绘图二维“健康气象图谱”，中国科学院上海养分与健康权术所牵头再行界说代谢健康
转自：上不雅新闻
近日，中国科学院上海养分与健康权术所、中国科学院分子细胞科学超卓改造中心与汤臣倍健协作开展的“内稳态健康评价体系”权术恶果，在外洋泰斗科研期刊National Science Review上发表。权术论文题为Two-dimensional health state map to define metabolic health using separated static and dynamic homeostasis features: a proof-of-concept study（分别基于静态和动态稳态特征的二维健康气象图谱来界说代谢健康：一项见解考证权术）。此项权术开拓性地诳骗新理念和新算法对东谈主体进行全面的代谢健康评估，为树立以“健康为中心”的评估体系提供了新的战术和技巧，在全球最初对内稳态见解的多维度量化评价方面取得冲突性进展。
权术由中国科学院上海养分与健康权术所林旭团队牵头，联袂中国科学院分子细胞科学超卓改造中心陈洛南权术员、曾嵘权术员以及汤臣倍健养分健康权术院权术东谈主员共同攻克。
怎样界说健康仍然是一项天下性的难题，现在只可沿用临床疾病的会诊范例来界说“健康”，但是这种界说样子可能会错过疾病的最好逆转和骚动窗口。连年来有权术提议，健康的要道特征是机体在冒昧进食和应激等外界压力后，重获内稳态均衡的材干，即“稳态弹性”。但是，现在惯例的健康评估主要基于空心数据，忽略了东谈主体餐后代谢应答和重获稳态的材干。已有权术标明，即便个体的血糖、甘油三酯等水平在空心时处于普通鸿沟，其餐后代谢极度仍会独未必加多心血管疾病的风险。
为考证上述见解，权术团队在111名20-70岁的普通体重、超重痴肥和代谢详细征的参与者中开展了一项范例搀杂宏量养分素耐受锻真金不怕火（MMTT）(ClinicalTrials.govNCT04173728)。权术者分别整合了空心和服用含有葡萄糖、卵白质和脂肪的范例饮品后5个时间点的140余种血液靶向代谢组数据和临床器官功能记号物，诳骗新算法，树立了全新的二维代谢健康评估体系“健康气象图谱”（Health State Map, HSM）。该评估体系包括：基于空心数据的“健康表型状态评分”（Health Phenotype Score，HPS）和基于餐后动态变化数据的“弹性稳态评分”（Homeostatic Resilience Score，HRS）。分析截止标明，比拟于基于相通数据集但不分裂空心和餐后数据树立的一维模子Mixed-score，二维模子HSM能提供更丰富的代谢健康信息。举例，HSM中HPS不仅与Mixed-score呈权贵的强干系性（Spearman干系性分数>0.85），且二者与代谢风险记号物的干系性同样，而基于餐后数据的HRS与Mixed-score和HPS均无权贵干系性；同期基于餐后数据的HRS与代谢详细征风险的关联性沉寂于HPS和Mixed-score。值得留心的是，HRS能分辨基于空心的HPS或空心+餐后的Mixed-score所无法分裂的代谢性状。HRS较高的个体还发达出更健康的代谢干系方针。权术还发现，即使在内稳态弹性详细评分左近的个体中，HRS还能进一步分裂不同个体在餐后糖、脂和氨基酸代谢应答方面的各别。此外，本权术还发现，膂力活动水平、夜晚睡觉时长，以及特定的肠谈菌群结构亦在不同进度上影响了个体的内稳态弹性。
综上，诳骗新念念维和新战术树立的“以健康为中心”的HSM评估体系，比惯例以空心数据为主的评估步调能更为系统和精确地反应个体的代谢健康和养分相宜材干。汇集团队后续的养分骚动权术，该评估框架有望为滚动现时“以疾病为中心”的健康评估形态提供新的责罚决议。
中国科学院上海养分与健康权术所博士毕业生吴延普，国科大杭州高档权术院权术生张昕妍，复旦大学人人卫生学院、养分权术院（筹）权术员孙亮，中国科学院分子细胞科学超卓改造中心副权术员吴庆庆为该论文的共同第一作家。中国科学院上海养分与健康权术所权术员林旭，中国科学院分子细胞科学超卓改造中心权术员曾嵘、权术员陈洛南，汤臣倍健养分健康权术院原践诺院长、中国科学院上海养分与健康权术所特聘权术员张旭光为共同通信作家。该权术还得到了上海中医药大学附属龙华病院主任邓跃毅、鲁珍珍博士、张璐云博士，以及汤臣倍健养分健康权术院贺瑞坤博士、李忠霞博士和邓超明的协助；哈佛大学种植梁清晨，复旦大学权术员郑琰和西安交通大学副种植刘鑫也提供了接济。本项权术获取了中国科学院先导专项、汤臣倍健养分与健康权术基金、上海市市级科技要紧专项等神志资助。
图：基于空心和养分素挑战后5个时间点代谢应答动态数据构建的二维模子“健康气象图谱（Health State Map，HSM）”
原文联接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwae425
内行点评
吴家睿
中国科学院分子细胞科学超卓改造中心权术员
代谢和免疫干系的内稳态均衡是保管健康的要道特征。但是由于枯竭相应范例和步调，怎样界说健康仍然是一个天下性的难题。因此，亟需引入新的见解和步调树立以健康为中枢的评估体系，从而改变基于疾病会诊界说“健康”的传统形态。连年来，内稳态弹性，即评估东谈主体冒昧外界进食等挑战的材干日益被以为是揣测健康的要道方针。在这项见解考证权术中，林旭权术员团队与陈洛南权术员和曾嵘权术员团队协作，创建了全新的用于界说代谢健康的二维健康量化模子——“健康气象图谱（Health State Map, HSM）”。该模子整合了两维的数据：基于空心数据树立的“表型状态评分（Health Phenotype Score, HPS）”；基于在范例搀杂宏量养分素耐受锻真金不怕火（mixed macronutrient tolerance test, MMTT）中动态应答数据树立的“稳态弹性评分（Homeostatic Resilience Score, HRS）”。
权术数据明确泄露，与将空心和餐后数据搀杂在一皆的一维模子（Mixed-score）比拟，HSM能提供更丰富的健康干系信息。由此可见，HSM无疑为再行界说代谢健康，即回应从传统的“离疾病有多远”滚动为“离健康有多远”，提供了一种全新的器具。总之，系数的发奋是为了最终树立一套以代谢健康为中枢的全新评估体系，以促进东谈主们的健康和在杰出早期防患和逆转疾病。本权术是中国科学院先导神志“多维大数据驱动的中国东谈主群精确健康权术”的要紧权术推行之一，看成该先导神志的首席科学家，我深感答应，我以为HSM这一见解的提议和树立是通盘先导神志的要紧恶果之一。
陈铮鸣
欧洲科学院院士，牛津大学纽菲尔德东谈主口健康系首任理查德·佩托流行病学讲席种植，“中国慢性病前瞻性权术（China Kadoorie Biobank, CKB）”英方首席科学家
在该权术中，Lin等东谈主改造性地树立了一项二维代谢健康量化模子——“健康气象图谱（Health State Map, HSM）”。该模子包括了基于空心特征的“表型状态评分（Health Phenotype Score, HPS）”和基于范例搀杂宏量养分素耐受锻真金不怕火（MMTT）中动态变化特征的“稳态弹性评分（Homeostatic Resilience Score, HRS）”。该模子的构建弃取了全新的贪图分析战术，整合了多维度的包括活命样子，临床和代谢组学数据等。通过分别分析空心和MMTT后的特征数据，该二维模子显着优于一维模子如“搀杂评分”（the mixed-score, 行将空心和MMTT后数据搀杂分析），尽管两者用了吞并组数据。尤其是表征代谢稳态材干的HRS，不仅与代谢详细征风险权贵沉寂干系，况兼还能分裂HPS和搀杂评分模子无法分裂的代谢表型。即使参与者的HPS值同样，HRS较高的参与者仍发达出更优的肝功能方针和更高的胰岛素敏锐性。事实上，越来越多的笔据标明，即便在空心状态下处于普通鸿沟内，餐后的生物记号物（如葡萄糖和甘油三脂水平）的改变能独未必展望当年的心血管疾病（CVD）和2型糖尿病（T2D）的发病。淌若当年能流程外部数据的考证，该HSM将会是通过强调东谈主们代谢相宜性或弹性，再行界说代谢健康的记号性转换点。该使命不仅为当年骚动中增进器官/组织功能阻截的早期发现，更为靶向的防患和调整战术提供要紧信息。
顾正龙
粤港澳大湾区精确医学权术院（广州）助理院长及线粒体遗传与健康权术中心主任
复旦大学特聘种植
前康奈尔大学养分科学系种植
在本权术中，林旭团队偏激协作家提议了一种全新的二维框架——“健康气象图谱（Health State Map, HSM）”即通过量化基于空心特征的“表型状态评分（Health Phenotype Score, HPS）”和量化基于在范例搀杂宏量养分素耐受锻真金不怕火（Mixed macronutrients tolerance test, MMTT）中应答的“稳态弹性评分（Homeostatic Resilience Score, HRS）”，来评估东谈主们的代谢健康。最令东谈主印象长远的发现是，吞并位进入者的HRS与其的HPS发达出透顶不同的代谢特色。况兼即使进入者摄入含有等量的宏量养分素搀杂物，天然他们合座HRS同样，在碳水化合物、卵白质和脂肪应答方面存在极大的个体各别。这种各别有助于深度解析个体的器官功能和对特定宏量养分素代谢相宜材干。
近期，好意思国国立卫生权术院（NIH）运转了一项最大的多中心精确养分权术，包括约10,000名参与者，旨在了解咱们的机体在养分挑战（如范例化膳食或饮品）后对食品应答的各别。但是，现在干系鸿沟的权术者们仍然艰难一种范例化和考证过的步调来测量个体代谢特定宏量养分素的材干。应用近似于MMTT的养分挑战看成精确养分器具正受到越来越多的激情。本权术也为解析此类数据提供了一个新的分析框架。此外，该权术亦然少数纳入评估遗传和非遗传身分对餐后稳态弹性材干的影响的权术，发现了HRS与体魄活动水平及特定肠谈微生物群结构存在权贵的关联性。这些权术截止有助于叙述影响个体内稳态弹性的主要影响身分。
总之，该权术为再行界说代谢健康提供了新的视角和有发展出路的步调，将引诱改造式的精确养分战术发展，这亦然精确养分乃至防患医学鸿沟亟需责罚的问题。
李亦学
广州国度实验室，国度生物数据中心体系粤港澳大湾区节点平台主任，首席科学家
该权术初次尝试以非疾病为基础的会诊来再行界说代谢健康，通过引入基于餐后数据的新维度“稳态弹性评分（Homeostatic Resilience Score, HRS）”，汇集基于空心状态的“表型状态评分（Health Phenotype Score, HPS）”树立了全新二维代谢健康评价模子“健康气象图谱（Health State Map, HSM）”。连年来，餐后的代谢内稳态弹性，即体魄在受到如进食等代谢干扰后的复原均衡的材干被以为不错看成评估和量化代谢健康的新见解。但是，迄今为止仍然艰难灵验的实施步调来评估餐后稳态弹性。基于此，权术者们通过基于权术参与者范例搀杂宏量养分素耐受锻真金不怕火（Macronutrients tolerance test, MMTT）（包含碳水化合物、脂肪、卵白质），并基于耐受实验中多时间点动态变化的靶向代谢组和多器官功能记号物等方针设备了“应答弧线面积各别（Area between response curves, ABRC）”的新算法，从而树立了HRS用来评估和量化餐后稳态复原材干。权术证据：HRS提供了沉寂于基于空心方针的HPS和一维模子搀杂评分（将空心和餐后应答数据汇集在一个模子中）的代谢健康信息。为了进一步量化个体对特定宏量养分素的代谢稳态材干，权术者们还创造性地针对MMTT中所含的碳水化合物、卵白质和脂肪，基于动态多时间点代谢组学和临床器官功能生物记号物构建了三个养分素代谢轴。截止泄露，个体即使具有同样总体稳态弹性稳态评分（HRS），但他们在MMTT后对特定养分素的应答和稳态材干的复原方面存在较大各别。总的来说，此项基于新见解的步调学上的冲突，在全面和动态地再行评估代谢健康（而非现在基于疾病会诊的“健康”界说）和提供精确养分责罚决议方面具有要紧的发展后劲。
