通过一项协调研究项目（CRP），国际原子能机构（IAEA）优化了碳-13蔗糖呼气测试的应用，以评估儿童的营养吸收情况。这进一步加深了对环境肠功能障碍（EED）的理解，EED是一种与慢性营养不良相关的疾病。
尽管公共卫生干预措施已努力通过食物补充和改善水卫生条件来解决发育迟缓问题，但低收入和中等收入国家的儿童仍然身材矮小，这种状况影响了他们的发育，并增加了他们成年后患慢性疾病的风险。最近的联合国全球粮食安全和营养报告显示，2022年有1.481亿五岁以下儿童发育迟缓。预计到2030年，发育迟缓率仅会下降3%，从22.3%降至19.5%，远低于预期目标。
由于其在营养吸收不良方面的作用，EED是全球儿童发育迟缓的重要因素。EED是一种获得性小肠疾病，特征包括慢性炎症、营养吸收不良和小肠损伤，导致肠道“渗漏”增加，使病原体不受控制地进入体内。该病被认为在不卫生条件下普遍存在。对于全球儿童，尤其是生活在这些环境中的儿童，碳-13蔗糖呼气测试作为一种新型、非侵入性工具，可以帮助评估营养吸收不良，这是该病影响儿童的一种方式。
诊断EED的挑战
尽管EED的普遍性和对健康及福祉的影响，诊断这一功能障碍却非常困难，因为确定诊断的标准方法是进行肠活检以确定肠道损伤。然而，在社区环境中，尤其是在资源匮乏地区，这种侵入性临床程序不可行。另一种方法是双糖测试，即摄入不同大小的糖（例如乳果糖和木糖醇），观察较大分子是否在尿液中出现增加。然而，这种方法的结果差异很大。利用碳-13标记二氧化碳的呼气测试虽然不能评估肠道结构或通透性变化，但可以帮助了解总体营养吸收不良——这是EED的一个重要影响。
协调研究项目的具体目标
通过汇集九个国家的努力，IAEA协调研究项目（CRP E41016）旨在验证并应用一种新的非侵入性稳定同位素技术，以更好地理解支持EED和儿童生长的机制。具体目标包括：
- 开发高富集度碳-13标记蔗糖的协议，该协议已在英国用于成人EED的诊断。
- 通过将其与肠活检和蔗糖酶活性进行比较，验证新优化的协议，这项工作在赞比亚成年人中进行。
- 测试其在诊断EED方面的适用性，与乳果糖：木糖醇测试进行比较，同时探索其与儿童生长之间的联系，涉及孟加拉国、印度、牙买加、肯尼亚、秘鲁和赞比亚等国家。
- 应用数学建模进一步解释支持肠道蔗糖吸收的生物途径。
碳-13蔗糖呼气测试的工作原理： 受试者服用一定剂量的碳-13标记蔗糖，溶解在少量水中。蔗糖通过肠腔到达肠上皮细胞，在那里被酶分解为碳-13标记的果糖和葡萄糖。这些物质随后被吸收到血液中，并运输到肝脏，在那里它们以不同的速率代谢，产生碳-13标记的二氧化碳，最终通过呼吸排出。呼气样本中碳-13标记二氧化碳的数量是肠道吸收能力的指标。
研究和方法
主要研究包括158名12至15个月大的儿童，使用碳-13蔗糖呼气测试（SBT）进行测量。在口服碳-13蔗糖之前收集基线呼气样本，随后每15分钟收集一次样本，持续90分钟；再每30分钟收集一次样本，持续150分钟。澳大利亚、印度和英国的实验室分析了这些样本中的碳-13标记二氧化碳比例，作为肠道吸收能力的指示。儿童还接受了双糖测试，美国的实验室分析了他们的尿样以测量肠道渗漏情况。
样本采集的时间至关重要，因为它有助于识别营养吸收模式和碳-13蔗糖代谢的速度，提供了关于儿童吸收营养能力的关键见解。另一项在澳大利亚进行的研究结果尚未分析，比较了碳-13-SBT与肠活检对患有乳糜泻儿童的诊断效果。这一比较很重要，因为乳糜泻的表现类似于EED，为测试的潜在广泛应用提供了基准。
影响和相关性
通过优化碳-13-SBT，CRP为世界各国提供了一种易于操作的工具，用于在EED背景下评估营养吸收。虽然该测试本身不直接关联肠道结构或渗漏（因此无法与肠活检进行验证），但该技术与分解蔗糖吸收的酶促过程密切相关。研究发现，碳-13标记二氧化碳的回收率与儿童生长之间没有直接联系。这可能是因为生长受多种因素影响，而不仅仅是营养吸收，如免疫功能、环境条件和整体健康状况。经过进一步研究，该测试有可能用于探索其他影响营养消化的条件下的蔗糖酶活性，如与胰腺或肝功能紊乱相关的严重急性营养不良。
除了促进南北和南南合作以及培训研究生和博士生外，CRP还激发了其他研究活动。例如，菲律宾的科学家正在应用碳-13-SBT探讨EED与发育迟缓之间的联系，作为技术合作项目的一部分。IAEA还启动了其他CRP，以评估氨基酸补充剂治疗EED症状的有效性，并测量肥胖流行背景下的添加糖摄入量，其中使用了碳-13蔗糖呼气测试。
展望未来
随着不利环境暴露与发育迟缓之间的联系尚未完全理解，IAEA的CRP有助于解锁人体代谢机制——使世界更接近解决这一紧迫的全球健康挑战。
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