Xin chúc mừng Xie Liwei, nhà tư vấn nghiên cứu và phát triển sinh học, đã đảm bảo giá thầu mới cho Thế vận hội

Xin chúc mừng Xie Liwei, nhà tư vấn nghiên cứu và phát triển sinh học, đã đảm bảo giá thầu mới cho Thế vận hội

Trên toàn cầu, tỷ lệ thừa cân/béo phì đang tăng lên nhanh chóng. Béo phì và các biến chứng của nó không chỉ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân mà còn mang lại gánh nặng kinh tế nặng nề cho xã hội và gia đình. Chế độ ăn ít carbohydrate (LCD) là một chế độ can thiệp chế độ ăn uống cho liệu pháp giảm cân. Tuy nhiên, trong các nghiên cứu khác nhau, tác dụng giảm cân của can thiệp LCD là khá khác nhau. Hiện tại không có bằng chứng đầy đủ để giải thích sự khác biệt này. Đây là một hiện tượng định tính, cũng là một khía cạnh đầy thách thức trong lĩnh vực quản lý cân nặng y tế.

Vào ngày 15 tháng 9, các nhóm của Giáo sư Hong Chen và Giáo sư Sun Jia từ Khoa Nội tiết và Chuyển hóa tại Bệnh viện Zhujiang của Đại học Y khoa Nam, và Giáo sư Xie Liwei từ Vi sinh học và Đội ngũ sức khỏe của Viện Vi mô học Báo cáo nghiên cứu có tiêu đề 'Microbiota đường ruột đóng vai trò là kết quả có thể dự đoán được của can thiệp chế độ ăn ít carbohydrate ngắn hạn (LCD) cho bệnh nhân béo phì' trong phổ Vi sinh. Nghiên cứu này lần đầu tiên báo cáo rằng đặc tính cơ bản của hệ thực vật đường ruột là yếu tố quyết định hiệu quả giảm cân trong chế độ ăn ít carbohydrate (LCD) ngắn hạn trong dân số thừa cân và béo phì. Nghiên cứu xây dựng một mô hình mạng lưới thần kinh nhân tạo (ANN) dựa trên các đặc điểm cơ bản của hệ thực vật đường ruột để dự đoán hiệu quả giảm cân của LCD. Các phát hiện cung cấp một cách tiếp cận mới cho các chiến lược can thiệp và quản lý y tế lâm sàng.

Trên toàn cầu, tỷ lệ thừa cân/béo phì đang tăng lên nhanh chóng. Kể từ năm 1980, tỷ lệ béo phì ở hơn 70 quốc gia đã tăng gấp đôi. Dân số bị ảnh hưởng bởi bệnh béo phì hoặc các bệnh chuyển hóa mãn tính liên quan đến béo phì đã tăng lên hơn 2 tỷ [1]. Theo dữ liệu từ Trung tâm Thống kê Y tế Quốc gia (NCHS), từ năm 2017 đến 2018, tỷ lệ mắc bệnh béo phì ở Mỹ là khoảng 42,4% và tỷ lệ mắc bệnh béo phì nghiêm trọng với BMI≥40 kg/m2 đạt 9,2% [2 ]. Đồng thời, "Báo cáo về dinh dưỡng và tình trạng bệnh mãn tính của cư dân Trung Quốc (2020)" [3] chỉ ra rằng tỷ lệ lưu hành/tỷ lệ mắc bệnh thừa cân và béo phì ở cư dân Trung Quốc vẫn tăng nhanh, và dân số trưởng thành thừa cân hoặc Tỷ lệ béo phì đã vượt quá 50%. Thừa cân/béo phì là một yếu tố nguy cơ đối với một loạt các bệnh mãn tính như bệnh tim mạch, tiểu đường loại 2, ung thư, v.v. [4], [5], gây nguy hiểm nghiêm trọng cho sức khỏe của người Trung Quốc [6], [7], [số 8]. Ngoài ra, có hơn 29 biến chứng như tăng huyết áp, rối loạn lipid máu và rối loạn chuyển hóa glucose do béo phì ở thanh thiếu niên, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự phát triển thể chất và sức khỏe của thanh thiếu niên. Đối với bệnh nhân béo phì, CVD là lý do chính cho tỷ lệ tử vong và khuyết tật liên quan đến béo phì cao. Tỷ lệ khuyết tật liên quan đến BMI cao do CVD gây ra là 34% và tỷ lệ tử vong liên quan đến BMI cao cao tới 41% [9]

Tăng tỷ lệ mắc bệnh, các mối nguy hiểm sức khỏe tiềm ẩn và gánh nặng kinh tế đáng kể đã khiến vấn đề thừa cân/béo phì trở thành một thách thức lớn trong lĩnh vực y tế công cộng toàn cầu. Trong những năm gần đây, các hình thức can thiệp giảm cân khác nhau đã được áp dụng dần trong thực hành lâm sàng và được viết thành các hướng dẫn. Can thiệp lối sống là nền tảng của điều trị béo phì và can thiệp chế độ ăn uống là lựa chọn chính. Trong số nhiều mô hình can thiệp chế độ ăn uống, can thiệp chế độ ăn kiêng carbohydrate thấp đã thu hút nhiều sự chú ý. Nó có một lịch sử lâu dài, nhưng nó có các hình thức khác nhau. Trong những năm gần đây, LCD đã thu hút sự chú ý rộng rãi, nhưng cũng có những tranh cãi nhất định.

Nghiên cứu này bao gồm 51 đối tượng nam hoặc nữ ở độ tuổi 18-65, người đã đáp ứng các tiêu chuẩn chẩn đoán thừa cân/béo phì (không có kháng sinh hoặc thuốc được sử dụng trong 3 tháng đầu của thử nghiệm lâm sàng). Các đối tượng được chọn ngẫu nhiên thành các nhóm và được chia thành các nhóm khác nhau. Nhóm chế độ ăn uống bình thường (ND) hạn chế năng lượng và nhóm chế độ ăn kiêng carbohydrate thấp không giới hạn calo (LCD). Thời gian can thiệp chế độ ăn uống là 12 tuần. Để đảm bảo cấu trúc chế độ ăn kiêng LCD, nhóm LCD đã áp dụng một thanh dinh dưỡng tiêu chuẩn hóa (được cung cấp bởi Quảng Châu Nanda Feite Dinh dưỡng và Công ty TNHH Tư vấn Sức khỏe) thay vì thực phẩm chủ lực hàng ngày cho bữa trưa và bữa tối. Số lượng thực phẩm khác không bị giới hạn, và tránh quá nhiều. Tại thời điểm đăng ký (IE cơ sở) và 12 tuần sau khi can thiệp, máu tĩnh mạch và các mẫu phân được thu thập. Các mẫu máu được sử dụng để phát hiện các chỉ số sinh hóa máu như chuyển hóa glucose và lipid, chức năng gan và thận, và các mẫu phân được sử dụng để giải trình tự khuếch đại hệ thực vật đường ruột 16S -quals Reads đã thu được. Chế độ ăn của các đối tượng được theo dõi thông qua chế độ ăn kiêng 24 giờ trong 3 ngày một tuần. Trong toàn bộ thời gian nghiên cứu, tỷ lệ trung bình của lượng carbohydrate trong nhóm ăn kiêng bình thường là khoảng 50% và tỷ lệ trong nhóm LCD là khoảng 20% ​​(Hình 1B-D). Mặc dù lượng calo không bị hạn chế, lượng năng lượng trung bình của nhóm carbon thấp là khoảng 50%. Ghi danh thấp hơn đáng kể so với nhóm ăn kiêng bình thường. Can thiệp LCD 12 tuần đã cải thiện đáng kể các thông số cơ thể của các đối tượng như BMI, chu vi vòng eo, chu vi vòng eo, tỷ lệ phần trăm chất béo cơ thể và vùng mỡ nội tạng.

Ngoài các kết quả giảm cân khác nhau, các thành phần chế độ ăn uống khác nhau có thể ảnh hưởng đến thành phần và sự đa dạng của hệ thực vật đường ruột, nhưng ngoài những thay đổi trong thành phần tổng thể và mức độ phyla, do đó, các nghiên cứu trước đây không rút ra kết luận mang tính xây dựng để hướng dẫn LCD, chúng tôi đã phân tích Dữ liệu giải trình tự hệ thực vật đường ruột, và áp dụng thuật toán rừng ngẫu nhiên và xác nhận chéo 5 lần, có tính đến tỷ lệ lỗi tối thiểu và độ lệch chuẩn để đảm bảo độ chính xác và ổn định cao nhất. Tiếp theo, chúng tôi đã phân tích dữ liệu trình tự 16S rDNA của các đối tượng trong các nhóm ND và LCD trước và sau khi thử nghiệm để xác định các dấu ấn sinh học tiềm năng của hệ thực vật. Một phân tích sâu hơn về tất cả các chi được sàng lọc bởi mô hình rừng ngẫu nhiên trong đường cơ sở và dữ liệu tuần 12 cho thấy sự phong phú tương đối của Ruminococcaceae oscillospira và porphyromonadaceae parabacteroides tăng đáng kể sau khi can thiệp LCD 12 tuần và sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p <0,05 ). Theo các báo cáo nghiên cứu hiện tại, hai loài vi khuẩn này có liên quan đến việc sản xuất butyrate trong ruột, cho thấy rằng có thể có các yếu tố khác ảnh hưởng đến thay đổi cân nặng trong quá trình can thiệp LCD trong việc giảm cân.

Phân tích sâu hơn về việc giảm cân của từng đối tượng và chia từng nhóm thành hai nhóm phụ theo phân cụm các thông số giảm cân: BMI, chu vi vòng eo, WHR, BFR và VFA thay đổi: hiệu ứng giảm cân kiểm duyệt. Nhóm giảm cân (MG) và nhóm giảm cân đáng kể (nhóm giảm cân khác biệt, DG). Trong các điều kiện can thiệp LCD, lượng năng lượng và tỷ lệ carbohydrate trong chế độ ăn của hai nhóm phụ gần như giống nhau, nhưng chỉ số giảm cân của các đối tượng trong phân nhóm hiệu quả rõ rệt đã giảm đáng kể hơn, cho thấy sự khác biệt cá nhân hóa trong Hiệu ứng giảm cân có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khác. Ảnh hưởng

Các kết quả trên cho thấy sự can thiệp của LCD có tác dụng giảm cân tốt, nhưng có sự khác biệt cá nhân. Do đó, nghiên cứu này đã phân tích thêm dữ liệu hệ thực vật đường ruột của hai nhóm nhỏ và khám phá thêm liệu có các yếu tố tiềm năng liên quan đến hệ thực vật gây ra sự khác biệt về giảm cân giữa hai nhóm nhỏ trong chế độ ăn này hay không. Trong phân tích phân nhóm tiếp theo, chúng tôi đã sử dụng mạng đồng xuất ở cấp độ chi để phân tích sâu hơn sự tương tác giữa hệ thực vật đường ruột trong phân nhóm LCD và thấy rằng sau 12 tuần can thiệp LCD, mặc dù hai nhóm nhỏ LCD_DG và LCD_MG, độ phức tạp tương tác mạng của mạng đã giảm, nhưng LCD_DG cho thấy độ phức tạp tương tác mạng dày đặc hơn, rộng hơn và phong phú hơn so với LCD_MG trong đường cơ sở và vào tuần thứ 12. Các kết quả trên chỉ ra rằng, ngoài sự khác biệt về thành phần và tính đa dạng của hệ thực vật, sự khác biệt giữa cấu trúc của hệ thực vật và sự phức tạp của sự tương tác của hệ thực vật có thể là một lý do quan trọng cho sự khác biệt cá nhân trong việc giảm cân tác dụng. Trong phân nhóm carbon thấp, phân tích theo thuật toán mô hình rừng ngẫu nhiên đã phát hiện ra rằng sự phong phú tương đối cơ bản của Bacteroidaceae Bacteroides khác nhau về mặt thống kê trong hai nhóm nhỏ của chế độ ăn carbon thấp. Theo phân tích hồi quy tuyến tính, chúng tôi đã tìm thấy đường cơ sở của sự phong phú tương đối của Bacteroidaceae có mối tương quan tích cực với hiệu quả giảm cân của chế độ ăn carbon thấp ngắn hạn. Dựa trên các kết quả trên, mô hình ROC được thiết lập dựa trên sự phong phú tương đối cơ bản của phân nhóm vi khuẩn carbon thấp. Mô hình ROC phản ánh tính nhạy cảm của từng điểm dữ liệu trên đường cong với cùng một kích thích tín hiệu và phản ánh toàn diện độ nhạy và độ đặc hiệu của các biến. Trong nghiên cứu này, giá trị AUC mô hình ROC đạt 73,2%, cho thấy rằng sự phong phú tương đối cơ bản của Bacteroides có giá trị dự đoán nhất định đối với hiệu quả giảm cân chế độ ăn ít carbohydrate ngắn hạn.

Vì hệ thực vật trong ruột người không phải là một cá thể độc lập, nên có những kết nối phức tạp giữa vi khuẩn. Do đó, nghiên cứu này giới thiệu mạng lưới thần kinh nhân tạo (ANN). Ann là một mô hình học tập sâu mạnh hơn được đào tạo và sử dụng để mô phỏng các mạng lưới thần kinh sinh học để phân tích dữ liệu phức tạp. Ann dựa trên mạng lưới thần kinh sinh học. Nguyên tắc cơ bản của mạng, bắt chước cấu trúc não người và cơ chế phản ứng kích thích bên ngoài, xây dựng một mô hình dựa trên kiến ​​thức về cấu trúc liên kết mạng, có các chức năng của bộ nhớ kết hợp, phân loại và nhận dạng, tính toán tối ưu hóa và lập bản đồ phi tuyến. Trong những năm gần đây, ngày càng có nhiều nghiên cứu y học áp dụng ANN vào việc xử lý dữ liệu phức tạp. Chúng tôi đã kết hợp các giá trị và tỷ lệ thay đổi của các tham số giảm cân của nhóm LCD vào mô hình ANN dựa trên sự phong phú tương đối cơ bản của hệ thực vật ruột tổng thể của nhóm và thu được hệ số xác định mô hình dự đoán cao hơn (R2), cũng cho thấy Dự đoán về ANN Hiệu ứng tốt hơn mô hình tuyến tính, cho thấy hiệu ứng dự đoán là tốt hơn.

Nói chung, nghiên cứu hiện tại cho thấy ở những người thừa cân/béo phì, can thiệp LCD ngắn hạn mà không hạn chế calo có tác dụng giảm cân đáng kể mà không có tác dụng phụ đáng kể. Có sự khác biệt cá nhân trong việc giảm cân LCD ngắn hạn. Sự phong phú tương đối của Bacteroidaceae Bacteroides tại đường cơ sở trước khi can thiệp LCD tương quan tích cực với hiệu ứng giảm cân can thiệp LCD ngắn hạn. Cuối cùng, nghiên cứu này đã xây dựng một mô hình dự đoán ANN có độ chính xác cao dựa trên sự phong phú tương đối của hệ thực vật đường ruột ở đường cơ sở. Thông qua mô hình dự đoán ANN, người ta thấy rằng sự phong phú tương đối cơ bản của hệ thực vật đường ruột có thể được sử dụng như một yếu tố dự báo về hiệu ứng giảm cân cá nhân trước khi can thiệp LCD. , Nó có ý nghĩa hướng dẫn quan trọng đối với quản lý cân nặng y học lâm sàng. Kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trong "Phổ vi sinh".

Dựa trên kết quả của nghiên cứu này, trong quản lý cân nặng y học lâm sàng, sự phong phú tương đối của Bacteroidaceae Bacteroides trong ruột là tương đối thấp, nhưng các đối tượng thừa cân/béo phì, những người hy vọng giảm cân thông qua LCD có thể làm tăng cân nặng của LCD bằng cách bổ sung Probio tương ứng tics . Hiệu quả. Hiện tại, nhóm nghiên cứu của chúng tôi đang làm việc với Viện Vi sinh Khoa học Quảng Đông và Nhóm nghiên cứu XIE LIWEI để thực hiện nghiên cứu giảm cân lâm sàng về việc sử dụng kết hợp chế độ ăn kiêng và chế độ ăn ít carbon để khám phá thêm các chiến lược và ý tưởng của Quản lý cân nặng. Chúng ta hãy mong đợi các kết quả nghiên cứu cập nhật.

Tác giả chính của nghiên cứu này là Zhang Susu, một bác sĩ của Khoa Nội tiết và Chuyển hóa, Bệnh viện Zhujiang, Đại học Y khoa Nam; Đồng tác giả đồng đầu tiên, Wu Peili, ứng cử viên tiến sĩ tại Khoa Nội tiết và Chuyển hóa, Bệnh viện Nan Phường, Đại học Y khoa Nam; Tian cũng là Tiến sĩ, Khoa Nội tiết và Chuyển hóa, Bệnh viện Zhujiang, Đại học Y khoa Nam, Chen Hong, giáo sư và nhà nghiên cứu Xie Liwei của Phòng thí nghiệm Vi sinh ứng dụng chính của Nhà nước ở Nam Trung Quốc cùng trồng trọt; Liu Bingdong là một khóa đào tạo chung của các sinh viên tiến sĩ của Giáo sư Pan Jiyang từ Khoa Tâm thần học của Bệnh viện liên kết đầu tiên của Đại học Jinan và nhà nghiên cứu Xie Liwei của Phòng thí nghiệm Vi sinh ứng dụng chính của Nhà nước ở Nam Trung Quốc. Tác giả tương ứng của bài viết này là Giáo sư Sun Jia từ Khoa Nội tiết và Chuyển hóa, Bệnh viện Zhujiang của Đại học Y khoa Nam, và các tác giả đồng nghiệp là Giáo sư Chen Hong từ Khoa Nội tiết và Chuyển hóa, Bệnh viện Zhujiang của Đại học Y khoa Nam, và nhà nghiên cứu Pi Xie Liwei từ Nhóm Vi sinh học và Sức khỏe của Viện Vi sinh học, Học viện Khoa học Quảng Đông.