新型生物标志物在营养治疗个体化中的应用与前景:一篇叙述性综述

【字体: 时间:2025年09月29日 来源:Precision Nutrition

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  本综述系统探讨了新型生物标志物在个体化营养治疗中的前沿进展,强调其如何通过精准评估代谢应激、炎症状态及特定疾病表型(如GLIM标准),优化临床营养干预策略,最终改善住院患者(尤其是内科患者)的死亡率和并发症预后。

  
Introduction to the topic of malnutrition
营养不良是一种多因素综合征,与住院患者的高发病率、死亡率、恢复延迟及医疗成本增加密切相关。尽管常被视作单一疾病,但其病因复杂,涉及炎症、内分泌改变、社会经济因素等多维度交互作用。近年来,大型随机对照试验证实营养治疗可显著降低特定患者群体的死亡率,凸显早期筛查与个体化干预的重要性。
Definitions and diagnosis
目前缺乏全球统一的营养不良定义。欧洲临床营养与代谢学会(ESPEN)提出三类:无炎症的疾病相关营养不良、伴炎症的疾病相关营养不良以及食物获取不足导致的饥饿。世界卫生组织(WHO)等其他机构则认可不同定义,反映该领域争议仍在。全球营养不良领导倡议(GLIM)框架通过表型(如非自愿体重减轻、低体重指数[BMI]、肌肉量减少)和病因(如食物摄入或吸收减少、炎症或疾病负担)标准推进诊断标准化。诊断需至少满足一项表型及一项病因标准,其他工具如美国营养与饮食学会/ASPEN营养不良诊断指标(AAIM)也被应用。共识难度源于营养不良的异质机制及其对体成分与功能的影响,需持续重新评估。
Prevalence and etiology
营养不良影响全年龄段人群,尤其在多慢性病老年患者中日益凸显。约1/4欧美内科住院患者入院时存在营养不良或风险。住院期间食欲减退、药物副作用、检查禁食及营养管理不足加剧营养状况恶化。病因包括炎症、内分泌紊乱、急慢性疾病效应、失用性肌肉萎缩及社会经济因素。营养不良与不良临床结局独立相关,早期识别与治疗对改善患者护理至关重要。
Pathophysiology
营养不良病理生理涉及社会经济、疾病相关、内分泌变化及炎症等多因素交互(Figure 1)。炎症是关键驱动因素,急性或慢性炎症通过细胞因子(如IL-6、TNF-α)介导疾病相关厌食,减少能量与蛋白质摄入,并引发内分泌改变(如皮质醇升高)导致分解代谢增强、疲劳及活动减少。此类分解代谢无法通过增加摄入逆转。肠道激素如GLP-1也与炎症互动,加剧食欲减退与体重减轻。胃肠道功能障碍、多药治疗及合并症进一步促进营养不良,社会经济因素如隔离、高龄、低收入或食物不安全则导致慢性营养不良。
Nutritional therapy improves clinical outcomes
近期随机对照试验为医疗营养治疗效益提供强证据。2019年荟萃分析显示营养支持使死亡率降低27%。瑞士EFFORT试验表明个体化营养支持(聚焦能量、蛋白质及微量营养素需求)显著降低死亡风险(NNT=37)。美国NOURISH试验发现专研高蛋白口服补充剂优于安慰剂(NNT=20)。心衰与肺炎患者研究也报告类似积极结果。共同要素包括入院风险筛查、多学科评估、排除药物或医学因素影响、设定个体化能量(如25–30 kcal/kg/天)与蛋白质目标(1.2–1.5 g/kg/天,肾衰竭者0.8 g/kg/天),并通过口服食物、强化零食或肠内/肠外营养达成目标。ESPEN与ASPEN指南支持该策略,尤其针对多病共存患者及老年人。
Individualization and use of biomarkers
营养支持方案需根据BMI与疾病严重度个体化。患者对治疗反应受疾病特定因素(合并症、炎症)与患者特定因素(年龄、遗传倾向)影响(Figure 2)。重症患者营养治疗效果有限促使重新评估生理基础与方法。生物标志物有望预测结局或治疗反应,推动个体化营养治疗发展。
Biomarkers and muscle health measures that were traditionally used to assess nutritional status
传统标志物如白蛋白、前白蛋白或红细胞分布宽度(RDW)更多反映疾病严重度而非营养状况,虽具预后价值但不推荐用于营养评估。ASPEN立场文件强调其与总体蛋白质无直接关联。肌肉健康指标如握力(HGS)是强预后预测因子,低HGS患者营养治疗效益更显著。计算机断层扫描(CT)可评估体成分与肌肉质量,结合功能参数诊断肌肉减少症。营养支持对肌肉减少症患者效果较弱,突显早期干预重要性。
Biomarkers reflecting disease severity, inflammation, or catabolism
重症患者积极营养干预效益有限。炎症标志物如C反应蛋白(CRP>100 mg/L)与治疗反应负相关。生长分化因子15(GDF15)作为细胞应激标记物,在ICU研究中前景良好但预测潜力受限;其单抗抑制在癌症恶病质中显示增重与活动改善。疾病严重度升高降低治疗反应。调整筛查工具(如营养风险筛查2002[NRS]与迷你营养评估[MNA])仅保留营养参数可改善干预反应预测。分解代谢影响营养治疗规划,目前缺乏内源能量生产临床测量方法。尿素-肌酐比值(UCR)可作为分解代谢替代指标,但需结合容量不足、胃肠道出血、过度喂养及肝肾功能考量。其他潜在标志包括肌酐/胱抑素C比值、GDF15、氮平衡、尿3-甲基组氨酸排泄等。
Biomarkers to endotype and metabotype patients
低三碘甲状腺原氨酸(T3)综合征是急慢性疾病代谢适应,与较差结局相关,但患者可能对营养支持反应更佳。应激激素如皮质醇在营养风险患者中升高,与食欲丧失及不良结局相关。代谢表型方面,食欲调节激素(ghrelin、 leptin、 GLP-1、 PYY、 CCK)影响营养状况;ghrelin受体激动剂(如anamorelin)在癌症恶病质中显示潜力。外分泌胰腺功能作为营养消化吸收替代指标,潜在胰腺功能不全可能导致营养不良,但酶治疗效益未证。
Explorative biomarker on amino acid metabolism and trimethylamine-N-oxide
代谢组学研究揭示特定氨基酸血浆水平(色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蛋氨酸、支链氨基酸[亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸]及精氨酸相关标记SDMA、GABA)是营养不良风险患者死亡与不良事件独立预测因子。色氨酸与酪氨酸高水平患者对营养治疗反应更佳。肠道菌群相关代谢物氧化三甲胺(TMAO)与长期健康风险相关,其在急性住院营养不良患者中作用待探索。这些发现支持代谢标志物用于预后评估及治疗反应解释,以进一步个体化营养干预。
Limitations of current studies and outlook
当前特定血液标志物尚未验证或整合入常规临床。研究复杂性源于缺乏可靠参考定义、多路径参与及疾病状态对营养标志物的混淆。历史标志物(白蛋白、前白蛋白)受炎症、肝功能、液体平衡及代谢影响,不反映营养适宜性。更好理解营养不良表型可推动未来个体化治疗。挑战在于整合新标志物与既有工具以优化患者营养护理。结果多来自二次分析与观察性研究,需前瞻验证。下一步需测试标志物导向方法是否优于常规营养治疗。
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