Étrend-értékelési módszerek az epidemiológiai kutatásban: a technika jelenlegi állása és jövőbeli kilátásai

Androniki Naska

1 Higiéniai, epidemiológiai és orvosi statisztikai tanszék, Athén Nemzeti és Kapodistrian Egyetem Orvostudományi Kar, M. Asias utca 75, Goudi, GR-115 27, Athén, Görögország

Areti Lagiou

2 Népegészségügyi és Közösségi Egészségügyi Főosztály, Egészségügyi Szakképző Iskola, Athén Műszaki Oktatási Intézet (TEI Athén), Ag. Spyridonos, Aigaleo GR-122 43, Athén, Görögország

Pagona Lagiou

1 Higiéniai, epidemiológiai és orvosi statisztikai tanszék, Athén Nemzeti és Kapodistrian Egyetem Orvostudományi Kar, M. Asias utca 75, Goudi, GR-115 27, Athén, Görögország

3 Járványügyi Osztály, Harvard T.H. Chan Közegészségügyi Iskola, 677 Huntington Avenue, Boston, MA-02115, USA

Absztrakt

Bevezetés

Az ön által bejelentett étrendi bevitel módszerei

Az ön által bejelentett étrendi bevitel módszerei két nagy kategóriába sorolhatók: a valós idejű felvétel és a visszahívás módszerei. A valós idejű rögzítési módszerek étkezési naplókból állnak (az elfogyasztott ételek mérésével vagy anélkül) és a duplikált adagolási módszerből. Az étkezési naplók használatakor az egyéneket arra kérjük, hogy valós időben rögzítsenek minden elfogyasztott ételt vagy italt; a mérlegeléssel ellátott élelmiszer-naplókban az egyéneknek fel kell tüntetniük a tényleges elfogyasztott mennyiségeket is. A duplikált adagolási módszerben napi adagpárokat használnak: az egyiket az egyén elfogyasztja, a másodikat kémiailag elemzik tartalma szempontjából. Költségük és összetettségük miatt az igényes duplikált adagolási módszert és az étrendi naplókat ritkábban használják az étrend – betegség társulások nagyszabású epidemiológiai vizsgálataiban 4 .

A visszahívás módszerei közé tartoznak az étkezési előzmények, az étkezési gyakoriság kérdőívek (FFQ) és az egyszeri vagy többszöri napi visszahívás (24 órás étrendi visszahívások [24-HDR]). A táplálkozási epidemiológiai szakirodalom túlnyomó többségében két étrend-értékelési módszer érvényesül: az FFQ-k, főleg az étrend és a betegségek társulásait értékelő vizsgálatokban, és a 24-HDR-k, főleg a táplálkozás-felügyelet tanulmányaiban, amelyek figyelemmel kísérik a populáció szokásos bevitelét, és segíthetnek azonosítani étrendi útmutatásra szoruló alcsoportok.

Az FFQ a diétatörténeti módszer elveire támaszkodik. Rögzíti az egyének - akár együttesen (pl. Zöld leveles zöldségek), akár külön-külön (pl. Saláta) - ételeinek és italainak fogyasztásának gyakoriságát hosszú időn keresztül, leggyakrabban évente. Az FFQ tartalmazhat kérdéseket a szokásos elfogyasztott mennyiségről (félkvantitatív, kvantitatív vagy nem kvantitatív FFQ-k); a mennyiségekre vonatkozó információkat gyakran különféle adagokról és háztartási vagy standard egységekről készített fényképek felhasználásával gyűjtik össze. A kérdőívet egy kérdező kezelheti, vagy közvetlenül a résztvevő töltheti ki, akitől általában arra kérik, hogy előre meghatározott lehetőségek segítségével jelezze a fogyasztás gyakoriságát. A rövid FFQ alulbecsülheti az étrendi bevitel valódi eltérését, de nagyon hosszú és részletes lehet idő- és erőforrásigényes, és a válaszadó terhe veszélyeztetheti az adatok minőségét. A kutatók egyensúlyban tartják az FFQ-választásukat e szélsőségek között, hogy megfelelő módon lefedjék a különleges érdeklődésre számot tartó ételeket, de elegendő információt is tartalmazzanak ahhoz, hogy megbecsülhessék az egyén teljes napi energiafogyasztását .

A 24 HDR-ben a résztvevőket arra kérjük, hogy idézzék fel és részletesen, nyílt formában ismertessék az egy nap alatt, lehetőleg előző nap elfogyasztott ételeket és italokat. Az adatgyűjtés lehet kérdező vagy önálló, és gyakran követi a strukturált, sokoldalú interjúk pszichometriai alapelveit, amelyek megkönnyítik a résztvevők leírását 6. A technológia alkalmazása lehetővé teszi továbbá az elfogyasztott ételek típusának és mennyiségének rögzítését elősegítő adatbázisok integrálását. Ezek az adatbázisok tartalmaznak például konkrét információkat a receptek összetevőiről, a csomagolóanyagokról, a termékek jellemzőiről (például alacsony zsírtartalmú vagy D-vitaminnal dúsítottak) vagy akár márkaneveket, valamint több adagmérési segédeszközt tartalmaznak. Mivel azonban egy vagy néhány egyedi nap nem reprezentatív az ember szokásos étrendjéhez, ezt az értékelési módszert alkalmazó tanulmányokat gondosan kell megtervezni, hogy több adagot is bevegyenek, és fedezzék a bevitel szezonális és heti változásait 5 .

A hibaforrások mind az FFQ-k, mind a 24-HDR-ek velejárói. Mindkettő hajlamos felidézni az elfogultságot, különösen az FFQ-kat, mivel az egyéneket arra kérik, hogy utólag jelentsék bevitelüket, és általában hosszabb időtartamokra utalnak. Ezenkívül mindkettőt akadályozhatja az egyén bizonyos élelmiszerek fogyasztásának szándékos téves bejelentése, amelyet személyes jellemzői (pl. Életkor, nem, túlsúly vagy elhízás) befolyásolhatnak, és eltérő téves osztályozást eredményezhet, amelynek előre nem látható következményei vannak a becsült egyesületek 7. Az étrend FFQ-k és 24-HDR-ek általi értékelésének egyéb hibái bevezethetők az élelmiszer-összetételi adatbázisok felhasználásával az energia-, tápanyag- és alkoholfogyasztás kiszámításához; a feldolgozott és csomagolt termékek, valamint a házon kívül készített ételek összetételével kapcsolatos természetes eltérések vagy korlátozott információk a fő bűnösök 8 .

Az étrendi bevitel biomarkerei

A biomarker olyan biológiai minta, amely az étrendi alkotórészek bevitelének vagy anyagcseréjének vagy a táplálkozási állapot indikátorának szolgál. .

A besorolás megkülönbözteti a biomarkereket a helyreállítás, a koncentráció, a helyettesítés és a prediktív biomarkerek közül, bár egyes biomarkerek e kategóriák közül többre is tartozhatnak 11 .

A helyreállítási biomarkerek a bevitel és a kimenet közötti fiziológiai egyensúly pontos és kvantitatív ismeretein alapulnak, és biztosíthatják a dózis-válasz összefüggést a bevitellel. Érzékenyek és időfüggők, és az anyagcserében az egyének közötti különbségek nem befolyásolják őket lényegesen. Gyakran használják referenciamérőként az ön által bejelentett bevételek érvényesítésére. Jelenleg csak néhány helyreállítási biomarker ismert, a legjobb példák a kettős címkével ellátott víz (DLW), amelyet a teljes energiafelhasználás mérésére használnak, valamint a vizelet nitrogénje és káliumja, amelyek a napi teljes fehérje- és káliumbevitel becslésére szolgálnak.

A koncentrációs biomarkerek korrelálnak az étrend bevitelével, de az egyén anyagcseréje vagy jellemzői (pl. Életkor, nem, dohányzási szokások, elhízás és napi fizikai aktivitás) befolyásolják őket. Ezért nem tekinthetők az abszolút bevitel helyettesítő intézkedéseinek, és kevésbé alkalmasak, mint a gyógyulási biomarkerek az étrendi kérdőívek relatív érvényességének értékelésére, bár ebben az összefüggésben használták őket. A koncentráció biomarkerek alkalmazhatók a betegség kockázatával való összefüggésben. A koncentráció biomarkerek például a zsírszövetekben mért zsírsavak vagy a vérben lévő vitaminok, beleértve a karotinoidokat is.

A helyettesítő biomarkerek hasonlóak a koncentrációs biomarkerekhez, de olyan vegyületekre utalnak, amelyek korlátozott információval rendelkeznek az élelmiszer-összetétel adatbázisaiban, vagy az étrendi ingerre adott metabolikus válasz biomarkereire. Ilyenek például az aflatoxinok és néhány fitoösztrogén.

A prediktív biomarkerek hasonlítanak a helyreállítási biomarkerekhez, mivel dózis-válasz módon érzékenyek a bevitelre, de általános helyreállításuk alacsonyabb. A 24 órás vizeletfruktóz és szacharóz ebbe a kategóriába tartozik 12 .

A biomarkerek kategóriákba sorolhatók rövid távúak is (tükrözve az órák/napok bevitelét, és általában vizeletben, plazmában vagy szérumban mérhetők), középtávúak (a hetek/hónapok bevitelét tükrözik, és általában a vörösvértestekben vagy a zsírszövetben mérhetők), és hosszú távú biomarkerek (tükrözik a hónapok/évek bevitelét, általában hajban, körmökben vagy fogakban mérve) 10 .

A „hagyományos” diétás biomarkerek mellett az omika területe új perspektívákat nyit az új biomarkerek azonosítására. Ezért a genomika összefüggésében például a laktáz gén polimorfizmusai felhasználhatók a tejfogyasztás tükrözésére a mendeli randomizációs elemzések során (ezek az elemzések arra a feltételezésre támaszkodnak, hogy a genotípus eloszlása nincs összefüggésben zavaró tényezőkkel, és ismert funkciójú gének variációját alkalmazzák) hogy megvizsgáljuk a módosítható expozíció betegségre gyakorolt hatását). Hasonlóképpen, az epigenomikában megvizsgálhatjuk, hogy a gének epigenetikus szabályozását befolyásolhatja-e a táplálékbevitel; a transzkriptomikában összehasonlíthatjuk a gén expressziós profilbeli különbségeket a különböző étrendi mintákat követő egyének között; és a lipidomikában, a proteomikában és a metabolomikában összehasonlíthatjuk a különbözõ profilokat vagy a változásokat a keresztmetszetben vagy az egyes diétás beavatkozások nyomán 10 .

Az étrendi bevitel értékelésének hibáinak kezelése

Az étrend-betegség társulások jól megtervezett tanulmányai gyakran következetlen eredményeket szolgáltatnak. Az évek során kialakult a vita arról, hogy ez legalább részben tükrözheti-e az étrend-értékelési módszerek korlátait, amelyek különböző mértékű mérési hibát generálnak. Kipnis és munkatársai 16 az étrendi mérési hiba két lehetséges összetevőjét írták le. Az első a hiba és a valódi bevitel („a bevitelhez kapcsolódó” elfogultság) közötti összefüggést tükrözi, míg a második a valódi beviteltől független, és a résztvevő személyes jellemzőivel („személy-specifikus” elfogultság) kapcsolatos hibákat képviseli. A mérési hiba lehet szisztematikus vagy véletlenszerű. A szisztematikus hibák a módszertani gyengeségeket tükrözik, csoportszinten jelentkeznek és differenciál téves osztályozást generálnak. A véletlenszerű hibák egyéni szinten fordulnak elő, nem differenciális téves osztályozást generálnak, és általában enyhítik a relatív kockázati becsléseket és csökkentik a kimutatásuk statisztikai erejét 3. Ez azt jelenti, hogy még a véletlenszerű mérési hiba is torzításokhoz vezethet a nullához képest vagy attól eltekintve, a 17, 18 tényezőktől függően .

Energia kiigazítás

Az amerikai Nemzeti Rákkutató Intézet fehérje- és energiatáplálék-megfigyelő (OPEN) tanulmánya beviteli biomarkereket (DLW és vizelet-nitrogén) használt a téves jelentések mértékének és a hiba összetevőinek értékelésére, amikor két alkalommal gyűjtöttek egy FFQ-t vagy 24-HDR-t. szabadon élő egyének nagy mintájában 19. Eredményeik szerint az energiahiány nagyobb volt, mint a fehérje, ami valószínűleg a zsír, a szénhidrát és az alkohol preferenciális aluljelentését jelzi. Az aluljelentések mértéke pozitívan társult a bevitelhez, és magasabb volt a módszerek második beadásakor, ami valószínűleg az időigényes kérdőívek többszöri beadása utáni elkötelezettség fokozatos elvesztését tükrözi. A hiányos bejelentés, ha jelen van, az összes élelmiszercsoportot érintette, de az aluljelentés mértéke az egyes élelmiszerek között eltérő volt 20 .

Bár mind az FFQ, mind a 24-HDR mérési hiba hatása az összes energia- és abszolút fehérjebevitelre súlyos volt, az energia-kiigazítást követően jelentősen gyengült 16, 19 .

Az Egyesült Államokban végzett öt nagy validációs vizsgálat (Validation Studies Pooling Project) adatainak újabb összefoglaló elemzése további bizonyítékokat szolgáltatott az FFQ-k és a 24-HDR-ek jelentési hibáinak jellegéről és nagyságrendjéről a DLW és három biomarker (vizeletürítés) értékeléseinek felhasználásával. nitrogén, kálium és nátrium) a megfelelő bevitel helyettesítő mértékeként. Ez az összesített elemzés megerősítette, hogy a mérési hiba hatása gyengül, és a relatív kockázatok becslése javul, ha az energia-kiigazítást alkalmazzák 21, 22 .

A megfigyelt energiafogyasztás értékelésére hivatkozva a folyamatos amerikai Nemzeti Egészségügyi és Táplálkozási Vizsgálat (NHANES) adatainak felhasználásával megemlítették, hogy az aluljelentések miatt az energiafogyasztási adatok fiziológiailag nem voltak hitelesek a válaszadók többsége számára 23, 24. Azt is elismerték, hogy a mérési protokollok és a becslési eljárások megváltoztatása az újabb adatgyűjtések érvényességének javulásához vezetett, és hogy ezek a változások idővel ronthatták a megállapítások összehasonlíthatóságát, és ezáltal korlátozták képességünket a népesség energia-trendjeinek becslésére. bevitel 25. További megállapítások az ön által bejelentett energiafogyasztás érvényességéről és hasznosságáról 26, és ennek következtében a táplálkozással kapcsolatos megfigyelési epidemiológiai vizsgálatok eredményei vitát és válaszokat váltottak ki. A kommentárok megpróbáltak figyelmeztetni az igazán összetett kérdés kezelésére irányuló egyszerűsítő megközelítés ellen, és megemlítették azoknak a kiváló minőségű tanulmányoknak az eredményeit, amelyek során a visszanyerés biomarkereit alkalmazták a bevitel felmérésére, és amelyek következetesen jelzik, hogy az ön által bejelentett bevitel becslései javulnak, ha az értékeket az összes energiahoz igazítják. bevitel 27–30 .

Az étrendi kérdőívek validálása és kalibrálása

Amint már jeleztük, az önjelölt bevitel mérési hibája miatt elhomályosulhat az étrend és a betegség közötti fontos kapcsolat. Ennek a kérdésnek a kezelése érdekében a nagy epidemiológiai vizsgálatokban részt vevő kutatók integrálják az étrendi kérdőívek validálásához és kalibrálásához szükséges alelemeket. Mivel a táplálkozási epidemiológiában még mindig hiányzik az aranyszintű mérés, egy „validációs tanulmány” célja a mérési hibamodell strukturális egyenletének megértése, nem pedig az étrend-bevitelt mérő műszer érvényességének értékelése.

Másrészt egy „kalibrációs vizsgálat” célja a korrekciós tényezők (a csillapítási tényező) kiszámítása, amelyeket a kalibrálás alatt alkalmazott étrendi értékelési módszer alkalmazásával kapott relatív kockázatbecslésekre alkalmaznak 31. A kalibrációs vizsgálat feltehetően egy pontosabb referencia-módszer (például a bevitel biomarkere) egyidejű alkalmazását tartalmazza. A referencia mérések összehasonlítása az önjelölt bevitel méréseivel biztosítja azokat a tényezőket, amelyek szükségesek a csillapítás kiigazításához a regressziós kalibrációs megközelítéssel 32–34. Ehhez a megközelítéshez azonban két kritikus feltételezésre van szükség a mérési hibák függetlenségével kapcsolatban. Különösen a referencia-módszer magában foglalhatja a mérési hibát, de ennek a hibának függetlennek kell lennie a valódi beviteltől és az étrendi kérdőív hibájától. Megjegyzendő, hogy az OPEN vizsgálatban a 24-HDR mérésekben jelen lévő torzítás korrelált az FFQ személyspecifikus elfogultságával; E torzítások összefüggése azt jelzi, hogy a 24-HDR nem feltétlenül tekinthető megfelelő referenciaeszköznek az FFQ 16, 19 relatív érvényességének értékeléséhez. .

Különböző étrendi értékelési módszerek kombinációja

A különböző értékelési módszerek kombinációjának beadása egyre népszerűbb, mivel számos módszertani korlátot kezelhet 35, 36. Ezek a módszerek lehetnek objektívek, például az étrendi biomarkerek szintjei és/vagy szubjektívek, például az ön által bejelentett bevitelek. Például a táplálkozás-felügyeleti felmérések gyakorlata magában foglalja több 24-HDR (résztvevőnként előnyösen kettő) adagolását egy nem kvantitatív FFQ-val (gyakran élelmiszer-hajlandósági kérdőívként emlegetve) a belső táplálkozás hatásainak becslése és eltávolítása érdekében. személyi változások az étrendi bevitelben. Az ezt követően alkalmazott statisztikai modellezés lehetővé teszi az összefüggést az élelmiszer elfogyasztásának valószínűsége (a nem kvantitatív FFQ szerint) és az adott napon elfogyasztott mennyiség (a két 24-HDR segítségével rögzített) között, és tovább beépíti a ko-variánsokat. 24-HDR-re vonatkozó információk 37 .

A rövid távú beviteleket felmérő módszerek ismételt beadása

Az étrendi értékelési módszerek közül az étkezési naplók és a 24-HDR-k rövid távú étrendi beviteleket rögzítenek. A kettő között a 24-HDR-t gyakrabban használják nagyszabású táplálkozási epidemiológiai vizsgálatokban. A bevitel napi változékonysága miatt egy kellően nagy populációs mintában beadott egyetlen 24-HDR adhat megfelelő adatokat a populáció átlagos bevitelének becsléséhez, de nem képes megfelelően ábrázolni a populáció azon részét, amelynek szokásos bevitele a az elosztás. Ezen túlmenően, a Validation Studies Pooling Project eredményei szerint a többszörös 24HDR nemcsak növeli a korrelációt a „valódi” bevitellel egyetlen 24HDR-hez képest, hanem a relatív kockázati becslések gyengülését is jelentősen csökkenti 21, 22 .

Korábbi erőfeszítések több (általában kettő-hét) 24-HDR adását és átlagolását javasolták. Ennek a megközelítésnek azonban más korlátai vannak a magas válaszadók terhe és az ebből következő adatminőség-romlás miatt. Ezenkívül az epizodikusan elfogyasztott ételek szokásos bevitelének becslése válaszadónként korlátozott számú 24-HDR alapján további kihívásokat jelent 38. Ezeknek a kérdéseknek a kezelésére jelenleg különböző étrendi kérdőívek egyidejű beadásán alapuló módszereket, valamint a bevitel biomarkereinek felmérésére szolgáló biológiai minták gyűjtését, valamint kifinomult statisztikai modellezés alkalmazását alkalmazzák 39 .

Az új technológia integrálása

Míg a több 24-HDR megvalósíthatósága más étrendi kérdőívekkel kombinálva haladt ezen új technológiák terén, még mindig fontos szempontok vannak a szelekciós torzítás lehetőségével kapcsolatban, mivel ezek a módszerek nem alkalmazhatók olyan népességi alcsoportokra, akik nem ismerik az innovatív technológiákat vagy modern eszközök. Ezenkívül a technikai problémákon (pl. Gyenge minőségű internet-kapcsolat) még javításra szorulnak, mielőtt ezek az új módszerek általánossá válnak. Bár az automatizált eljárások előnyökkel járhatnak, úgy tűnik, hogy nem túllépik az önjelentés korlátait és az alanyok hajlandóságát arra, hogy szándékosan tévesen jelentsék bizonyos élelmiszerek bevitelét. Ezért egy friss jelentés szerint az alanyoknak még az új technológiák alkalmazásával is nehézségeket jelentettek az étrendjük bejelentésében, az ismételt értékelések során még mindig nem számoltak be, és ami a legfontosabb: a megkérdezésre adott válaszként továbbra is megváltoztatták étkezési döntéseiket (szociális kívánatos elfogultság) 4

Következtetés

A táplálkozási epidemiológiában számos módszer áll rendelkezésre az étrendi bevitel értékelésére, de mindegyiknek megvannak a maga korlátai. A lehetséges hibaforrások leküzdése érdekében a jelenlegi gyakorlat a különböző étrendi kérdőívek egyidejű beadását és biológiai minták gyűjtését javasolja az étrendi biomarkerek szintjének becsléséhez. Az omika területén elért legújabb fejlemények, amelyek gazdagíthatják a megbízható táplálkozási biomarkerek listáját, valamint a válaszadók terheinek csökkentésére alkalmazott új technológiák és a jelentési elfogultság új lehetőségeket nyitnak meg a területen. Az elemzések során az élelmiszer- és tápanyag-bevitelt mindig a teljes napi energiafogyasztáshoz kell igazítani, hogy figyelembe vegyék a jelentéssel kapcsolatos hibákat. Ezenkívül egyre inkább alkalmazzák az étrendi minták elemzését; következetes megállapításokat mutattak a kohorszokban, és enyhítik az élelmiszer-összetételi táblázatokkal kapcsolatos kérdéseket. Az expozíciós értékelés korlátai ellenére a táplálkozási epidemiológia bizonyítékokat nyert, amelyek hozzájárultak a közegészségügyi politikák és a kapcsolódó intézkedések megfogalmazásához 30, 41 .

Rövidítések

24-HDR, 24 órás étrendi visszahívás; DLW, kettős jelölésű víz; FFQ, élelmiszer-gyakorisági kérdőív; NHANES, Országos Egészségügyi és Táplálkozási Vizsgálat; NIH, Országos Egészségügyi Intézet; NYITVA, a fehérje és az energia táplálkozásának megfigyelése.

Köszönetnyilvánítás

A szerzők köszönetet szeretnének mondani Marina Dehara asszonynak az irodalmi áttekintésben nyújtott segítségéért.