如何将精准营养与“以食为药”相结合，应对营养不良这一全球性挑战

两项倡议正在重塑我们应对和解决营养不良这一持久且普遍挑战的方式，营养不良是导致全球发病率和死亡率的首要风险因素。第一项是专注于精准营养，以识别我们对饮食反应的个体间和个体内变异及其决定因素。第二项是“以食为药 or 食物即药物”(FIM)方法，这是一个涵盖通过提供食物（例如，定制餐食、农产品处方）和医疗保健服务来链接营养与健康的项目和服务的总称。本文概述了如何使采用FIM的干预措施和项目与精准营养方法协同作用，以使个体或群体层面的定制营养变得可及和负担得起，帮助降低代谢疾病的风险，并提高生活质量。

解决营养不良问题需要创新方法

食物安全，如定义所述，即能够获得足够食物，是促进健康和预防或治疗饮食相关慢性疾病的关键支柱。在资源匮乏和资源丰富的地区，食物不安全都与饮食相关的慢性疾病有关。根据联合国粮食及农业组织（FAO）发布的最新全球粮食安全和营养状况报告，2022年全球约有30%的人口存在中度或严重的食物不安全问题，2021年全球超过31亿人无法负担健康饮食。在美国，十分之一的家庭因食物的可负担性和可获得性有限而经历食物不安全，这导致代谢疾病及相关发病率和死亡率持续增长。然而，确保能够获得足够食物并不一定意味着营养安全，营养安全被定义为能够获得安全且营养的食物以预防微量营养素营养不良。根据2017年全球疾病负担研究，有1100万死亡和2.55亿残疾调整生命年（DALYs）是由于饮食风险因素，如高钠摄入和全谷物及水果摄入不足。“食物即药物”(FIM)被提出作为一种潜在策略，以实现到2030年结束饥饿、提高体育活动和健康饮食的宏伟目标。在全球范围内，各种版本的FIM方法已经到位，以确保食物安全并实现到2030年零饥饿的可持续发展目标。FIM的概念可能追溯到文明的开始，当时食物被强调为预防和治疗疾病的核心，在大多数早期的医疗系统中。为了成功，FIM倡议需要适应我们当前的食物系统、健康状况（特别是慢性病的高发病率）、个体对特定食物和饮食模式的反应，以及气候变化的持续威胁。最近，美国在精准健康营养研究方面投入了大量资金，联邦和多个州政府正在考虑不同的FIM项目以提高食物和营养安全。然而，这些努力如何重叠，以及它们如何能够更互补以对人口健康产生最大影响，需要被确定。在本文中，我们概述了如何根据当前的研究和证据，对FIM干预措施和项目进行情境化和更新，特别关注整合精准营养，这涉及到跨多个领域的个体或群体层面数据，以预测和优化对食物的反应，并补充FIM。我们还检查了人工智能（AI）在精准营养和FIM干预中改善食物安全的多方面作用。

精准营养是什么？

个体对食物的反应——比如血糖变化、免疫力和胆固醇代谢的变化——已经显示出因生物差异而异；通过更个性化的营养方法利用这些差异，可能比一般性的一刀切建议更有助于改善健康。精准营养是一种方法，它结合了个体层面的多领域数据——遗传倾向、生物节律、体力活动和久坐行为、代谢组学、肠道微生物组以及环境、行为和社会经济特征等——来预测个体对特定饮食或食物的反应，并提供定制化的营养建议。尽管普遍认为饮食通过能量平衡和体重维持等因素影响健康结果，精准营养提供了一个机会，以了解遗传和组学因素等更具体的变量在优化饮食以实现针对性健康目标（如预防和管理肥胖）中的作用。精准营养在个体和群体层面都可能有益。在群体层面，提供饮食建议（也称为饮食参考摄入量）以预防营养素缺乏和营养素缺乏相关疾病，从而维持健康生活所需的生理功能。为了定义定制化建议，从群体中观察到的个体需求和变异性分布中得出基于群体的规范值。在个体层面，基于个体对食物的反应提供个性化建议，这些反应是由于生物因素，如身体和血液生物标志物、遗传、微生物组、环境、行为和生活方式。值得注意的是，群体的亚组可能对饮食暴露显示出相似的反应，而理解这种变异性，最近通过计算能力和基于AI的方法的技术进步得以促进，可能使我们能够开发出针对个体层面变量优化的定制化建议。然而，这并不能保证定制化的饮食建议也是可获取的（例如，食物荒漠）或可负担的。FIM倡议，包括实施和可行性与营养安全相关的项目和服务，可以补充精准营养，根据每个人的需求使个体或群体层面的定制营养变得可及。

什么是FIM？

FIM（食物即药物）倡议是一个涵盖通过提供适当食物以及促进医疗保健服务来响应营养与健康之间关键联系的一系列项目和服务的总称。提供食物的方法包括食物援助、医疗定制餐（MTMs）、杂货处方（医疗定制杂货，MTGs）和食物援助。MTMs是由注册营养师（RDs）设计的完全准备好的餐食，满足全部或至少50%的热量需求，并根据个人的“风险档案”（即医疗诊断、症状、过敏和药物）来定制。此外，MTGs通过一系列需要进一步准备的易腐和非易腐食品提供部分或几乎完整的营养。对于MTGs，有时会向个人提供由RDs开发的营养教育和食谱。还提供购物券作为食物援助，用于购买新鲜农产品（“农产品处方”），以补充营养需求。尽管涉及MTMs和MTGs的服务和项目旨在根据个人的医疗状况和风险档案提供饮食建议，但它们并未针对个体对食物的反应进行设计或定制，这可能对优化健康很重要。FIM倡议、MTMs、MTGs和农产品处方专注于疾病治疗和管理，而精准营养设计的干预措施则专注于全面的个体化方法来预防和管理疾病，从而优化健康和生活质量。

精准营养如何增强FIM干预措施的效果

FIM干预的主要目标是提高饮食质量和食物安全，以支持健康并降低医疗成本。在一项针对糖尿病成年人（糖化血红蛋白HbA1c > 8.0%）的随机交叉试验中，研究了MTM递送项目，目的是与非接受者相比，提高接受者患者的饮食质量。这些餐食（每周十餐，占每位患者每周食物摄入量的约50%）在注册营养师的指导下设计，以适应糖尿病患者以及与糖尿病共存的多达两种其他医疗状况，如慢性肾脏病或使用抗凝药物，并提供了24周。研究结果显示，与非MTM组相比，MTM组的饮食质量有所提高，健康饮食指数提高了31.4点，表明饮食质量更好，低血糖事件更少（47%对64%），表明糖尿病控制更好。然而，HbA1c水平、血脂生物标志物或血压没有观察到差异。虽然这项研究表明低血糖事件减少，但其他FIM干预研究的结果甚至更少，可能是因为它们缺乏个性化的营养方法。例如，在为期12个月的FIM项目中，为2型糖尿病患者（HbA1c ≥ 8.0%）提供免费的健康杂货（也足够喂养参与者的整个家庭），以及营养教育和烹饪指导。与基线相比，HbA1c、血压或体重指数（BMI）没有显著降低。另一项研究检查了通过食物银行提供的干预措施的有效性，为处于风险中的群体提供为期一年的糖尿病适宜食品包、基于文本的健康教育和医疗转诊，报告称食物安全有所改善，但平均BMI没有变化。最近的一项随机临床试验中，对糖尿病（HbA1c ≥ 8.0%）和食物不安全的患者进行了为期一年的强化FIM项目，提供健康杂货（每周十餐），与继续接受他们的初级保健提供者护理的常规护理组相比，没有显著改善血糖控制（其中包括内分泌科医生、营养师、药剂师、心脏病专家、社区卫生助理、糖尿病教育者、糖尿病教育课程和烹饪医学的护理团队）。这些发现与其他FIM干预研究一致，显示食物安全和饮食质量有所改善，但在营养和代谢生物标志物方面没有改善。然而，通过使用准确、敏感的生物标志物，并根据个体对食物的反应设计个性化的餐食计划，可以实现改善营养和临床生物标志物，正如之前描述的一项为糖尿病患者提供MTM干预措施的研究所示。全面了解血糖反应、体力活动、生活方式和社会文化背景可以为个性化建议提供信息，强调了将精准营养与FIM方法整合的必要性。

将精准营养与FIM方法整合的建议

鉴于对食物反应的高变异性，特别针对个体（即，纳入精准营养）定制FIM方法可以增强对营养和健康结果的影响。要将精准营养与FIM倡议整合，可以使用以下框架：（i）使用适当的工具和精确的生物标志物识别处于风险中的个体或群体（潜在受益者）；（ii）评估个体或群体的生物反应和背景，以更好地确定干预类型和持续时间，以及他们适应干预的能力；（iii）开发和提供既便于受益者又便于实施者获取和负担的干预措施；以及（iv）及时监测进展，并提出改进建议。识别处于风险中的个体，评估生物学和背景，以及确定食物类型和干预措施（MTM、MTG或营养计划）对于整合精准营养和FIM方法是至关重要的。通过将精准营养（科学发现臂）的概念嵌入FIM倡议（实施臂）的框架内，可以确保精准营养能够到达需要的人群。在个体层面，精准营养方法可以获取有关生物学、饮食、行为和个人偏好以及生活方式和环境的信息，以定义个性化建议。例如，可以检查糖尿病患者对不同类型食物的个体化生物学反应（以血糖为例），以提供个性化建议。FIM倡议可以通过根据个体需求优化MTM、MTG和农产品处方来解决疾病的治疗和预防，而群体层面的建议则旨在维持群体健康和预防营养不足。这需要对人群的子集进行精确评估。例如，饮食铁需求是基于基础铁损失（以及分配给出生时女性个体的月经铁损失）、其变异性，以及对人群中常见食物铁生物利用度的调整。在确定每日铁需求时，并非所有参数都经过检查（如个性化营养方法），但可以根据生物学、食物基质、食物偏好和环境提供精确建议，以满足人群子集的需求。这些建议可以通过精准营养进一步针对个体需求进行优化。例如，铁强化可能会对肠道微生物组产生不利影响，增加病原体丰度，并在肯尼亚非贫血婴儿中引起炎症。这表明，需要更个性化的营养方法来确保人群健康，而不是一刀切的方法。其他旨在提高营养安全的群体层面项目，如补充营养援助计划（SNAP）、针对妇女、婴儿和儿童的特殊补充营养计划（WIC）以及专注于预防与营养相关健康问题的学校午餐，可以通过纳入一定程度的个性化干预来改进。此外，精准营养也可以与群体层面的政策共存并繁荣，包括食品安全和法规、消费者教育策略、健康计划以及对不健康食品（例如，对高脂肪和高糖食品征税）的抑制措施，这些措施旨在优化健康。通过能够改变食物环境并使消费者能够在不改变行为的情况下选择更健康选项的政策，可以确保健康食品的公平获取。

结论和未来展望

FIM策略强调食物在预防和治疗饮食相关疾病中的核心作用，鉴于当前食物系统、健康状况（特别是非传染性疾病）和气候变化之间复杂的相互作用，可以通过精准营养方法来补充FIM策略。将基于证据的实践转化为改善人群代谢健康的行为，在低收入和中等收入国家（LMICs）和高收入国家（HICs）同样重要。由于超加工食品的可获得性和可负担性的增加导致饮食习惯的变化，LMICs人群更容易发展饮食相关疾病。同样迫切需要从一刀切的方法转变为通过基于个体需求和疾病状况的个性化饮食计划来解决食物和营养安全问题（见未解决问题）。然而，必须考虑几个问题：（i）需要根据文化和个人偏好调整食物供应，以提高受益者的接受度；（ii）在LMICs实施的项目在监测受益者的健康和营养状况方面面临挑战；（iii）需要确定干预的最低有效持续时间和强度；（iv）需要评估医疗保健专业人员应接受的营养教育程度，以及受益者在发展购买和准备健康食品技能方面的参与程度；以及（v）在许多LMICs中可能存在实施的财务障碍，这也可能引起对可持续性的关注。此外，还必须采取措施维护患者数据的安全和保障。总体而言，需要更多的合作来促进未来在整合精准营养与FIM方法方面的创新和研究。

参考：

Sinha S, Huey SL, Shukla AP, Kuriyan R, Finkelstein JL, Mehta S. Connecting precision nutrition with the Food is Medicine approach. Trends Endocrinol Metab. 2024 Sep 27:S1043-2760(24)00251-0. doi: 10.1016/j.tem.2024.08.012. Epub ahead of print. PMID: 39341732.