【學術前沿】劉剛教授團隊在精準減重干預研究方面取得新進展

近期，國際權威期刊Diabetes Care發表了華中科技大學公共衛生學院劉剛教授團隊題為“

Prediction of Weight Loss and Regain Based on Multiomic and Phenotypic Features: Results From a Calorie-Restricted Feeding Trial

研究申請了國家發明專利（CN202411331775.7）。另外，劉剛教授作為主要起草人參與制定《人群營養健康干預研究實施指南》團體標準。

Diabetes Care同期配發了美國醫學科學院院士、哈佛大學營養系主任Frank B. Hu教授題為“

Multiomics to Predict Individual Responses to Weight Loss Interventions: A Promising Strategy to Enable Precision Nutrition

超重和肥胖已成為全球性公共衛生挑戰。國家衛健委也啟動了“體重管理年”三年行動計劃，將肥胖防控提升至國家戰略高度。盡管膳食干預等體重管理手段日益完善，但是不同個體對同一干預措施的反應存在顯著差異。例如，部分人減重效果顯著，而部分人減重困難。另外，干預后體重反彈也存在較大個體差異。因此，深入探索影響體重管理個體差異的關鍵因素，建立減重效果及體重反彈風險的預測模型，對于實現精準減重具有重要意義。

研究團隊前期開展了一項2×2 析因設計的隨機對照供餐干預試驗（LEAN-TIME），共納入96名超重或肥胖成人，實施為期12周的等能量膳食干預（提供一日三餐），并在干預后隨訪28周。研究發現，健康型低碳水化合物膳食和限時飲食干預對體重、體成分、腸道微生物組及糞便代謝組的影響，明確了兩種膳食模式在能量限制25%的基礎上仍有額外的減重效果，并顯著影響腸道微生物的組成。在干預結束28周后，健康型低碳水化合物膳食降低體脂的效果仍然顯著（Cell Reports Medicine2024，唯一通訊）。

本研究在此基礎上，結合機器學習算法和多組學數據（包括宏基因組、糞便代謝組），構建了減重效果和體重反彈的高性能預測模型，建立了個體化膳食減重策略。具體發現包括：

1.膳食干預后的效果存在顯著個體差異：減重期體重變化范圍為-10.2 kg至+1.6 kg；反彈期變化范圍達-2.0 kg 至 +14.2 kg。

2.基線腸道菌群、糞便代謝物、膳食因素、臨床代謝特征與個體減重效果及體重反彈密切相關。例如，受試者基線

Parabacteroides merdae

dimethylglycine

hyocholic acid

vanillic acid

Ruminococcus bicirculans

3.與傳統預測模型相比，基于多組學數據構建的減重和體重反彈預測模型的性能顯著提升。1）關于減重預測，多組學模型能夠有效區分受試者是否可實現具有臨床意義的減重（即體重降低≥ 初始體重的 5%），其預測性能表現優異，AUC從0.58提升到0.95，靈敏度為94.12%，特異度為86.79%。同時，該模型對減重期間體重、體脂量、瘦體重變化的連續值預測同樣具有較高準確性。2）關于體重反彈預測，多組學模型對體重、體脂量、瘦體重變化的預測能力顯著提升，R2分別達到 0.72、0.73和0.66。

圖1. 減重干預效果的預測模型構建

4.部分腸道菌群、糞便代謝物在減重和體重反彈的預測模型中為穩定的預測因子。例如

Ruminococcus callidus

Bifidobacterium adolescentis

圖2. 減重和體重反彈的共同預測因子的網絡圖

上述研究表明，腸道菌群、糞便代謝物在預測個體減重效果和體重反彈風險方面具有重要應用潛力。研究成果為肥胖人群的精準減重干預提供了新思路。

華中科技大學公共衛生學院博士研究生李琳為第一作者，劉剛教授為唯一通訊作者。研究得到國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金等資助。

參考資料：

[1]https://diabetesjournals.org/care/article/49/1/68/162858

[2] https://diabetesjournals.org/care/article/49/1/63/164080

來源 | 華中科技大學公共衛生學院

編輯 | 木白

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