孕期甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)的建立與評價

李妞妞 崔育梅 滕越 董珊 鹿璐 胡蕊 孫京 朱文麗 潘麗娜 蔣偉 曾小玲 梁濱

一碳單位指只含一個碳原子的有機基團，有關一碳單位生成和轉移的代謝稱為一碳單位代謝(one-carbon metabolism，OCM)，包括葉酸循環(huán)和蛋氨酸循環(huán)。一碳單位作為轉甲基反應中甲基(-CH3)的直接供體[1]，參與DNA和組蛋白、脂類、蛋白質等的甲基化，從而起到調控基因表達(表觀遺傳修飾)、參與組織合成等功能[2]。尤其孕期，OCM不僅參與胎兒神經管分化，還與胎兒體格發(fā)育、妊娠過程及妊娠結局，乃至出生后母子健康密切相關。OCM代謝過程需要多種營養(yǎng)素的參與，其中蛋氨酸、葉酸、膽堿和甜菜堿是主要的甲基供體，維生素B2、B6、B12和鋅等是主要的代謝輔助因子，統(tǒng)稱為甲基供體相關營養(yǎng)素(methyl donor nutrients，MDN)[3]。這些營養(yǎng)素的膳食攝入狀況對于機體OCM和母子健康具有重要的意義。

目前關于MDN單一營養(yǎng)素與健康結局的關系研究較多，尤其圍孕期補充葉酸預防神經管畸形被廣泛認可[4]，但葉酸對母子健康的影響并不僅限于胎兒神經系統(tǒng)分化，meta分析結果顯示孕期葉酸補充與出生體重之間存在劑量-反應關系[5]，也有研究發(fā)現(xiàn)孕期葉酸高攝入與子代低出生身長、濕疹、兒童期呼吸系統(tǒng)疾病等高風險有關[6]，因此孕期葉酸狀況對母子健康的影響結論并不一致。究其原因，可能和基于單一營養(yǎng)素而不是基于功能性代謝通路進行綜合分析有關，單一營養(yǎng)素無法完全反映機體膳食和營養(yǎng)狀況，且處于同一代謝通路的多種營養(yǎng)素之間可能通過相互作用影響人體健康。對特定人群進行整體或基于功能/代謝通路的膳食質量評價是當下營養(yǎng)學研究的趨勢和熱點。因此本研究首次建立了甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)，用于評價特定人群的甲基供體膳食質量，為進一步探討甲基膳食質量與母子健康的關系提供方法學依據。

對象與方法

一、對象

選擇北京、山東作為調查現(xiàn)場，依托當?shù)氐膵D幼保健機構，遵循自愿原則募集孕婦(孕24～30周)作為研究對象。調查對象的納入標準：(1)孕24～30周；(2)單胎妊娠；(3)無重大急慢性疾病史(不包含妊娠期高血壓、妊娠期糖尿病等妊娠期常見疾病)。排除標準：(1)使用抗葉酸藥物；(2)胎兒宮內發(fā)育異常。本項目獲得北京大學生物醫(yī)學倫理委員會批準(IRB00001052-19145)，所有的研究對象均需簽署知情同意書。

二、調查方法

1.一般情況調查：自擬調查問卷，調查研究對象的社會人口學特征、妊娠情況等，包括：(1)孕婦一般情況及家庭社會人口學特征，包括年齡、文化程度、家庭成員數(shù)、家庭經濟情況等；(2)妊娠情況，包括妊娠次數(shù)、分娩次數(shù)等；(3)孕期健康危險行為，包括吸煙、飲酒等；(4)妊娠相關營養(yǎng)素養(yǎng)，包括孕前葉酸補充時間、富含鐵的食物等共6個問題，計分規(guī)則為單選題選對2分，錯選0分，多選題全選對2分，漏選1分，錯選0分，總分12分；(5)孕期營養(yǎng)健康教育情況等。

2. 膳食調查：采用3天24小時膳食記錄法進行膳食調查，即對被調查者連續(xù)3 天(2個工作日和1個非工作日)各種正餐和加餐食物攝入情況進行調查(包括在外就餐)，利用薄荷軟件收集膳食調查數(shù)據。

項目人員在膳食調查開始前發(fā)放食物秤，并且對孕婦進行培訓，膳食記錄過程中，每餐提醒孕婦進行膳食記錄。此外，膳食調查質控員每天核查膳食調查數(shù)據，針對未記錄或存在明顯異常的，由項目人員提醒孕婦補充完善，從而提升膳食調查數(shù)據質量。

利用薄荷食物數(shù)據庫(上海薄荷健康公司)，計算甲基供體相關營養(yǎng)素(葉酸、蛋白質、膽堿、甜菜堿、維生素B12、B6、B2、鋅)的平均每日攝入量。薄荷食物數(shù)據庫中的食物基礎數(shù)據主要采用《中國食物成分表(標準版第6版第1冊)》[7]和《中國食物成分表(標準版第6版第2冊)》[8]等食物數(shù)據庫，預包裝食品數(shù)據整理自營養(yǎng)標簽。

3. 血液一碳單位代謝相關指標檢測：紅細胞葉酸比血清葉酸更能反映機體較長期的葉酸狀況，且目前已制定預防胎兒神經管畸形的紅細胞葉酸不足判定標準[9]；同型半胱氨酸是OCM通路中的功能指標[10]；維生素B12是OCM重要的輔助因子，且孕期維生素B12缺乏較為常見[11]，因此本研究選擇血清同型半胱氨酸(total homocyateine，tHcy)、紅細胞葉酸和血清維生素B12作為評價OCM的關鍵指標。

由護士采集孕婦24～30周空腹靜脈血(同膳食調查時間)，包括乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA)抗凝血2 mL和非抗凝血3 mL。EDTA全血采集后，立即放入4～8 ℃冰箱冷藏，用于紅細胞葉酸檢測(微粒子化學發(fā)光法)。非抗凝血離心提取上層血清，用于血清總同型半胱氨酸(酶循環(huán)法)、血清維生素B12檢測(化學發(fā)光法)。

各指標異常的診斷依據分別為：紅細胞葉酸不足為紅細胞葉酸<400 ng/mL(以降低備孕人群胎兒神經管畸形風險為目標[9])，高同型半胱氨酸血癥為血清高同型半胱氨酸血癥≥10 μmol/L[10]，血清維生素B12缺乏為血清維生素B12<148 pmol/L[12]。

4. 統(tǒng)計學分析：參考Palacin-Arce等[13]建立的營養(yǎng)質量指數(shù)(nutrition quality index)，構建本研究所用甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)(methyl doner nutrients index， MNQI)，以綜合評價甲基供體膳食質量。MNQI主要納入7個甲基供體相關營養(yǎng)素(蛋白質、葉酸、膽堿、維生素B2、維生素B6、維生素B12和鋅)作為條目，下限為2/3的參考攝入量(推薦攝入量RNI或適宜攝入量AI)，上限為可耐受最高攝入量(UL)，若該營養(yǎng)素沒有UL值則無上限值，甲基供體營養(yǎng)素(蛋白質、葉酸、膽堿)攝入量在參考范圍內計2分，代謝輔助營養(yǎng)素(維生素B2、維生素B6、維生素B12和鋅)計1分，低于或高于此范圍不計分，MNQI滿分為10分。得分越高代表其甲基供體膳食質量越高[14]。詳見表1。

表1 甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)(MNQI)指標及其評分標準

由于甜菜堿尚沒有科學制定的推薦攝入量[15]，且甜菜堿有食物攝入和體內膽堿代謝兩種來源途徑，因此未將甜菜堿納入MNQI評價指標。

采用SPSS 21.0進行統(tǒng)計學分析。描述性統(tǒng)計中計量資料用均數(shù)和中位數(shù)表示集中趨勢，用四分位數(shù)表示離散趨勢，計數(shù)資料用頻數(shù)(頻率)表示；組間資料的比較用卡方檢驗、Mann-Whitney U檢驗、Kruskal Wallis檢驗等，相關性分析用Spearman相關性分析；通過K-S檢驗分析是否服從正態(tài)分布。

結 果

一、孕婦甲基供體相關營養(yǎng)素攝入狀況

共納入218名孕婦作為調查對象，其中山東占比71.1%(155/218)，北京占28.9%(63/218)；85.3%(186/218)為孕中期(孕24～27周)，14.7%(32/218)為孕晚期(孕28～30周)；年齡范圍為18～43歲，其中35歲及以上比例為15.1%(33/218)。40.4%(88/218)為首次妊娠。其中209名完成膳食調查，218名完成紅細胞葉酸、血清同型半胱氨酸和血清維生素B12檢測。

膳食調查結果顯示，孕婦(n=209)蛋白質攝入中位數(shù)為76.44 g/d，攝入不足即小于平均需要量(EAR)的比例為26.8%(56/209)，滿足RNI的比例為56.9%(119/209)；葉酸攝入中位數(shù)為226.50 μgDFE/d，其中64.1%(134/209)攝入不足，有2例(0.96%)調查對象葉酸攝入量超過UL；所有調查對象的膽堿攝入量均低于AI；甜菜堿攝入中位數(shù)為1.21 mg/d，由于缺乏參考攝入量無法進行攝入情況評價。

此外，調查對象維生素B2、B6和維生素B12、鋅攝入不足的比例分別為50.2%(105/209)、73.7%(154/209)、58.9%(123/209)和34.9%(73/209)。見表2。

表2 調查對象甲基供體營養(yǎng)素攝入情況(孕24～30周，n=209)

二、甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)與一碳單位代謝的關系

調查對象中紅細胞葉酸不足比例為3.2%(7/218)，1.4%(3/218)存在高同型半胱氨酸血癥，6.0%(13/218)存在維生素B12缺乏。分析甲基供體膳食質量與OCM的相關性，結果顯示MNQI得分與紅細胞葉酸和血清維生素B12正相關(P<0.05)，與血清tHcy成負相關(P<0.05)。作為主要甲基供體，膳食葉酸攝入與血清tHcy負相關(P<0.05)，與血清維生素B12正相關(P<0.05)。此外，代謝輔助因子維生素B2、B12、鋅的膳食攝入均與紅細胞葉酸正相關，維生素B6、B12、鋅的膳食攝入與血清tHcy負相關(P<0.05)。見表3。

表3 孕婦甲基供體膳食質量與一碳單位代謝指標的相關性(相關系數(shù)r)

基于以上，以機體OCM指標異常(血清同型半胱氨酸≥10 μmol/L、紅細胞葉酸<400 ng/mL、血清維生素B12<148 pmol/L)作為評價標準，初步確定MNQI界值。所有調查對象中OCM指標1個、2個異常比例分別為9.1%(19/209)和1.0%(2/209)，未見3個指標均異常者，指標異常數(shù)量不同時MNQI得分分布如表4所示。如果以OCM指標異常數(shù)量≥1作為標準的話，90.5%(19/21)調查對象的MNQI得分<6分，據此初步確定以MNQI評價甲基供體膳食質量的界值，即MNQI≥6分即可初步判定甲基供體膳食質量較好。

表4 一碳單位代謝異常MNQI得分分布情況

三、孕婦甲基供體營養(yǎng)素質量指數(shù)得分及其分布

所有調查對象甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)(MNQI)的得分范圍為0～8分，平均得分(4.89±2.18)分，中位數(shù)為5分(P25～P75：3～7分)。其中蛋白質、葉酸、膽堿、維生素B2、B6、B12、鋅攝入量在參考范圍內(2/3 RNI/AI～UL)的比例分別為92.8%、39.7%、0.0%、66.5%、28.2%、49.3%和79.4%。

單因素分析顯示，MNQI得分與家庭月收入相關，與家庭人均月收入3 001～6 000元/月組相比，≥6 001元/月組的MNQI得分明顯高(P<0.05)。如表5所示。

表5 孕婦甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)得分分布

討 論

甲基供體相關營養(yǎng)素(葉酸、膽堿、甜菜堿、維生素B2、B6、B12、鋅等)通過參與機體一碳單位代謝，進而與母子健康密切相關；尤其孕期攝入適宜的甲基供體相關營養(yǎng)素，對于胎兒發(fā)育以及妊娠結局影響較大[16]。OCM主要由葉酸循環(huán)和蛋氨酸循環(huán)構成，很多營養(yǎng)素(氨基酸、葡萄糖、B族維生素、礦物質等)參與其中[6]。既往研究多關注單一營養(yǎng)素與健康結局的關系，但是由于營養(yǎng)素在體內的相互作用及膳食實際攝入的復雜性，單一營養(yǎng)素與健康的關系研究其結論并不穩(wěn)定。據文獻分析，到目前為止并未見綜合性評價OCM相關營養(yǎng)素膳食攝入狀況的有效指標[6]。本研究首次建立了可用于綜合評價甲基供體膳食質量的指數(shù)——MNQI，該指數(shù)與一碳單位代謝密切相關，以OCM代謝異常(紅細胞葉酸、血同型半胱氨酸、血清維生素B12指標異常數(shù)量)作為評價標準的話，以MNQI(≥6)作為評價甲基供體膳食質量指標的敏感性為90.5%，特異性為41.5%，該指標未來可應用于不同人群的甲基供體膳食質量評價。雖然甜菜堿是重要的甲基供體，但由于缺乏膳食推薦攝入量，因此本研究并未將其納入MNQI指標體系內；蛋氨酸缺乏膳食推薦攝入量，且動物研究顯示蛋氨酸優(yōu)先用于蛋白質合成，其次是甲基化反應[17]，整體蛋白質質量也較為重要，因此用蛋白質替代。因為孕早期容易出現(xiàn)嘔吐等早孕反應[18]，膳食模式較為不穩(wěn)定，因此本研究選擇孕中晚期進行調查，本研究對象(孕24～30周女性)中，近1/3(38.3%)的孕婦甲基供體膳食質量較好(MNQI得分≥6分)，其中蛋白質膳食攝入情況較好，葉酸、維生素B12和膽堿膳食攝入不足較多。

進一步分析甲基供體相關單一營養(yǎng)素狀況，本研究中31.1%孕中晚期孕婦膳食葉酸攝入達到推薦攝入量，64.1%低于平均需要量，紅細胞葉酸缺乏(<400 ng/mL)的比例為3.2%，而巴西孕婦葉酸缺乏率僅為0.3%[19]，說明本調查人群葉酸營養(yǎng)狀況仍有待提高。本研究葉酸膳食攝入與對蘭州地區(qū)孕婦的調查結果接近，其研究結果顯示孕中、晚期膳食葉酸達到推薦攝入量的比例分別為37.29%和37.08%[20]。僅通過膳食攝入很難達到孕期葉酸的EAR和RNI，需要通過營養(yǎng)素補充劑補充葉酸[21]。因為“育齡婦女增補葉酸預防神經管缺陷”技術的推廣(20世紀90年代)以及國家重大公共衛(wèi)生項目的實施(2009年)，孕婦葉酸補充率明顯增加[22]，廣州市[23]研究結果顯示僅8.87%的孕婦在圍孕期從未補充過葉酸，但圍孕期每日葉酸服用劑量正常的孕婦僅11.69%。一項2013—2014年在安徽馬鞍山的調查結果顯示[24]，孕早期葉酸補充率為72.9%，孕中期和孕晚期葉酸補充率較低，均不足20%。綜上，膳食葉酸攝入量很難達到EAR和RNI，而孕中晚期葉酸補充率降低，且存在服用不規(guī)律的現(xiàn)象，雖然可能因為在膳食記錄的3天內未攝入過營養(yǎng)素補充劑而存在部分低估，但綜合考慮膳食攝入、紅細胞葉酸和血清葉酸水平，目前仍存在葉酸缺乏的問題。

膽堿可以通過氧化反應產生甜菜堿，而甜菜堿代謝產生活性甲基，將同型半胱氨酸甲基化為蛋氨酸參與OCM代謝[13]，且膽堿可能對胎盤形成和發(fā)育、嬰兒出生體重和神經系統(tǒng)發(fā)育產生影響[25]。本研究中孕婦膽堿攝入量均低于適宜攝入量(AI)，與湛永樂等[26]結果相似，其在產后第2天通過膳食頻率法調查孕期膳食攝入情況，結果顯示孕期膽堿攝入水平多低于推薦量。膽堿攝入量偏低，可能因為膽堿主要存在于肝臟、肉類和蛋類中[14]，而中國的膳食模式以主食為主[27]，因此攝入量可能偏低；其次，孕期營養(yǎng)素補充劑添加膽堿的較少，此外，膽堿不僅可以通過膳食攝入，也可以體內合成，因此僅看膽堿膳食攝入不能完全反應機體的膽堿水平。

維生素B12作為蛋氨酸合成酶的輔助因子，促進5-甲基四氫葉酸轉移甲基給同型半胱氨酸，從而甲基化為蛋氨酸[14]，而孕婦維生素B12缺乏，可能增加常見妊娠并發(fā)癥的風險，包括自然流產、反復妊娠流產、小于胎齡兒、低出生體重等[28]，且在印度的研究[29]顯示孕期維生素B12缺乏女性的妊娠期糖尿病發(fā)生率較高，且與5年后隨訪時的糖尿病患病分析增加有關。維生素B12缺乏在妊娠期人群中并不罕見，目前針對維生素B12缺乏的標準仍有爭議，包括148 pmol/L(即200 pg/mL)或259pmol/L(即350 pg/mL)等[30]，以小于148 pmol/L為界值，本研究中維生素B12缺乏率為6.0%，一項巴西孕婦研究顯示維生素B12缺乏率為7.9%[19]；美國孕婦研究顯示維生素B12缺乏率為9%[31]，在低收入水平的發(fā)展中國家，維生素B12缺乏更為嚴重，印度和土耳其部分地區(qū)維生素B12缺乏甚至高于70%[28]。本研究中維生素B12攝入的中位數(shù)為1.89 μg/d，利用美國婦女健康研究中的華裔女性FFQ數(shù)據分析結果顯示[32]，維生素B12攝入量的中位數(shù)分別為2.3 μg/d，均低于推薦攝入量。妊娠期維生素B12缺乏率較高[33]，尤其是以素食為主的人群中，可能因為維生素B12主要通過細菌或古細菌通過有氧或厭氧途徑產生，合成維生素B12的細菌主要存在動物中，植物性食物中基本不含有維生素B12[34]。從中國居民膳食結構上來看，以主食等植食性食物攝入量為主，因此維生素B12容易出現(xiàn)缺乏。

維生素B2和B6均是一碳單位代謝過程中重要的輔助因子[15]。本研究中維生素B2和維生素B6攝入的中位數(shù)分別為1.19 mg/d和0.64 mg/d，美國婦女健康研究中的華裔女性FFQ數(shù)據分析結果顯示[32]，維生素B2和維生素B6攝入量的中位數(shù)分別為1.3 mg/d和1.28 mg/d，維生素B2和維生素B6攝入量水平仍有待提高。鋅在一碳單位代謝中為甜菜堿同型半胱氨酸S-甲基轉移酶的輔酶，本研究中鋅達到推薦攝入量(RNI)的比例為51.7%，與2010—2012年中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測的孕中期(59.6%)和孕晚期(50.5%)數(shù)據相近。此外，本研究中蛋白質攝入量中位數(shù)為76.44 g/d，達到推薦攝入量的比例為56.9%。根據2010—2012年中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測數(shù)據顯示[27]，孕中期和孕晚期蛋白質攝入量中位數(shù)分別為65.1 g/d和60.0 g/d，蛋白質攝入量較其有所提高。

研究的局限性主要包括本研究建立的甲基供體膳食質量指數(shù)及其界值，仍有待進一步研究驗證其有效性。而且研究 采用3 d 24 h膳食記錄法，雖然為提高膳食調查質量采取了多種措施，但是仍然可能存在膳食記錄數(shù)據存在不足的可能性。其次，因為研究所使用的食物庫有待進一步完善，因此針對部分食物和營養(yǎng)素在計算營養(yǎng)素攝入過程中可能存在計算不準確的問題。此外，除了營養(yǎng)攝入外，OCM酶活性的個體間差異(OCM代謝相關基因多態(tài)性)可能影響機體代謝水平，在本研究中未能將OCM基因多態(tài)性納入研究分析。最后研究在山東和北京2個省份開展調查，樣本量合計218例，因此在外推時樣本代表性仍有待提高。

結論

本研究建立了可用于綜合評價甲基供體膳食質量的甲基供體營養(yǎng)質量指數(shù)(MNQI)，包括蛋白質、葉酸、膽堿、維生素B2、維生素B6、維生素B12和鋅，共七個膳食指標，滿分10分。用于預測OCM異常(血清同型半胱氨酸≥10 μmol/L、紅細胞葉酸<400 ng/mL、血清維生素B12<148 pmol/L)的界值為MNQI≤5分(即<6分)，敏感性為90.5%，特異性為41.5%。調查對象(孕24～30周女性)中，38.3%的孕婦甲基供體膳食質量較好(MNQI得分≥6)，其中葉酸、維生素B12和膽堿膳食攝入不足較多，MNQI得分與家庭月收入相關。在制定營養(yǎng)改善策略時，應注意提高功能代謝相關營養(yǎng)素的聯(lián)合膳食攝入，而不是僅考慮單一營養(yǎng)素。

致謝：感謝山東省高密市人民醫(yī)院、北京市海淀區(qū)婦幼保健院、首都醫(yī)科大學附屬北京婦產醫(yī)院懷柔婦幼保健院的現(xiàn)場工作人員；感謝參與本項目的調查對象。