Поздравляем Сь Ливей, консультанта по биологическим исследованиям и разработкам, с получением новой заявки на Олимпиаду

Во всем мире распространенность избыточного веса/ожирения быстро растет. Ожирение и его осложнения не только серьезно влияют на качество жизни пациентов, но и приносят тяжелое экономическое бремя обществу и семьям. Низкие углеводы (ЖК -дисплей) являются диетическим вмешательством режима для терапии по снижению веса. Однако в разных исследованиях эффекты потери веса вмешательства ЖК -дисплея совершенно разные. В настоящее время нет достаточных доказательств, чтобы объяснить эту разницу. Это качественное явление, которое также является сложным аспектом в области медицинского управления весом.

15 сентября команды профессора Хонг Чэнь и профессора Сан Цзя из факультета эндокринологии и метаболизма в больнице Чжудзиангского университета Южного медицинского университета и профессора Си Ливей из Микробиологии кишечника и здравоохранения Гуандонского института микробиологии, опубликовано Отчет об исследовании под названием «Микробиота кишечника служит предсказуемым результатом краткосрочного вмешательства с низким содержанием углеводов (ЖК-дисплеев) для пациентов с ожирением» в журнале микробиологического спектра. В этом исследовании впервые сообщалось, что базовая характеристика кишечной флоры является определяющим фактором краткосрочного эффекта снижения веса диеты с низким содержанием углеводов (ЖК-дисплеев) в популяции с избыточным весом и ожирением. Исследование создает модель искусственных нейронных сетей (ANN), основанную на базовых характеристиках кишечной флоры, чтобы предсказать эффект потери веса ЖК -дисплея. Результаты обеспечивают новый подход для клинического медицинского управления весом и стратегий вмешательства.

Во всем мире распространенность избыточного веса/ожирения быстро растет. С 1980 года распространенность ожирения в более чем 70 странах удвоилась. Население, пострадавшее от ожирения или связанных с ожирением, хронических метаболических заболеваний, увеличилось до более чем 2 миллиарда [1]. Согласно данным Национального центра статистики здравоохранения (NCHS), с 2017 по 2018 год, распространенность ожирения в США составляла около 42,4%, а распространенность тяжелого ожирения с ИМТ ≥40 кг/м2 достигла 9,2% [2 ] В то же время, в «Отчете о состоянии питания и хронических заболеваний жителей китайцев (2020)» [3] указано, что распространенность/частота заболеваемости избыточного веса и ожирения среди китайских жителей все еще быстро растет, а у взрослого населения избыточный вес или вес или избыточный вес или вес взрослого населения. Уровень ожирения превысил 50%. Избыточный вес/ожирение является фактором риска для ряда хронических заболеваний, таких как сердечно -сосудистые заболевания, диабет 2 типа, рак и т. Д. [4], [5], которые серьезно подвергают опасности здоровья китайцев [6], [7],, [8]. Кроме того, существует более 29 осложнений, таких как гипертония, дислипидемия и нарушения метаболизма глюкозы, вызванные ожирением у подростков, серьезно влияя на физическое развитие и здоровье подростков. Для пациентов с ожирением сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной высокой смертности и инвалидности, связанной с ожирением. Высокий уровень инвалидности, связанный с ИМТ, вызванный ССЗ, составляет 34%, а высокий уровень смертности, связанный с ИМТ, достигает 41% [9]

Увеличение заболеваемости, потенциальных опасностей для здоровья и значительного экономического бремени сделали проблему избыточного веса/ожирения огромной проблемой в области глобального общественного здравоохранения. В последние годы различные формы вмешательств по снижению веса постепенно применялись в клинической практике и записаны в руководящие принципы. Вмешательства образа жизни являются краеугольным камнем лечения ожирения, а диетические вмешательства являются основным выбором. Среди многих моделей диетического вмешательства вмешательство с низким содержанием углеводов привлекло большое внимание. У этого есть долгая история, но у него разные формы. В последние годы ЖК -дисплей привлек широкое внимание, но есть и определенные противоречия.

Это исследование включало 51 мужчина или женщины в возрасте от 18 до 65 лет, которые соответствовали диагностическим критериям избыточного веса/ожирения (антибиотики или лекарства не использовались в первые 3 месяца клинического испытания). Субъекты были рандомизированы на группы и были разделены на разные группы. Группа с ограниченной энергией нормальной диеты (ND) и некалорийная группа с низким содержанием углеводов (LCD). Время вмешательства диеты составило 12 недель. Чтобы обеспечить структуру диеты ЖК -дисплея, ЖК -группа приняла стандартизированный батончик для питания (предоставленный Guangzhou Nanda Feite Nutrition and Health Consulting Co., Ltd.) вместо ежедневной основной еды на обед и ужин. Количество других продуктов не ограничено, а переедание избегается. Во время зачисления (то есть базовой линии) и через 12 недель после вмешательства были собраны образцы венозной крови и стула. Образцы крови использовались для обнаружения биохимических показателей крови, таких как метаболизм глюкозы и липидов, функция печени и почек, а образцы стула использовали для секвенирования ампликона в кишечной флоре 16S, всего 2,47 млн. В максимуме, высотой 2,47 миллиона высот. -Потетчики были получены. Диета субъектов контролировалась через 24-часовую диету в течение 3 дней в неделю. В течение всего периода исследования средняя доля потребления углеводов в нормальной диетической группе составляла около 50%, а доля в ЖК-группе составляла около 20% (рис. 1B-D). Хотя потребление калорий не было ограничено, среднее потребление энергии в группе с низким содержанием углерода составляло около 50%. Зачисление было значительно ниже, чем в нормальной диетической группе. 12-недельное ЖК-вмешательство значительно улучшило параметры тела субъектов, такие как ИМТ, окружность талии, окружность талии, процент жира в организме и область висцерального жира.

В дополнение к различным результатам потери веса различные компоненты питания могут влиять на состав и разнообразие кишечной флоры, но помимо изменений в общем уровне композиции и Phyla, предыдущие исследования не привели к конструктивному выводу, чтобы направлять ЖК - Данные секвенирования кишечной флоры и приняли 5-кратный алгоритм перекрестной проверки и случайного леса с учетом минимальной частоты ошибок и стандартного отклонения для обеспечения самой высокой точности и стабильности. Затем мы проанализировали данные последовательности 16S рДНК субъектов в группах ND и LCD до и после теста, чтобы идентифицировать потенциальные биомаркеры флоры. Дальнейший анализ всего рода, экранируемого моделью случайного леса в исходном уровне, и данные 12 недели показали, что относительная численность парабактероидов Ruminococcaceae и Porphyromonadaceae Parabacteroides значительно увеличилось после 12-недельного вмешательства ЖКД, и разница была статистически значимой (P <0,05 ) Согласно существующим исследованиям, эти два вида бактерий участвуют в производстве бутирата в кишечнике, что позволяет предположить, что могут быть и другие факторы, влияющие на изменения веса во время процесса ЖК -вмешательства в потерю веса.

Далее анализируйте потерю веса каждого субъекта и разделите каждую группу на две подгруппы в соответствии с кластеризацией параметров потери веса: ИМТ, окружность талии, изменения WHR, BFR и VFA: модерированный эффект потери веса. Группа потери веса (MG) и значительная группа по снижению веса (группа по снижению веса, DG). При условиях вмешательства ЖК -дисплеев, потребление энергии и доля углеводов в рационе двух подгрупп были почти одинаковыми, но индексы потери веса у субъектов в заметно эффективных подгруппах уменьшились более значительно, что позволяет предположить, что индивидуальные различия в Эффекты потери веса могут влиять другие факторы. Влияние

Приведенные выше результаты показывают, что вмешательство ЖК -дисплея имеет хороший эффект потери веса, но существуют индивидуальные различия. Следовательно, это исследование дополнительно проанализировало данные кишечной флоры о двух подгруппах и далее изучалось, существуют ли потенциальные факторы, связанные с флорой, которые вызывали разницу в потере веса между двумя подгруппами в этом рационе. В дальнейшем анализе подгрупп мы использовали сеть совместного появления на уровне рода для дальнейшего анализа взаимодействия между кишечной флорой в подгруппе ЖК-дисплее Сеть снизилась, но LCD_DG показал более плотную, более обширную и более богатую сложность взаимодействия сети, чем LCD_MG в базовой линии и на 12 -й неделе. Приведенные выше результаты показывают, что в дополнение к различиям в составе и разнообразии флоры, различия между структурой флоры и сложностью взаимодействия флоры могут быть важной причиной индивидуальных различий в потере веса эффект. В подгруппе с низким уровнем углерода анализ по алгоритму модели случайного леса показал, что базовая относительная численность бактероидных бактероидов была статистически различной в двух подгруппах диеты с низким уровнем углерода. Согласно линейному регрессионному анализу, мы обнаружили, что исходная линия Bacteroidaceae относительно численность положительно коррелирует с эффектом потери веса кратковременной диеты с низким содержанием углерода. Основываясь на вышеуказанных результатах, модель ROC была установлена на основе базовой относительной численности низкоуглеродистой подгруппы Bacteroides. Модель ROC отражает восприимчивость каждой точки данных на кривой к одному и тому же сигнальному стимулу и всесторонне отражает чувствительность и специфичность переменных. В этом исследовании значение AUC модели ROC достигло 73,2%, что позволяет предположить, что базовая относительная численность Bacteroides имеет определенную прогностическую ценность для кратковременного эффекта низкого уровня углеводов.

Поскольку флора в кишечнике человека не является независимым человеком, между бактериями существуют сложные связи. Поэтому это исследование вводит искусственную нейронную сеть (ANN). ANN - более мощная модель глубокого обучения, которая обучена и используется для моделирования биологических нейронных сетей для сложного анализа данных. Энн основана на биологических нейронных сетях. Основной принцип сети, подражая структуре мозга человека и механизму отклика внешнего стимула, создание модели, основанной на знаниях топологии сети, имеет функции ассоциативной памяти, классификации и распознавания, оптимизированного расчета и нелинейного картирования. В последние годы все больше и больше медицинских исследований применяют ANN к обработке сложных данных. Мы включили значения изменений и соотношения параметров потери веса в группе ЖК -дисплеев в модель ANN на основе базовой относительной численности общей кишечной флоры группы и получили более высокий коэффициент определения прогнозирования модели (R2), которая также указывает Предсказание ANN Эффект лучше линейной модели, что позволяет предположить, что эффект прогнозирования лучше.

В целом, текущие исследования показывают, что у людей с избыточным весом/ожирением краткосрочное ЖК-вмешательство без ограничения калорий оказывает значительный эффект потери веса без значительных побочных эффектов. Существуют индивидуальные различия в краткосрочной потере веса ЖК-дисплея. Относительное изобилие Bacteroidaceae Bacteroides на исходном уровне до вмешательства ЖК-дисплея положительно коррелирует с кратковременным эффектом потери веса ЖК-дисплея. Наконец, это исследование построило модель прогнозирования ANN с высокой устойчивостью, основанную на относительной численности кишечной флоры на базовой линии. Через модель прогнозирования ANN было обнаружено, что базовая относительная численность кишечной флоры может использоваться в качестве предиктора индивидуального эффекта потери веса до вмешательства ЖК -дисплея. , Он имеет важное руководящее значение для лечения веса клинической медицины. Связанные результаты исследований были опубликованы в «Микробиологическом спектре».

Основываясь на результатах этого исследования, в лечении веса клинической медицины относительно обилие бактероидак -Bacteroides в кишечнике относительно низкое, но субъекты с избыточным весом/ожирением, которые надеются похудеть через ЖК - Соответствующий пробио Тики . Эффективность. В настоящее время наша исследовательская группа работает с Гуандонской академией наук Института микробиологии и научно-исследовательского института Xie Liwei для проведения клинических исследований по снижению веса по совместному использованию пробиотиков и диеты с низким содержанием углерода для дальнейшего изучения стратегий и идей медицинского обслуживания управление весом. Давайте рассчитываем на обновленные результаты исследований.

Основным автором этого исследования является Чжан Сусу, врач кафедры эндокринологии и метаболизма, больница Чжуцзян, Южный медицинский университет; Совместный автор, Ву Пейли, кандидат доктора философии на факультете эндокринологии и метаболизма, больница Нанфанга, Южный медицинский университет; Тянь также является доктором философии, кафедра эндокринологии и метаболизма, больница Чжуджян, Южный медицинский университет, Чен Хонг, профессор и исследователь Си Ливей из Государственной ключевой лаборатории прикладной микробиологии в Южном Китае, совместно культивировали главных студентов; Лю Бингдонг - это совместное обучение аспирантов профессора Пэна Джияна из факультета психиатрии Первой аффилированной больницы Университета Джинана и исследователя Си Ливей из Государственной ключевой лаборатории прикладной микробиологии в Южном Китае. Соответствующим автором этой статьи является профессор Сан Цзя из кафедры эндокринологии и метаболизма, Чжуцзянская больница Южного медицинского университета и совместные авторы-профессор Чен Хонг из факультета эндокринологии и метаболизма, больница Чжудзинг в Южном медицинском университете,, и исследователь Пи Си Ливей из кишечной микроэкологии и здравоохранения Института микробиологии, Академии наук Гуандун.