背景:心血管-肾脏-代谢(CKM)综合征是全球重大健康威胁。新提出的肠道微生物群饮食指数(DI-GM)通过量化与肠道菌群多样性相关的饮食质量,可能影响CKM综合征风险。本研究旨在验证DI-GM与CKM综合征流行率的关联性,为预防创新和个体化治疗提供依据。
方法:基于2007-2018年美国国家健康与营养调查(NHANES)的8,400名成年人数据,采用单变量和多变量加权逻辑回归模型、限制性立方样条(RCS)和亚组分析评估DI-GM评分与CKM综合征的潜在关联。
结果:参与者平均年龄45.5岁,男性占52.0%。DI-GM评分较高者CKM综合征流行率显著降低(OR=0.87,95% CI: 0.81-0.92,p<0.001)。RCS分析证实两者呈线性关联(非线性p=0.194)。亚组分析显示性别存在交互作用(交互p=0.004),美国女性保护效应更显著。
结论:DI-GM评分与CKM综合征风险呈负相关。通过优化饮食模式改善DI-GM可降低CKM综合征风险。
1 引言
美国心脏协会将CKM综合征定义为多阶段、多系统障碍。近年流行病学数据显示,CKM综合征流行率显著上升,主要归因于人口老龄化和生活方式相关风险因素。美国超半数成人受其影响,疾病进展与多器官功能障碍加重及预后恶化相关。除增加多器官衰竭风险外,CKM综合征还显著提升心血管事件和死亡风险。早期诊断与综合管理对改善预后至关重要。
肠道微生物群(GM)在代谢紊乱、心血管疾病和慢性肾病中的作用备受关注。GM失调可能导致慢性炎症、胰岛素抵抗和血管内皮功能障碍,这些正是CKM综合征的核心病理特征。三甲胺氧化物(TMAO)作为GM代谢产物与动脉粥样硬化及心血管事件风险增加密切相关。短链脂肪酸(SCFAs)等有益代谢物通过抗炎和免疫调节作用对代谢综合征和慢性肾病具有保护效应。
多项研究表明饮食模式对GM组成和多样性具有显著调节作用。高脂饮食通过破坏肠道屏障、减少有益菌数量、增加有害微生物定植加剧代谢紊乱和心血管损伤。富含膳食纤维的饮食可调节GM组成和多样性,刺激SCFAs生成,改善胰岛素抵抗,降低CKM综合征风险。然而现有研究多关注单一饮食成分或GM代谢物,缺乏系统评估饮食模式对GM整体影响的方法。新提出的DI-GM指数可量化与GM多样性相关的饮食质量,更高评分代表更健康的GM状态。
本研究旨在利用2007-2018年NHANES横断面数据,评估DI-GM评分与CKM综合征流行率的关联性,为制定针对性预防策略和个体化饮食干预提供依据。
2 方法
2.1 研究设计与参与者
NHANES采用复杂的分层多阶段概率抽样设计确保全国代表性。本研究共纳入34,770名20岁以上成人,最终分析8,400名符合条件的参与者(图1)。
2.2 DI-GM计算
DI-GM基于14种食物或营养素摄入量计算,评分系统由Kase等人开发。鳄梨、西蓝花等10种成分归为有益成分,红肉等4种归为有害成分。根据24小时饮食回顾数据计算DI-GM评分(0-13分)。将评分分为四组(0-3, 4, 5, ≥6),该分类与生物意义和临床相关性相符。
2.3 CKM分期评估
根据2023年美国心脏协会建议定义CKM分期。CKM 0期为无风险因素,1期为肥胖或糖代谢异常,2期为代谢风险因素或中重度慢性肾病,3期合并亚临床心血管疾病,4期确诊心血管疾病。
2.4 协变量
包括人口统计学、社会经济和健康行为因素。未将BMI作为协变量因体重状态已包含在CKM分期系统中。
2.5 统计分析
所有分析采用加权方法保证全国代表性。使用单变量和多变量加权逻辑回归模型评估DI-GM评分与其他协变量与CKM综合征风险的关联。采用RCS模型确定剂量反应关系。亚组分析和敏感性分析验证结果稳健性。
3 结果
3.1 基线特征
最终分析8,400名参与者中,7,590名患有CKM综合征。平均年龄45.5岁,男性占52.0%。CKM患者平均DI-GM评分显著低于非患者(4.69±0.03 vs 5.02±0.07,p<0.001)。
3.2 CKM风险因素
单变量分析显示高龄、男性、贫困、吸烟、饮酒和运动不足为CKM风险因素。DI-GM可能为关键保护因素。多变量分析证实DI-GM评分为CKM综合征独立风险因素(p<0.001)。
3.3 DI-GM与CKM关联
多变量分析显示DI-GM评分与CKM综合征存在显著负相关。与DI-GM评分0-3组相比,≥6组CKM患病率降低43%(OR=0.57,95% CI: 0.44-0.75,p<0.001)。RCS分析显示线性关联(非线性p=0.194)。
3.4 亚组与敏感性分析
除性别亚组(交互p=0.004)外,其他亚组关联一致。女性关联强度显著高于男性。敏感性分析验证结果稳健性。
3.5 风险预测模型
构建预测列线图显示良好预测能力(ROC曲线下面积0.812)。
4 讨论
本研究首次基于美国全国数据评估DI-GM与CKM综合征关联。DI-GM评分与CKM风险呈线性负相关,这种关联在调整混杂因素后仍显著。亚组分析显示该保护作用在女性中更为显著。
DI-GM与CKM的负相关机制可能涉及GM代谢产物调节、炎症反应和免疫稳态。西方饮食模式导致GM失调,引发炎症反应,增加CKM风险。地中海饮食通过增加膳食纤维、多酚和不饱和脂肪酸摄入调节GM,改善代谢健康。
研究显示女性DI-GM保护效应更显著可能与雌激素水平相关。雌激素可能通过增加SCFAs产生菌丰度增强饮食干预的代谢保护作用。性激素受体可通过激活PGC-1α通路改善线粒体功能。此外,女性GM组成差异和饮食依从性可能也是影响因素。
本研究首次评估DI-GM在CKM综合征中的作用,并识别出性别差异。这些发现强调在CKM综合征临床管理和公共卫生干预中需采取性别特异性策略。
5 结论
DI-GM评分与CKM综合征风险呈负相关。改善饮食模式优化DI-GM可能降低CKM综合征风险。未来需前瞻性研究和随机对照试验进一步验证该关联及性别差异。
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