng)險的遺傳決定因素作為二級分析（包括遺傳分析），以便于解釋所識別的代謝特征。應(yīng)用基于模式的Hartwig（MBE）估計，一種孟德爾隨機化（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)計數(shù)據(jù)，檢驗代謝特征與冠心病和中風(fēng)風(fēng)險的潛在因果關(guān)系。孟德爾隨機化分析表明，遺傳推測的代謝特征與冠心病及中風(fēng)的風(fēng)險顯著相關(guān)。在MR分析中，幾個危險因素（包括血脂、收縮壓和糖尿?。╋@示出微弱的中介作用（圖4）。

圖4 孟德爾隨機化分析與冠心病和中風(fēng)風(fēng)險的代謝特征

利用一個大型干預(yù)試驗和三個前瞻性組群的數(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)測了西班牙和美國人群未來心血管疾病風(fēng)險，而不依賴已知的心血管疾病風(fēng)險因素?？紤]到其識別心血管疾病風(fēng)險的能力獨立于自我報告的飲食措施，代謝特征有望補充傳統(tǒng)的飲食評估，根據(jù)不同的飲食反應(yīng)和疾病風(fēng)險對個體進行分層，并可能促進個性化的營養(yǎng)干預(yù)（圖5）。

圖5 整合分析參與者對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列及美國受試者的驗證隊列，明確了一種可測量地中海飲食的依從性和代謝反應(yīng)，并預(yù)測未來心血管疾病的風(fēng)險的代謝特征。代謝組學(xué)文獻分享，進一步檢查代謝特征和組成代謝產(chǎn)物的生物途徑，可以提高人們對飲食影響健康的生物學(xué)機制的理解。代謝組學(xué)分析有助于客觀和更全面地評估對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)險對個體進行分層，能促進更有效和個性化的飲食干預(yù)方法。