食物摄入的生物标志物:精准营养的关键

研究人员研究了食物摄入的生物标志物在客观和准确的饮食评估中的潜在效用。

　　

营养在健康中的关键作用要求开发能够准确评估与各种健康相关后果的因果关系的饮食评估工具。

最近发表在《Nature Metabolism》杂志上的一项研究探讨了食物摄入生物标志物(BFIs)在客观准确的饮食评估中的潜在效用。                  

什么是BFIs?

BFI通常用于评估营养干预和膳食研究中的饮食依从性，评估误报的程度，以及验证食物与疾病风险之间的流行病学相关性。虽然食物频率调查问卷(FFQs)和饮食召回也是有用的评估工具，但它们的主观性可能导致有偏见的报告和不合规。

BFI是摄入食物的代谢物，被定义为衡量特定食物组、食物或食物成分的消耗。BFI可以根据其稳健性进行排名，其中来自不同饮食背景的干扰最小，影响BFI在研究中的使用。

BFI的可靠性意味着该标记物在定性和/或定量上与其他生物标记物或膳食仪器一致。合理性取决于代谢物与所讨论的营养素的特异性和化学关系，这限制了由于其他因素而导致的错误分类的风险。

BFIs的生物学变异性取决于食物的吸收、分布、代谢和消除(ADME)，以及酶/转运体浓度、遗传变异和肠道微生物代谢。重要的是，大多数bfi的这一特征尚未被报道。

类内相关性(inter -class correlation, ICC)也反映了种群或群体内部对不同因素的响应。当ICC较低时，BFI可能与错误的采样时间、低消费频率或个体和群体内部和之间随时间的总体响应变化有关。

关于研究

在经过验证的BFI审查符合适当的指南和方法后，研究人员对实验和观察研究进行了两次系统搜索。然后，根据报告的bfi的稳健性、可靠性和可信性，采用四级分类系统对其进行排名。

如果满足所有标准，则BFI被归类为属于效用级1。在第二级，候选BFI可信且稳健，但不知道是否可靠。三级BFI是合理的，但缺乏稳健性和可靠性，而四级BFI尚未报道的食品。

如果满足这些标准，还需要评估其他特征，包括时间动力学(指摄取营养物后取样的采样窗口或时间段)、分析性能和可重复性。

一级和二级BFI

在所有肉类、所有鱼类、鸡肉、富含脂肪的鱼类、所有水果、柑橘类水果、香蕉、全麦或黑麦、酒精、啤酒、葡萄酒和咖啡中都发现了效用等级1或验证的尿液BFI。高脂肪鱼类、全麦和黑麦、柑橘类和酒精类血液中存在一级BFI。

尿液中二级候选BFI包括全植物性食物和各种植物性食物，包括豆类和蔬菜，乳制品，以及一些特定的水果和蔬菜。植物性食品、乳制品、一些肉类和一些非酒精饮料的血液bfi值为2级;然而，这些BFI包含较少的食物，验证较少。

BFI的鉴定和验证

BFI的发现和验证需要发现研究，然后是确认和预测研究。膳食研究确定了合理的bfi;然而，这些可能不是特定的，除非其他食物含有非常低水平的标记物或很少食用。

例如，甜菜碱在橙子中含量很高，被用来检测橙子或柑橘类食物的摄入量，尽管在许多其他食物中发现的甜菜碱含量很低。然而，发现研究可能非常小或代表性差。

观察性研究可用于确定血液或尿液代谢物与饮食之间的关系，但容易受到生活方式因素的干扰。当两种食物经常一起食用时，如日本的鱼和绿茶，鱼的BFI会出现混淆，因为三甲胺氧化(TMAO)也可能与绿茶有关，因此这些食物不适合进行BFI检测。

内源性代谢物是不稳定的BFI，因为它们是由内源性和外源性食物产生的。这些代谢物也与个体间遗传和微生物差异的显著差异有关。

预测研究使用基于随机对照试验的模型来确定特定食物的消费量。这种方法通过识别可以预测摄入量的BFI来优于相关研究，但依赖于采样窗口的准确性。

一些数据库，如Massbank, METLIN Gen2, mzCloud (Thermo Scientific)， mzCloud Advanced，质谱数据库和HMDB，可用于代谢物搜索。全球天然产物社会分子网络倡议正在努力将这些数据库互连起来，并将未知化合物与已知光谱进行比较，例如通过全球天然产物社会质谱搜索工具(MASST)。

BFI应用程序

BFI的选择取决于研究的目的。定性BFI足以识别不合规或执行每个协议分析。相反，特征BFI的组合提供了更大的特异性，甚至可以识别整个膳食或饮食模式。

在评估第二步的食用量之前，分步方法可以帮助确定感兴趣食物的实际消费者，从而允许更不可靠的BFI在这类研究中发挥作用。

习惯饮食模式可以通过多次采样来捕获，频率和数量取决于采样窗口和消费频率。目前研究中确定的最佳采样方法包括斑点尿样，如第一天早晨空尿或隔夜累积尿样、干燥尿样、真空管储存尿样、干燥斑点尿样和微采样。

远程抽样增加了可能参与者的数量，也增加了监测饮食模式及其随时间变化的能力。这些方法还可以改善旨在确定饮食与疾病风险之间相关性的流行病学研究。

改进抽样和分析方法也可以提高营养研究的准确性，并在饮食摄入量和健康后果之间建立可信的联系。

未来的发展

未来的研究需要利用不同的样品、食物组和饮食，以及熟食和加工食品来验证单和多标记BFI的发展。定量BFI还应通过剂量-反应研究来确定特征，而BFI组合应用于预测和分类摄入和饮食模式。精确营养对于控制肥胖和心脏代谢疾病尤其重要，因为个体对饮食的反应各不相同，因此一种饮食方法似乎无法奏效。个性化饮食干预是行为改变的良好驱动因素，可以改善饮食质量。”