Felicitaties aan Xie Liwei, de Biological Research and Development Consultant, voor het beveiligen van het nieuwe bod voor de Olympische Spelen
Wereldwijd neemt de prevalentie van overgewicht/obesitas snel toe. Obesitas en de complicaties ervan hebben niet alleen ernstige invloed op de kwaliteit van leven van patiënten, maar brengen ook een zware economische last voor de samenleving en gezinnen. Lage koolhydraat diëten (LCD) zijn een voedingsinterventiemodus voor gewichtsverliestherapie. In verschillende studies zijn de gewichtsverlieseffecten van LCD -interventie echter nogal verschillend. Er is momenteel onvoldoende bewijs om dit verschil uit te leggen. Dit is een kwalitatief fenomeen, dat ook een uitdagend aspect is op het gebied van medisch gewichtsbeheer.
Op 15 september zijn de teams van professor Hong Chen en professor Sun Jia van de afdeling Endocrinology and Metabolism in het Zhujiang Hospital of Southern Medical University, en professor Xie Liwei van de Gut Microbiology and Health Team van het Guangdong Institute of Microbiology, de Clinical gepubliceerd Onderzoeksrapport getiteld 'Gut Microbiota dient als een voorspelbaar resultaat van interventie op korte termijn koolhydraatarm dieet (LCD) voor patiënten met obesitas' in het tijdschrift Microbiology Spectrum. Deze studie rapporteerde voor het eerst dat de basislijnkenmerken van de darmflora een bepalende factor is voor het kortetermijn-koolhydraatarme dieet (LCD) gewichtsvermindering effect bij het overgewicht en obese bevolking. De studie bouwt een kunstmatige neurale netwerken (ANN) -model op basis van de basiskenmerken van de darmflora om het gewichtsverlieseffect van LCD te voorspellen. De bevindingen bieden een nieuwe aanpak voor klinische medische gewichtsbeheer en interventiestrategieën.
Wereldwijd neemt de prevalentie van overgewicht/obesitas snel toe. Sinds 1980 is de prevalentie van obesitas in meer dan 70 landen verdubbeld. De bevolking die wordt getroffen door obesitas of obesitas-gerelateerde chronische metabole ziekten is toegenomen tot meer dan 2 miljard [1]. Volgens gegevens van het National Center for Health Statistics (NCHS), van 2017 tot 2018, was de prevalentie van obesitas in de VS ongeveer 42,4%, en de prevalentie van ernstige obesitas met een BMI≥40 kg/m2 bereikte 9,2% [2 [2 ]. Tegelijkertijd wees het "rapport over voeding en chronische ziektestatus van Chinese inwoners (2020)" [3] erop dat de prevalentie/incidentie van overgewicht en obesitas bij Chinese inwoners nog steeds snel stijgt, en het overgewicht van de volwassen bevolking of Het obesitaspercentage heeft 50%overschreden. Overgewicht/obesitas is een risicofactor voor een reeks chronische ziekten zoals hart- en vaatziekten, diabetes type 2, kanker, enz. [4], [5], die de gezondheid van Chinese mensen ernstig in gevaar brengen [6], [7], [8]. Bovendien zijn er meer dan 29 complicaties zoals hypertensie, dyslipidemie en glucosemetabolisme -aandoeningen veroorzaakt door obesitas bij adolescenten, wat de fysieke ontwikkeling en gezondheid van adolescenten ernstig beïnvloedt. Voor zwaarlijvige patiënten zijn CVD's de belangrijkste reden voor de hoge obesitas-gerelateerde mortaliteit en een handicappercentage. Het hoge BMI-gerelateerde handicappercentage veroorzaakt door CVD's is 34% en het hoge BMI-gerelateerde sterftecijfer is zo hoog als 41% [9]
Toenemende morbiditeit, potentiële gezondheidsrisico's en aanzienlijke economische last hebben het probleem van overgewicht/obesitas tot een enorme uitdaging op het gebied van wereldwijde volksgezondheid gemaakt. In de afgelopen jaren zijn verschillende vormen van gewichtsverliesinterventies geleidelijk toegepast in de klinische praktijk en in richtlijnen zijn geschreven. Lifestyle -interventies zijn de hoeksteen van obesitasbehandeling en dieetinterventies zijn de primaire keuze. Onder de vele modellen met dieetinterventies heeft een koolhydraatarm dieetinterventie veel aandacht getrokken. Het heeft een lange geschiedenis, maar het heeft verschillende vormen. In de afgelopen jaren heeft LCD wijdverbreide aandacht getrokken, maar er zijn ook bepaalde controverses.
Deze studie omvatte 51 mannelijke of vrouwelijke proefpersonen van 18-65 jaar die voldeden aan de diagnostische criteria van overgewicht/obesitas (geen antibiotica of medicijnen werden gebruikt in de eerste 3 maanden van de klinische proef). De proefpersonen werden gerandomiseerd in groepen en werden verdeeld in verschillende groepen. Energiebeperkte normaal dieet (ND) groep en niet-calorie-beperkte low-carbohydraat dieetgroep (LCD). De dieetinterventietijd was 12 weken. Om de LCD -dieetstructuur te waarborgen, heeft de LCD -groep een gestandaardiseerde voedingsbar overgenomen (geleverd door Guangzhou Nanda Feite Nutrition and Health Consulting Co., Ltd.) in plaats van het dagelijkse nietje voedsel voor lunch en diner. Het aantal andere voedingsmiddelen is niet beperkt en overeten wordt vermeden. Op het moment van inschrijving (dwz basislijn) en 12 weken na de interventie werden veneus bloed- en ontlastingsmonsters verzameld. De bloedmonsters werden gebruikt voor de detectie van bloedbiochemische indicatoren zoals glucose- en lipidemetabolisme, lever- en nierfunctie en de ontlastingsmonsters werden gebruikt voor darmflora 16S rDNA -ampliconsequencing, door 16S rDNA Amplicon -sequencing, een totaal van 2,47 miljoen hoog -Kwaliteitslezingen werden verkregen. Het dieet van de proefpersonen werd 3 dagen per week gemonitord door een 24-uurs dieet. Tijdens de gehele studieperiode was het gemiddelde aandeel van de inname van koolhydraat in de normale dieetgroep ongeveer 50% en was het aandeel in de LCD-groep ongeveer 20% (figuur 1B-D). Hoewel de calorie-inname niet beperkt was, was de gemiddelde energie-inname van de koolstofarme groep ongeveer 50%. De inschrijving was aanzienlijk lager dan die van de normale dieetgroep. De 12 weken durende LCD-interventie verbeterde de lichaamsparameters van de proefpersonen zoals BMI, tailleomtrek, tailleomtrek, lichaamsvetpercentage en visceraal vetgebied.
Naast verschillende resultaten van het gewichtsverlies, kunnen verschillende voedingscomponenten de samenstelling en diversiteit van de darmflora beïnvloeden, maar afgezien van veranderingen in de algehele samenstelling en phyla -niveau, hebben eerdere studies geen constructieve conclusie getrokken om LCD te begeleiden, we hebben daarom geanalyseerd De darmflora-sequentiegegevens, en gebruikte 5-voudige kruisvalidatie en willekeurig bosalgoritme, rekening houdend met het minimale foutenpercentage en standaardafwijking om de hoogste nauwkeurigheid en stabiliteit te garanderen. Vervolgens hebben we de 16S rDNA -sequentiegegevens van proefpersonen in de ND- en LCD -groepen voor en na de test geanalyseerd om potentiële biomarkers van flora te identificeren. Uit een verdere analyse van al het geslacht van het willekeurige bosmodel in gegevens in aanvang en week 12 bleek dat de relatieve overvloed van Ruminococcaceae Oscillospira en Porphyromonadaceae Parabacteroides aanzienlijk toenam na de 12-weken LCD-interventie, en het verschil was statistisch significant (p <0,05 ). Volgens bestaande onderzoeksrapporten zijn deze twee soorten bacteriën betrokken bij de productie van butyraat in de darm, wat suggereert dat er andere factoren kunnen zijn die gewichtsveranderingen beïnvloeden tijdens het proces van LCD -interventie bij gewichtsverlies.
Analyseer het gewichtsverlies van elk onderwerp en deel elke groep in twee subgroepen volgens de clustering van parameters voor gewichtsverlies: BMI, tailleomtrek, WHR-, BFR- en VFA -veranderingen: een gemodereerd gewichtsverlieseffect. Gewichtsverliesgroep (MG) en significante gewichtsverliesgroep (verschillende gewichtsverliesgroep, DG). Onder de omstandigheden van LCD -interventie waren de energie -inname en het aandeel koolhydraten in het dieet van de twee subgroepen bijna hetzelfde, maar de gewichtsverliesindexen van de proefpersonen in de duidelijk effectieve subgroep namen aanzienlijk af, wat suggereert dat de geïndividualiseerde verschillen in Gewichtsverlieseffecten kunnen worden beïnvloed door andere factoren. Invloed
De bovenstaande resultaten suggereren dat LCD -interventie een goed effect van gewichtsverlies heeft, maar er zijn individuele verschillen. Daarom analyseerde deze studie verder de darmflora -gegevens van de twee subgroepen en onderzocht verder of er potentiële factoren zijn gerelateerd aan de flora die het verschil in gewichtsverlies tussen de twee subgroepen in dit dieet veroorzaakten. In verdere subgroepanalyse hebben we het co-op-voorkomen netwerk op geslachtsniveau gebruikt om de interactie tussen de darmflora in de LCD-subgroep verder te analyseren en ontdekten we dat na 12 weken van LCD-interventie, hoewel de twee subgroepen LCD_DG en LCD_MG het netwerkinteractiecomplexiteit van het netwerk is afgenomen, maar LCD_DG vertoonde een dichtere, uitgebreidere en rijkere netwerkinteractiecomplexiteit dan LCD_MG in de basislijn en op de 12e week. De bovenstaande resultaten geven aan dat, naast de verschillen in de samenstelling en diversiteit van de flora, de verschillen tussen de structuur van de flora en de complexiteit van de interactie van de flora een belangrijke reden kunnen zijn voor de individuele verschillen in het gewichtsverlies effect. In de koolstofarme subgroep bleek uit analyse van het willekeurige bosmodelalgoritme dat de basislijn relatieve overvloed van bacteroidaceae bacteroides statistisch verschillend was in de twee subgroepen van het koolstofarme dieet. Volgens lineaire regressieanalyse hebben we geconstateerd dat de basislijn van de relatieve overvloed bacteroidaceae positief is gecorreleerd met het gewichtsverlieseffect van koolstofarme dieet op korte termijn. Op basis van de bovenstaande resultaten werd het ROC-model vastgesteld op basis van de baseline relatieve overvloed van de koolstofarme subgroep van bacteroides. Het ROC -model weerspiegelt de gevoeligheid van elk gegevenspunt op de curve voor dezelfde signaalstimulus en weerspiegelt volledig de gevoeligheid en specificiteit van de variabelen. In deze studie bereikte de ROC-model AUC-waarde 73,2%, wat suggereert dat de basisrelatieve overvloed aan bacteroides een bepaalde voorspellende waarde heeft voor het kortetermijneffect op korte koolhydraat dieet.
Omdat de flora in de menselijke darm geen onafhankelijk individu is, zijn er ingewikkelde verbindingen tussen bacteriën. Daarom introduceert dit onderzoek een kunstmatig neurale netwerk (ANN). ANN is een krachtigere dieplerenmodel dat is getraind en gebruikt om biologische neurale netwerken te simuleren voor complexe gegevensanalyse. Ann is gebaseerd op biologische neurale netwerken. Het basisprincipe van het netwerk, het imiteren van de menselijke hersenstructuur en het externe stimulusresponsmechanisme, het bouwen van een model op basis van de kennis van netwerktopologie, heeft de functies van associatief geheugen, classificatie en herkenning, geoptimaliseerde berekening en niet -lineaire mapping. In de afgelopen jaren passen steeds meer medische onderzoeken ANN toe op de verwerking van complexe gegevens. We hebben de veranderingswaarden en verhoudingen van de gewichtsverliesparameters van de LCD -groep in het ANN -model opgenomen op basis van de basisrelatieve overvloed van de algehele darmflora van de groep, en verkregen een hogere voorspellende modelbepalingscoëfficiënt (R2), die ook aangeeft De voorspelling van ANN Het effect is beter dan het lineaire model, wat suggereert dat het voorspellingseffect beter is.
Al met al toont het huidige onderzoek aan dat bij overgewicht/zwaarlijvige mensen de kortetermijninterventie op korte termijn zonder caloriebeperking een aanzienlijk gewichtsverlieseffect heeft zonder significante nadelige effecten. Er zijn individuele verschillen in LCD-gewichtsverlies op korte termijn. De relatieve overvloed aan bacteroidaceae bacteroides bij aanvang vóór LCD-interventie is positief gecorreleerd met het kortetermijn-lcd-interventie-gewichtsverlieseffect. Ten slotte construeerde deze studie een zeer nauwkeurige ANN-voorspellingsmodel op basis van de relatieve overvloed van de darmflora bij de basislijn. Via het ANN -voorspellingsmodel werd gevonden dat de basislijn relatieve overvloed van de darmflora kan worden gebruikt als een voorspeller van het geïndividualiseerde gewichtsverlieseffect vóór LCD -interventie. , Het heeft een belangrijk leidende betekenis voor gewichtsbeheer van klinische geneeskunde. Gerelateerde onderzoeksresultaten werden gepubliceerd in "Microbiology Spectrum".
Op basis van de resultaten van dit onderzoek, in het gewicht van de klinische geneeskunde, is de relatieve overvloed aan bacteroidaceae bacteroides in de darmen relatief laag, maar de personen met overgewicht/zwaarlijvige die hopen te verliezen via LCD overeenkomstige probio tics . Doeltreffendheid. Momenteel werkt onze onderzoeksgroep samen met het Guangdong Academy of Sciences Institute of Microbiology en Xie Liwei Research Institute Team om klinisch onderzoek naar gewichtsverlies uit te voeren naar het gecombineerde gebruik van probiotica en koolstofarme dieet om de strategieën en ideeën van medische verder te onderzoeken Gewichtsbeheer. Laten we uitkijken naar de bijgewerkte onderzoeksresultaten.
De belangrijkste auteur van deze studie is Zhang Susu, een arts van de afdeling endocrinologie en metabolisme, Zhujiang Hospital, Southern Medical University; Co-first auteur, Wu Peili, promovendus bij de afdeling Endocrinology and Metabolism, Nanfang Hospital, Southern Medical University; Tian is ook een Ph.D., Afdeling Endocrinology and Metabolism, Zhujiang Hospital, Southern Medical University, Chen Hong de professor en onderzoeker Xie Liwei van het State Key Laboratory of Applied Microbiology in Zuid -China gezamenlijk gecultiveerde hoofdstudenten; Liu Bingdong is een gezamenlijke training van promovendi door professor Pan Jiyang van de afdeling Psychiatrie van het eerste aangesloten ziekenhuis van Jinan University en onderzoeker Xie Liwei van het State Key Laboratory of Applied Microbiology in Zuid -China. De bijbehorende auteur van dit artikel is professor Sun Jia van de afdeling Endocrinology and Metabolism, Zhujiang Hospital of Southern Medical University en de co-correspondende auteurs zijn professor Chen Hong van de afdeling Endocrinology and Metabolism, Zhujiang Hospital of Southern Medical University, en onderzoeker Pi Xie Liwei van het Intestinal Microecology and Health Team van het Institute of Microbiology, Guangdong Academy of Sciences.