Megszokott utat a lakosság egészségének javításához a személyre szabott táplálkozás révén

Emberi Táplálkozási Kutatóközpont, Celluláris Orvostudományi Intézet és Newcastle Egyetemi Öregedési Intézet, Newcastle Egyetem, Newcastle, Tyne, NE2 4HH UK

Absztrakt

1 Közegészségügyi kontextus a személyre szabott táplálkozáshoz

Kutatási szempontból jól megalapozott, hogy az azonos étrendi expozícióra adott válaszok között jelentős az egyéni változékonyság. Például egy nemrégiben jól megtervezett súlycsökkentő vizsgálatban egyesek 12 hónap alatt akár 40 kg testsúlyt is lefogytak, míg mások ugyanabban a vizsgálatban akár 10 kg-ot is híztak (Gardner et al., 2018). Az étrend-kiegészítő szedésének biológiai reakciói között is nagy az egyén közötti különbség. Például a triacil-glicerin (TAG) koncentrációja a vérben (a CVD kockázatának markere) jelentősen csökkent néhány embernél a halolajok bevétele után, míg másokban a TAG koncentrációja változatlan vagy akár emelkedett is (Madden et al., 2011). Ez biológiai indoklást ad ahhoz a koncepcióhoz, hogy ennek az egyénközi variációnak az alapjainak jobb megértésével lehetséges lehet az egyénre szabott étrendi tanácsok/élelmiszerek megtervezése. Viszonylag a közelmúltig azonban kevés kísérletet tettek az étrendre, az ételekre és a tápanyagokra adott válaszok közötti egyéni változások biológiai természetének vizsgálatára, de ez gyorsan változott az emberi genom szekvenálása és a posztgenomikus technológiák fejlődése óta.

2 Különleges-e a genetikai információ?

Az emberi genom szekvenálásának sikere ösztönözte a gyors technológiai fejlődést, ami csökkentette a genotípus, a táplálkozás és az egészséggel összefüggő többszörös összefüggések közötti összefüggések nagyméretű vizsgálatának költségeit. Ez jelentős ösztönzést adott a személyre szabott táplálkozás koncepciójának, különösen annak az elképzelésnek, hogy az étrendi tanácsokat az egyéni genotípushoz igazíthatják, és hogy ez a megközelítés javíthatja az egészséget. Annak feltárására, hogy a genetika „különleges-e” az étrenddel kapcsolatos viselkedésmódok befolyásolásában, az alábbiakban három különböző típusú tanulmányterv eredményeit tárgyalom.

3 A személyre szabott táplálkozás csúcstechnikája: bizonyíték az emberi beavatkozási vizsgálatokból

Elméletileg a személyre szabott megközelítések alkalmazása az étkezési magatartás javítása érdekében legalább két okból hatékonyabb lehet az étkezési szokások és a hosszabb távú egészségügyi eredmények javításában, mint a hagyományos „mindenki számára megfelelő” megközelítés. Először is, mivel az ilyen megközelítések relevánsabbak, vagyis van egy biológiai indok az étrendi bevitel egyéni szintre szabásához, másrészt azért, mert az ilyen megközelítések relevánsabbnak érzik magukat az egyes egyének számára, és ezért javítják az étrendi tanácsok motivációját és betartását. A mai napig viszonylag kevés emberi beavatkozási vizsgálat tesztelte a PN koncepciót, és mindegyik egészen más megközelítést alkalmazott.

4 A személyre szabott táplálkozás kutatásának jövőbeli kihívásai

Bár megállapították azt az elvet, miszerint a PN-megközelítés hatékony módja lehet annak, hogy az egyének egészségesebb étrendet válasszanak, egyelőre korlátozott bizonyítékok állnak rendelkezésre arról, hogy mely egyéni jellemzők a leghasznosabbak a nyilvánosság tagjainak bevonása, valamint az egészségesebb életmód elfogadásának motiválása és lehetővé tétele érdekében. étkezési szokások. Valójában a PN-vel kapcsolatos kutatások még mindig a kezdeti szakaszban vannak, és mind az alapvető tudományalapú tudomány, mind a transzlációs kutatás terén sok hiányosság van, amelyek közül néhányat az alábbiakban ismertetünk.

4.1 Az egyének közötti variáció megértése egyetlen tantárgy vagy n-of-1 vizsgálatok segítségével

A hagyományos vizsgálati tervek, például az RCT-k, erős bizonyítékokat szolgáltatnak a kezelés hatásáról a vizsgálat résztvevőinek átlagában. Azonban, amint azt a fentiekben megjegyeztük, az ilyen kezelési hatások jelentik az olykor nagyon eltérő egyéni hatások átlagát. Ennek eredményeként az ilyen tervek nem engedik megjósolni egy adott kezelés előnyét (vagy hátrányát), pl. az étrendi bevitel változása bármely konkrét egyén számára (Madden et al., 2011; Gardner et al., 2018). Ennek a kérdésnek a kezelésére a jelenlegi kutatás az egyszemélyes (más néven n-of-1) tanulmányok hasznosságát vizsgálja, amelyeket kifejezetten annak bizonyítására terveztek, hogy az egyén hogyan reagál egy adott beavatkozásra (Schork és Goetz, 2017). A n-of-1 vizsgálatok többféle tervét javasolták táplálkozási vizsgálatokhoz (Schork és Goetz, 2017), de de Roos és Brennan (2017) azt sugallták, hogy az egyedi genotipizálás kombinációja az ellenőrzött étrend-sorozatra adott egyedi válaszok fenotípusával beavatkozások használhatók a személyre szabott táplálkozás bizonyítékául. Ezenkívül a CONSORT kiterjesztése az N-of-1 vizsgálatokra (CENT) csoport iránymutatásokat tett közzé az n-of-1 vizsgálatok jelentésének módjáról, ideértve az ellenőrzőlistát és az ajánlott diagramot az n-of-1 kipróbálás ábrázolásához (Vohra et al., 2015).

A táplálkozási vizsgálatokból egyelőre nem jelentettek hivatalos n-of-1 vizsgálatot. A Zeevi et al. (2015) és Mendes ‐ Soares et al. (2019), hogy a standard étkezések glikémiás válaszainak előrejelzői egyedi szintű bizonyítékokat nyerjenek, fontos lépés ebben az irányban. Valószínűnek tűnik, hogy az ilyen „n-of-1” vizsgálatok alkalmasak az interindividuális változások vizsgálatára az étrendi változásokra és kihívásokra adott rövid távú (percektől napokig tartó) fiziológiai vagy pszichológiai válaszok során. Ezenkívül lehetőség nyílik a környezeti, fiziológiai, viselkedési és pszichológiai változók „folyamatos” nyomon követésére az okostelefonokhoz vagy más, internetet támogató eszközökhöz kapcsolódó test kopott eszközökkel (ún. „Hordható eszközökkel”) részletes, objektív adatok gyűjtésére. valós időben reagálva az étrendi tényezőkre. Ez nagy mennyiségű komplex adatot fog generálni, amelyeket az alábbiakban a „big data” szakasz tárgyalunk. Tekintettel azonban az adott beavatkozás hosszabb távú betartásának és a zavaró tényezők kezelésének nehézségeire, valószínűtlennek tűnik, hogy az n-of-1 vizsgálatok alkalmasak legyenek az egészségügyi eredmények vizsgálatára.

4.2 A „nagy adatok” felhasználása a személyre szabott táplálkozásban

A „nagy adat” a mindennapi életben általában digitális formában keletkező adatok mennyiségének, típusainak és összetettségének hatalmas növekedését írja le. Az ilyen adatokat kormányok, üzleti vállalkozások, kutatási szervezetek és mások gyűjtik és bányászzák többféle felhasználásra, beleértve a felügyeletet, a döntéshozatalt és a kereskedelmi célokat. Doug Laney (a Gartner jeles elemzője) összefoglalta a nagy adatok jellemzőit, mint a 3 „V”, azaz mennyiség (nagy mennyiségű adat áll rendelkezésre a feldolgozáshoz), sebesség (nagy mennyiségű adat generálódik folyamatosan és érkezik elemzésre) és változatosság (az adatok több formában válnak elérhetővé, néha strukturálatlan formákban, amelyek kihívást jelentenek a hagyományos analitikai megközelítések számára). Tudományos szempontból van egy fontos negyedik „V”. Ez a Veracity, vagyis a létrehozott adatok megbízhatósága. Itt a problémák magukban foglalhatják az adatkonzisztenciák és hiányosságok, kétértelműségek, megtévesztés és feltételezések/közelítések miatti bizonytalanságokat, amelyek az elemzéséhez használt modellekben rejlenek (http://saphanatutorial.com/what-is-big-data/).

4.3 A viselkedésváltozás genetikai alapjai

Széles körű érdeklődés mutatkozott a genetikai információk felhasználása iránt a viselkedés megváltoztatása érdekében. Ennek nagy része arra az elképzelésre összpontosult, hogy a (jövőbeni) betegség genetikai kockázatának ismerete motiválhatja az egyéneket a megfelelő viselkedésmód megváltoztatására, beleértve az étkezési szokásokat is (McBride et al., 2010). A felhalmozódó bizonyítékok azonban azt mutatják, hogy az egygénes változatok alacsony kockázatú valószínűséggel történő információszolgáltatásán alapuló ilyen beavatkozások kevéssé befolyásolják a viselkedést (McBride et al., 2010). Valójában egy szisztematikus áttekintés és metaanalízis megállapította, hogy a DNS-alapú kockázatbecslések közlése nem volt hatással az étrendre vagy más főbb életmódbeli tényezőkre, beleértve a dohányzásról való leszokást és a fizikai aktivitást (Hollands et al., 2016).

Természetesen ez nem azt jelenti, hogy a genetika irreleváns a személyre szabott táplálkozás szempontjából. Lehetséges, hogy a jövőbeni kutatások hatékonyabb módszereket fognak találni a genetikai információk közlésére és/vagy felhasználására, és amint az egyének és a populációk jobban megismerik a DNS-alapú információkat, annak hasznossága növekedhet. Ezen túlmenően, mivel maguk a viselkedésmódok a genetika és a környezet összetett kölcsönhatásainak eredményeként jönnek létre, az ilyen kölcsönhatások kutatásai valószínűleg új lehetőségeket kínálnak a beavatkozásra. Ezen a területen korlátozottak az emberek kutatása, de a viselkedés genetikai felépítésének elemzését modellszervezetekben végzik, pl. Drosophila melanogaster (Anholt és Mackay, 2015), amelyet átgondolhattak az emberek.

4.4 A személyre szabott táplálkozási beavatkozások jellemzői, amelyek ösztönzik az étrend jobb választását

A mai napig nagyon kevés szisztematikus kutatást végeztek arról, hogy az egyén milyen jellemzői a leghasznosabbak a PN tervezésénél és átadásánál. Amint azt fentebb megjegyeztük, a genotípus az ilyen kutatások középpontjában állt, de ez valószínűleg nem lesz különösen hasznos kar a viselkedés megváltoztatásában. A kutatási erőfeszítéseknek az egyéni törekvések, valamint a megváltozott ételválasztás akadályainak és elősegítőinek megértésére való összpontosítás nagyobb valószínűséggel hoz új meglátásokat, amelyek lefordíthatók PN-beavatkozásokká. Ha ilyen felismeréseket kell használni skálázható, internetes beavatkozások során, akkor kritikus fontosságú lesz: (1) megtalálni a módszereket a releváns egyéni jellemzők szisztematikus megragadására; és (2) algoritmusokat dolgoz ki és validál, amelyek felhasználják ezeket az információkat bizonyítékokon alapuló módon, cselekvőképes tanácsok és támogatás nyújtására. Ezenkívül a PN-vel kapcsolatos jövőbeni kutatásoknak foglalkozniuk kell az étkezési szokásokat befolyásoló pszichológiai, társadalmi, gazdasági és kulturális tényezőkkel annak biztosítása érdekében, hogy a tanácsok cselekvéssé váljanak, és hogy a jobb étkezési szokások állandóan fennmaradjanak.