体重指数(BMI)并不能完全反映肥胖的差异。本研究对1408名受试者的身体活动深度进行了多系统表型分析,确定了一种基础体重指数(metBMI),该指数可用于反映跨器官系统的能力、脂肪结构和功能障碍。在海外务工人员(n=466)中,metBMI分析能够解释52%的BMI变化,其他学术模型的变化反映了脂肪沉积情况。metBMI在儿童早期较高,脂肪肝、糖尿病、脂肪堆积增加、脂肪堆积减少、肥胖抵抗力强、血糖高、炎症环境、高产出2-5倍、肥胖治疗减少(n=75)。在此期间,其他受试者的体重减轻程度下降了30%。这导致了微生物数量的减少、其生产结构的改变以及其能力和潜力的变化。由于66种材料的组合,溶液强度达到了38.6%,其中90%的材料与微生物结合。介导分析表明,物种间存在双向相互作用,主要宿主-微生物组织是主要的宿主-微生物组织,而主要酸和食品补充剂是生物替代品。此外,我们还确定脂肪系统与脂肪系统相容,微生物系统与心血管系统相连,心血管系统与心血管系统相连。
主要内容
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脂肪堆积过多会导致多种慢性、多因素且进行性疾病,这些疾病的发生发展与身体机能障碍和系统功能紊乱有关。在全球范围内,肥胖是2型糖尿病(T2D)的主要病因,也是心血管疾病、发病率和死亡率的重要诱发因素。然而,判断是否患有心血管疾病并非完全依赖于体重指数(BMI),BMI只是反映身体心血管功能受限的另一种指标。事实上,20-30%的2型糖尿病患者BMI较低,但肥胖率却很高;而且,大量与BMI相关的心血管死亡病例也发生在肥胖率较低的人群中。我们建议相关人员联系您进行复查,以防止未被发现的BMI超重问题得不到充分治疗。
详尽的BMI可能改变系统功能,但多器官系统可以整合到系统中,并且该系统可以提供超越系统本身的信号。大量与体重相关的健康系统研究已经报道,体重和体重的实际变化在实际层面上得到了显著改善。循环馈赠、受体宿主、食物和饮食微生物群的影响、基于体重的馈赠、健康系统细节;未来,随着2型糖尿病技术的进步,心血管事件将增加五倍,死亡率将增加80%。
肠道微生物组与宿主代谢相互关联,对健康个体中约15%的循环代谢物水平有贡献,在糖尿病前期和T2D中这一比例接近30%,多种微生物衍生代谢物被证实与心血管代谢风险有因果关系。相反,肠道微生物组多样性的变化高达60%可由循环代谢组解释,突显了双向的宿主-微生物代谢相互作用。在肥胖和相关代谢疾病中,细菌多样性降低,功能能力发生改变。因此,循环代谢组可能作为微生物组衍生信号的代理,其相互作用的破坏导致BMI谱系上的代谢异质性。
本研究通过机器学习和深度表型分析,整合了来自两个瑞典队列(n = 1,408和n = 466)的数据,包括基于计算机断层扫描的脂肪组织定量与代谢组学、蛋白质组学、基因组学和宏基因组学数据以及全面的临床、生活方式、饮食和身体活动测量。研究证明了metBMI能够捕捉BMI谱系上的代谢功能障碍,在独立队列中预测减肥手术反应,并揭示了可能与心血管代谢风险相关的微生物组-代谢组相互作用。这一综合框架推进了肥胖的精准表型分析,阐明了器官间和生物体间疾病通路,可能实现超越BMI定义阈值的更早、更有针对性的干预。
结果
基于多组学的肥胖建模
研究首先确定了哪些分子域(循环代谢组和蛋白质组、肠道宏基因组和饮食摄入)与肥胖及脂肪堆积最强烈相关。使用嵌套岭回归和10折交叉验证,训练了针对BMI、腰臀比(WHR)、腰围和计算机断层扫描衍生的内脏和皮下脂肪组织(VAT和SAT)面积的预测模型。
宏基因组组装基因组(MAGs)解释了中心性脂肪特征中相似比例的方差(腰围44%,VAT面积约50%),表明与内脏脂肪有共同联系。然而,对于BMI,代谢物解释的方差几乎是MAGs的两倍(60%对比30%),表明代谢组更好地代表了更广泛的与肥胖相关的过程。
在单个组学层中,循环代谢组为预测肥胖提供了最具生理信息的信号,特别是代谢物预测的BMI与真实测量的腰围和VAT及SAT面积等指标显示出明显更强的相关性。综合多组学模型实现了最高的整体预测性能,但各层之间的贡献并非累加,反映了重叠的分子信号。蛋白质组的预测性能次之,但其与中心性脂肪特征的关联较弱。
组间比较突显了代谢组更广泛的整合能力:代谢物解释了单个蛋白质高达76%的方差(中位数35%),而微生物组基因丰富度最好由代谢物解释(中位方差61%,蛋白质为44%)。这些结果强调了组学层之间的强协方差,并突显了代谢组作为临床相关整合器的核心作用。
解耦肥胖特征与BMI
为提高模型简洁性并解决共线性问题,研究使用与BMI最严格相关的267种代谢物训练了岭回归模型。所得metBMI与测量的BMI高度相关(Pearson’s r = 0.62),在IGT-microbiota队列的保留测试集中解释了39%的BMI方差。
为捕捉BMI谱系上肥胖的代谢特征,研究提取了每位参与者的metBMI残差,校正了年龄、性别和BMI。残差显著高于(> +2.5)或低于(< −2.5)预期的个体被分别分类为HmetBMI和LmetBMI,各占队列的约10%。这些组表现出不同的代谢组特征。LmetBMI个体与正常体重个体聚集在一起,而HmetBMI个体与肥胖个体聚集,尽管BMI范围相似。
HmetBMI个体表现出代谢功能障碍的标志,包括更高的腰臀比、更严
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重的内脏脂肪面积和衰减、升高的甘油三酯、胰岛素抵抗、炎症、对反炎饮食的依从性较差以及肠道微生物组基因丰富度降低。这些模式在性别和BMI类别中一致,突显了metBMI捕捉了独立于体型的代谢风险。
一些HmetBMI和LmetBMI之间的差异是性别特异性的:较低的身体活动在男性中更为明显,而炎症升高和对反炎饮食的依从性差在女性中更为明显。关键区别因素,如较低的肠道微生物组基因丰富度、更明显的内脏脂肪衰减、胰岛素抵抗和胰岛素高分泌,在两种性别和BMI类别中均一致观察到HmetBMI,强调了高胰岛素血症、胰岛素抵抗和葡萄糖摄取/利用受损在代谢肥胖中的独特作用,超越了实际BMI。
这些发现在独立的瑞典心肺生物图像研究(SCAPIS)队列(n = 466)中得到复制,其中metBMI和BMI保持强相关(r = 0.72,R² = 0.52)。值得注意的是,该队列包含三倍于代谢综合征的患病率,11%在筛查时新诊断为T2D,以及更严重的血脂异常。在SCAPIS中,HmetBMI个体的地面真实BMI略高于LmetBMI(27.5 kg/m²对比26.2 kg/m²),但metBMI明显更高(中位数31 kg/m²对比23 kg/m²),并且具有更不利的心血管代谢特征。
临床风险分层和干预反应
为评估metBMI的预测效用,研究在SCAPIS队列中测试了它对六种心血管代谢结果的分类能力。metBMI在代谢综合征(MetS)、代谢功能障碍相关脂肪肝疾病(MASLD)、联合空腹和餐后血糖异常(CGI-T2D)和筛查发现的T2D方面表现出最强的预测性能。在仅metBMI模型中,每增加1个标准差的metBMI,预测的比值比显著且具有统计学意义(MetS:比值比=5.36;MASLD:比值比=4.95;CGI-T2D:比值比=2.40;筛查发现的T2D:比值比=2.6)。嵌套模型与仅BMI模型相比显示出显著改进的拟合度,表明metBMI捕捉了额外的疾病信号。
在调整传统风险因素后,metBMI仍然是MetS、MASLD和CGI-T2D风险的强而独立的预测因子。在独立的减肥手术队列(n = 75)中,基线metBMI残差与12个月后的BMI减轻呈负相关(r = -0.30,P = 0.008),尽管HmetBMI和LmetBMI之间的基线或随访BMI没有显著差异。这些发现突显了BMI和metBMI之间的分离:较高的BMI预测更大的体重减轻,而较高的metBMI残差预测更差的反应,表明metBMI捕获了BMI单独无法反映的代谢干预抵抗方面。
微生物组特征与肥胖特征
除了宿主替代之外,本研究还探讨了微生物与宿主微生物之间的联系系统。代谢BMI及其残差揭示了潜在因素,并分析了物种丰富度与BMI变化之间的相关性(ρ = -0.19, -0.24, sum -0.3)。在多重变化模型中,剔除了代谢BMI,物种丰度的基础归结为359种,食物与炎症之间的相关性增强,且代谢BMI、器官和生物体之间的相互作用显著增强。
HmetBMI 和 LmetBMI 群体表现出异质的微生物群落结构。主要参考分析显示HmetBMI和LmetBMI与正常体重,清晰的成分组合,以及供观察的概要。这是顺序的稍微不同的扩展,如详细分析所示。 LmetBMI中观安置到低相似度与链接、还块联联会,而HmetBMI网络这种疏离,也源于功能性干扰性关系的划分。
已建立了774种水平结构类型,并将代谢BMI残差分为不同组别。脂肪堆积指数有104种类型,代谢BMI残差运动有100种类型,R. gnavus是唯一一个特别关注葡萄糖耐量和TyG指数的模型。
功能上,使用了57种微生物模型(GMM),且metBMI残差与BMI或其他脂肪沉积特殊效应无关。残差特征表现为:谷酸产量降低,糖/甜油利用率降低,γ-二甲基甜菜碱产量增加。在调整丰富度基础后,两种metBMI残差的差异如下:增强:微生物表达,转化为HmetBMI、酸度和LmetBMI,以耗散形式存在。
替代微生物群-表型相互作用
目前正在研究中(中位数为26%,由于个体替代品之间的差异,需要进行MAGs分析)。由于微生物的生长发育与微生物的生长发育之间存在强烈的相互作用,因此可以开展研究以满足BMI的特殊替代品需求。特殊探险和LASSO消除的传输,待完成66种最有效的捕获方法以满足BMI残余替代品的需求。BMI差异为38.6%,267种生物模型(40%)的性能相似,年龄、性别、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和物理模型(26%)也相似。
在66种宝物中,我们分析了61种微生物,并将其与不同类型的食物或宿主进行了比较。代谢物BMI残差值较高,且为综合性多物种脂肪替代品,微生物、脂肪酸和2型糖尿病相互作用的组合。相反,代谢物BMI残差值较低,3β-乙基-5-胆酸、N-乙氧基羧酸和氧化物这两种成分的组合是一种食物依赖性细菌替代品,对心血管疾病和2型糖尿病具有保护作用。
在宇代的指导下,双向中间分析团队已完成了116篇关于微生物组织和表型通路的文章。奥斯氏螺菌科和克里斯滕森氏菌目细菌常被用作抗炎剂,以抵御脂肪酸。相比之下,高脂肪沉积指数和代谢BMI残差与细菌种类相当,如R. gnavus对口腔细菌的抵抗力所示,以及消费作为替代品的效果。
请注意,第186条展示了相反的系统(微生物类型)、炎症和炎症,以及膳食微生物B6和塑料对塑料微生物的影响。这种影响是直接的(第147条系统)、Yudai补充服务(第7条系统)或两人的组合(第32条系统),能够改变甜油的组合、三种甜油的组合、甜油的组合以及添加不同硝酸。
这是一个小型模型,metBMI残差反映了宿主-微生物的双向组装,而微生物组装的表征尚不可用,微生物表征的影响如下:这种小型微生物组织-替代组织可以被交互式地破坏,导致BMI系统产生脂肪沉积,同时观察到替代功能障碍,且与脂肪设置无关。
审查
本研究证明,代谢异常BMI及其残差已被BMI系统所涵盖。与其他机构相比,本BMI模型中包含了代谢异常BMI。此外,既往研究表明,代谢异常BMI会导致中心性肥胖浓度升高,从而使BMI模型有所不同。代谢异常BMI残差能够提供更详细的测量数据,独立于BMI进行测量,并反映脂肪分布、脂肪抵抗、高分泌、葡萄糖耐量、2型糖尿病和脂肪肝、心血管疾病、高血压和高分泌等情况。
研究结果与其他以往的研究相比具有优势。66种礼品被搁置。对267种礼品进行了40%的抽样检查,分辨率为38.6%,之后减少了剩余权重,验证了该模型的有效性。IGT-微生物群序列的细节由代谢型体重指数(metBMI)中的脂肪结构(VAT)决定。
这是一个具有不同品质和不同特征的系统,这赋予了它微生物系统和不同的能力。metBMI 稳肯地面微生物组织捕获,几个特殊的探险材料导致了微生物繁殖或高度灵活的微生物特殊探险。例如,潜在的致病微生物与该系统相连,腰臀比越低,肝脏脂肪越少。
目前,HmetBMI 的变化与微生物的生长发育呈正相关,R. gnavus 的丰度增加,其在全身的流行率已被确定,内部脂肪组织也得到了深入研究,并且与心血管疾病的抵抗力有关。相反,在低聚丙烯酸环境中,微生物聚丙烯酸含量降低,R. gnavus的促炎系统及其产量增加,因为粘液蛋白糖酵解分解菌的出现。
研究证实,克里斯滕森氏菌科与其他细菌共生,各种微生物都存在于低代谢率人群中,且人群的体质和健康状况更佳。奥斯氏螺菌科具有特殊的抗炎和消炎作用。
咽峡炎链球菌感染的影响与口腔来源有关,包括细菌来源、代谢性骨代谢物残留以及全身炎症。为了最大限度地减少微生物特异性和微生物控制(质子泵抑制剂,PPI)的影响,使用PPI后残留的代谢性骨代谢物会反映在口腔内源性共生菌的丰度上。
然而,微生物的进化已经有所体现,并且有可能加速生育力的增长,这在环境循环中尤为如此。metBMI 专项调查已完成一系列床位相互作用专项调查,综合考虑了中心性脂肪沉积、耐热性和高分泌、功能障碍、饮食搭配和体力活动——这是目前完全无法获得的人体测量和评估工具。
从商业化角度来看,我们采用了一种大规模的配件模型,将我们整合起来,引入了地板环境中无法切割的特殊功能。研究成果已公布,metBMI 专项研究,高分泌,高分泌和分泌,脂肪分布和特定细胞的特殊建模。由于性能表现,metBMI 等多结构学术工具已投入使用,替代名称尚未确定。动态阻力和分泌指数是理想的价格组合,防御和治疗质量至关重要。
这项研究构建了一个生物学框架,为未来生物学框架的发展奠定了坚实的基础。BMI值处于正常范围,但“减重”组备受关注,这实际上是一种更为精细的体重检测策略。