科学家们已经确定了血液和尿液中独特的代谢指纹，这些指纹可以客观地追踪超加工食品（UPFs）的摄入量，为更准确的饮食研究和新的公共卫生工具铺平了道路。
随着超加工食品现在占许多美国人日常热量摄入的一半以上，研究人员正在寻找血液和尿液中的生物线索，以客观地测量UPF的摄入量。在最近发表于《PLOS Medicine》杂志上的一项研究中，来自美国和巴西的研究人员旨在识别特定的代谢物模式——体内的小分子——作为可靠的UPF消费标志物。
该研究主要关注的是一个较老的、主要是白人的美国人群，这可能限制了其发现对其他人口群体的普遍适用性。
背景
超加工食品，如包装零食、含糖饮料和即食餐，在全球范围内广泛消费，尤其是在美国。这些食品主要由精制成分和添加剂制成，并与越来越多的健康问题相关，包括肥胖、2型糖尿病、心脏病和某些癌症。
虽然饮食调查有助于跟踪饮食习惯，但它们通常依赖于记忆和自我报告，这可能会引入不准确性。此外，Nova分类系统根据食品的加工程度对其进行分类，需要详细的数据，而这些数据并不总是可以在食品跟踪工具中获得。因此，在大规模研究中可靠地评估UPF的消费变得具有挑战性。
科学家们现在转向代谢组学，即研究由于代谢过程而在血液和尿液中存在的代谢物或小分子，以找到反映实际饮食摄入的生物标志物。
当前研究
为了识别与UPF摄入相关的生物标志物，研究人员使用了IDATA研究的数据，该研究跟踪了1,082名年龄在50至74岁之间的成年人。其中，718名参与者同时具有饮食和生物数据，被纳入代谢组学分析。
参与者被要求在一年内完成最多六次基于网络的24小时饮食回忆。食物根据Nova系统进行分类，该系统将食品分为四个组别，基于其加工程度。然后，研究人员计算了从UPF中获取的总能量百分比。
在两个不同的时间点，间隔六个月，收集了血液样本和两种类型的尿液样本（24小时尿和晨起第一次尿）。这些样本通过先进的质谱技术进行了代谢组学分析，以识别来自各种化学组的超过1,000种化合物，如脂质、氨基酸、碳水化合物和维生素。
统计分析用于确定UPF摄入与代谢物之间的相关性，调整了年龄、性别、种族、体重指数（BMI）和吸烟状况等因素。然后，研究人员使用统计工具来识别能够最好预测UPF摄入的代谢物组合（多代谢物评分）。这些评分分别针对血液、24小时尿和晨起第一次尿样本构建。
为了测试这些评分的可靠性，团队使用了之前的一个交叉喂养试验的数据。在这个受控环境中，20名成年人分别摄入含有80%或0% UPF的饮食两周。该试验中的血液和尿液样本使用相同的方法进行分析，使研究人员能够比较多代谢物评分在不同饮食之间的变化。这有助于确认这些评分是否能够在实时检测实际饮食差异。
需要注意的是，饮食回忆和生物样本采集的时间并不总是精确配对，这可能会影响某些结果的解释。此外，喂养试验的样本量较小，且该研究未针对疾病结果进行设计。
主要发现
该研究发现，血液和尿液中含有独特的代谢特征，反映了一个人的UPF摄入量。研究人员识别出数百种化合物，这些化合物在UPF摄入量较高时更为丰富或较少。利用这些信息，他们开发了多代谢物评分——选择的代谢物组合——成功预测了个体的UPF摄入量。
具体来说，血液中有191种代谢物，24小时尿中有293种代谢物显示出与UPF摄入的强相关性。这些包括氨基酸、脂质、碳水化合物以及来自食品添加剂或包装材料的化合物。值得注意的是，有四种代谢物在血液和尿液中都是强有力的指标：(S)C(S)S-S-甲基半胱氨酸亚砜、N2,N5-二乙酰鸟氨酸、戊酸（都与UPF负相关），以及N6-羧甲基赖氨酸（与UPF正相关）。后者与晚期糖基化终产物相关，也与糖尿病和心脏病有关。
这些识别出的代谢特征不仅反映了高UPF摄入，还反映了全食物摄入量较低，包括水果和蔬菜。例如，较高的UPF摄入者观察到较低的β-隐黄素水平，这是一种水果和蔬菜摄入的标志物。
当在控制试验中测试参与者摄入高UPF和无UPF饮食时，这些多代谢物评分可靠地区分了个体在不同饮食阶段的表现。这表明这些评分不仅在观察性设置中有效，而且在严格控制条件下也有效。这些评分的区分能力适中（AUCs为0.66–0.78），表明需要进一步改进以适用于多样化的人群。
此外，结果证实，高UPF摄入与较低水平的有益化合物如β-隐黄素（存在于水果和蔬菜中）和较高水平的某些外源物质（可能来自食品添加剂或包装）相关。这支持了UPF为主的饮食可能缺乏必需营养素并引入潜在有害化合物的观点。
与UPF摄入相关的代谢途径不仅包括外源物质代谢，还包括氨基酸、脂质、碳水化合物和能量代谢，突显了高UPF饮食的广泛生物学影响。
结论
总之，该研究提供了强有力的证据，表明血液和尿液代谢物可以作为UPF摄入的客观指标。研究人员开发并验证了血液和尿液样本的多代谢物评分，这些评分一致反映了习惯性饮食模式。
这些发现为未来健康研究中客观测量UPF摄入提供了一个有前景的工具。然而，这些评分需要在更多样化和年轻的人群中进一步评估，其对长期健康结果的预测价值仍有待建立。尽管还需要进一步的工作来适应多样化的人群，但这些结果标志着营养研究和公共卫生监测的新工具迈出了重要一步。
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