營養物質的攝入與代謝是影響人們健康狀況的關鍵因素之一，碳水化合物、脂肪、蛋白質、礦物質、水和纖維素等七大人體所必需的營養物質攝入不足或消耗增加，均容易引起營養不足；若產能營養物質攝入過多，脂肪容易在體內累積，導致營養過剩；若維生素、礦物質等其他非能量營養物質攝入不足，則可能影響機體內生理代謝過程的異常，造成人體亞健康甚至相關疾病。
長期以來，臨牀營養科醫生、營養師等專業人士僅能通過詢問患者攝入食物種類和數量，通過評分來大概推測個人的營養情況。但是由於每個人的代謝、消化和吸收能力各有不同，即便同一人在不同生活、工作環境中，營養的需求差異極大，諸多因素導致這種依靠“回憶”和“詢問”的評估方法很難精確地、定量地反映出個體的營養狀況。
如今藉助代謝組學研究方法，通過尿液中的代謝物來“反推”個人營養狀況的新技術，讓營養學研究正進入一個“精準”新時代。
全新尿液檢測技術，“量化”個人營養水平
尿液是身體健康的風向標，通過觀察尿液顏色、氣味和排尿量可以粗略推測一個人的健康情況。臨牀上，尿液檢查是醫學的一種檢測方式，包括尿常規分析、尿液中有形成分檢測、蛋白成分定量測定、脲酶測定等。尿液檢查對臨牀診斷、判斷療效和預後有着十分重要的價值。
近年來，國內外越來越多的研究表明，尿液中的代謝物和攝入的營養物質有着密切的關聯。可以通過檢測尿液中的代謝物，特別是幾十種尿有機酸，來定量、精確地反推個人營養狀況。
2020年，英國帝國理工學院與美國西北大學、伊利諾伊大學和澳大利亞默多克大學聯合開展研究，他們通過核磁共振光譜法分析了1848位美國成人的尿液，尋找尿液中代謝物水平與膳食中營養物質之間的關係。該研究由美國國立衞生研究院（National Institutes of Health）和英國健康數據研究所（Health Data Research UK）資助。
這項研究的共同作者、英國帝國理工學院流行病學和公共衞生醫學主席Paul Elliott教授説：“通過仔細跟蹤人們的飲食，並檢測他們在連續兩個24小時內排泄的尿液，我們在膳食輸入和代謝物的尿量之間建立聯繫，這有助於讓我們更好地瞭解飲食如何影響健康。”
研究結果顯示，尿液中46種代謝物與食物或營養物質類型之間存在關聯。例如，某些代謝物與酒精攝入量相關，而另一些代謝物與柑橘類水果、果糖、葡萄糖和維生素C的攝入有關。研究論文發表在國際權威期刊《Nature》雜誌的子刊《Nature Food》上。
研究小組還在尿液中發現了特定的代謝物，分別與紅肉（豬牛羊肉）、白肉（雞鴨魚）和營養物質如鈣相對應。同時，他們還發現了尿液中的一些代謝物與健康狀況有關，例如尿液中的甲酸鹽和鈉與肥胖、高血壓有關。
“傳統的營養評估方式依賴於患者個人的回憶，很難做到準確，”論文作者之一、英國帝國理工學院代謝、消化和生殖機構的Joram Posma博士説，“我們的研究可以為個人提供飲食質量的‘深入信息’，包括營養是否均衡以及飲食是否適合本人。”
在此研究基礎上，英國帝國理工學院與紐卡斯爾大學、阿伯里斯特威斯大學和澳大利亞默多克大學合作，並在英國國家健康研究所（National Institute for Health Research）、英國醫學研究理事會（Medical Research Council）和英國健康數據研究所的共同資助下開展了第二項研究。
研究團隊開發了一項5分鐘檢測尿液的技術，量化尿液中代謝物的“指紋特徵”，從而可以為個人提供“量身定製”的健康飲食建議。這項技術從分子水平，為個人或營養師、醫生等專業人士提供科學、全面且定量的檢測報告。
紐卡斯爾大學研究合著者兼人類營養研究中心主任John Mathers教授説：“我們的研究揭示了尿液中的代謝物與食物或營養素類型之間的聯繫，這對研究營養相關疾病、改善公共衞生條件、提供更個性化的飲食建議具有重要意義。”
尿有機酸檢測，鑑定營養是否均衡
在尿液中的代謝物中，尿有機酸檢測能有效篩查營養代謝異常，並分析營養是否均衡。
人體將碳水化合物、氨基酸、脂肪從營養物質變為可吸收物質和廢物的過程，稱之為“代謝途徑”，有機酸是碳水化合物、脂肪和氨基酸等三大營養物質在體內代謝過程中產生的羧酸。在代謝的各階段，需要不同的氨基酸、維生素、礦物質等構成的酶、輔酶來調節代謝速率。任何一種營養素的短缺都會導致某些物質分解和合成途徑就會減緩或中斷，中間代謝產生的“多餘的”有機酸就會被排入尿液，例如當維生素B12缺乏時，甲基丙二酰－CoA代謝受阻，甲基丙二酸（MMA）排出增多。
通過綜合分析尿液中有機酸指標，可以瞭解個體營養物質代謝情況，並根據特定指標找出缺乏的營養素，並在此基礎上制定營養補充方案。
2020年，成都市婦女兒童中心醫院、四川大學華西公共衞生學院等多家單位聯合，對34名兒童的尿有機酸進行了研究，該研究項目從尿液樣本中分離出20種有機酸，通過HPLC質譜法快速地對有機酸進行檢測。研究結果表明，相比以前的檢測手段，這種高靈敏度、準確性的“10分鐘快速檢測方法”能大幅縮短檢測時間，並且尿有機酸檢測能有效、定量地地反映出營養素的不足，為營養的補充提供科學的、個性化的依據。
需要注意的是，尿有機酸檢測的結果需要專業的營養師進行解讀，並在此基礎上有針對性地補充營養物質。如，尿有機酸中的β－羥基丁酸是糖類代謝標誌物之一，涉及鉻、釩元素。當檢測結果提示β－羥基丁酸異常時，需要在專業營養師的指導下，選擇富含鉻、釩的食物，進行營養補充。
圖/文 新生命霍普檢驗實驗室 謝俊
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