摘要：国家自然科学基金委员会近日在北京召开第192期双清论坛, 围绕“营养与健康”、“慢性病流行病学”及“环境与健康”展开研讨。在营养与健康领域, 专家建议建立符合我国人群特点的膳食模式来防治慢性病和代谢性疾病。围绕慢性病流行病学, 专家强调大型自然人群队列在支撑精准预防国家战略上的重要意义以及利用大队列开展基因-环境交互作用的研究。环境与健康领域着重讨论了环境暴露的表观跨代传递及子代对环境应答的调控机制。此次双清论坛结合国家战略需求, 总结了预防医学发展的关键前沿基础科学问题。
关键词：预防医学; 流行病学; 营养学; 环境毒理学; 国家自然科学基金委员会;
National strategic demand and key issues of basic frontiers for preventive medicine
QIN Li-qiang Gu Ai-hua YU Can-qing DAI Yu-fei ZHANG Zuo-wen
Department of Nutrition and Food Hygiene, School of Public Health, Soochow University Department of Toxicology, School of Public Health, Nanjing Medical University Department of Epidemiology and Health Statistics, School of Public Health, Peking University Health Science Center Key Laboratory of Chemical Safety and Health, National Institute of Occupational Health and Poison Control, Chinese Center for Disease Control and Prevention Department of Health Sciences, National Natural Science Foundation of China
Abstract：
Shuangqing Forum ( No. 192) of National Natural Science Foundation of China was held in Beijing.The forum focused on the areas of nutrition and health, epidemiology of chronic disease and environment and health. For nutrition and health, the experts suggested to clarify China-based dietary patterns for preventing chronic diseases and metabolic diseases. For epidemiology, the experts emphasized that large population-based cohort was important for precision prevention and the studies on gene-environment interaction. For environment and health, the experts discussed how can epigenetic regulation by environmental exposure be inherited to the next generation. According to national strategic demand, this forum summarized the key issues of basic frontiers for preventive medicine.
Keyword：
Preventive medicine; Epidemiology; Nutrition; Environmental toxicology; NSFC;
国家自然科学基金委员会第192期双清论坛于2017年10月20~21日在北京召开。论坛主题为预防医学发展的国家战略需求及其关键前沿基础科学问题。来自22个高校和科研院所的30位流行病学、卫生统计学、营养学、食品安全、环境毒理学等领域的专家学者围绕“营养与健康”、“慢性病流行病学”及“环境与健康”开展了10个报告并进行了富有成果的充分讨论。
1 营养与健康
在营养与健康方面, 与会专家指出现代营养学的理论体系建立在预防营养缺乏病的基础上, 但是膳食营养与慢性病关系的研究结论往往与预防营养缺乏病的结论相矛盾。因此, 与会专家强调要重视膳食的整体效应, 即食物或营养素摄入的种类、构成、比例及平衡关系所组成的膳食结构。另外要重视营养个体化的研究, 除了基因多态性, 不同个体生命早期接触不同膳食营养的刺激对机体的反应或代谢特征产生不同程度的影响, 表现为表观遗传学、转录组学、蛋白组学、代谢组学和宏基因组学等内暴露的改变。
膳食的整体效应已经得到营养界的关注, 地中海膳食模式、DASH膳食有确切地防治代谢性疾病的作用。国外已建立了评价膳食模式的膳食质量指数, 这些膳食质量指数体系主要是评价与健康相关的8~15种食物和营养素。但是我国尚未建立符合中国人群特点的膳食模式和膳食质量指数, 膳食营养参考摄入量和膳食指南数据多是综述他国的研究结果, 因此建立适合中国人群膳食特点的膳食模式和膳食质量指数势在必行。
与会专家围绕以下问题展开了讨论: (1) 膳食评估是研究营养与健康关系的关键, 常用的方法有膳食调查法和生物标志物测定。但膳食调查法做不到准确定量, 目前辅助采用可穿戴设备、互联网+等技术, 值得深入研究和实践。生物标志物也是研究的热点之一, 但生物样本的长期保存是否影响标志物含量以及生物标志物能否准确反映营养物质和食物长期摄入水平, 也是专家关注的问题; (2) 营养素之间相互依存, 尤其是组学研究产生海量的数据, 目前的研究手段和分析方法需要创新, 才能发现营养与疾病之间有意义的关联; (3) 专家特别强调我国饮食文化和饮食习惯的多样性和特殊性, 希望膳食模式的研究能接地气, 研究成果能落地。
另外, 陈君石院士介绍了影响食品安全的细菌耐药性 (antimicrobial resistance, AMR) 问题, 全球每年因AMR死亡的人数超过1 000万人, 我国是世界上动物源性AMR最严重的国家之一。食品中高耐药和多重耐药致病菌的产生和传播是人群暴露多重耐药菌株的主要原因。监测结果显示, 我国食品中分离的致病菌对常用抗菌药的耐药相当普遍, 耐药株的检出率平均为30%左右。世界范围内应对AMR的共识是采用“One Health Approach”策略, 即人、动物、食品、植物、环境等多个领域进行顶层设计、合理统筹、共同行动。2016年, 我国发布了“遏制细菌耐药性国家行动计划”。
2 慢性病流行病学
在慢性病流行病学领域, 与会专家重点关注了大型自然人群队列、系统流行病学的运用以及基因-环境交互作用的研究。由李立明教授主持的中国慢性病前瞻性研究 (China kadoorie biobank, CKB) 项目于2004-2008年完成了人员招募和基线调查, 采集了血液样本。2016年国家科技部又启动了多项自然人群队列及专病队列的建设。这些大型自然人群队列是国家精准预防战略的核心支撑。当前慢性病的预防措施仍是针对所有人的“一刀切”模式。此外, 直接面对消费者的健康体检市场迅猛发展, 公众可以直接从健康体检机构获取个人的各种生物信息甚至是全基因组测序信息。但是, 生物信息的解读非常局限, 多依据基因本身的功能, 导致检测方案“差异化”、结果解读“基因化”、健康建议“泛泛化”。CKB项目在精准预防方面做了有益的工作, 如开展了饮酒、乙醛脱氢酶活性与食管癌风险的研究, 借助简单、形象、直观易读的可视化分析技术呈现结果。
在大型自然人群队列研究中, 整合机体因素、环境因素, 利用系统生物学和流行病学相结合发展而成的系统流行病学是必然趋势。在研究策略上, 系统流行病学不是取代流行病学传统的“黑箱”策略, 而是打开“黑箱”, 更好地理解流行病学观察背后的病因通路。它也不是转移重心到分子水平的标志物, 而是对生态环境、个体、分子不同层次的整合。
许多常见疾病的发展涉及不同的基因和环境因素的复杂相互作用。环境因素, 特别是包括饮食和锻炼在内的个人生活习惯, 可以通过个人努力得到改善。在遗传层面, 全基因组关联研究已鉴定了一批关键的疾病易感位点, 为高危人群筛查奠定了基础。在病因学方面, 基因-环境交互作用可以帮助发现部分“遗传性丢失”。基于大型队列开展慢性病和代谢性疾病的基因-环境交互作用研究, 目前处于适宜的时机。已取得的成果包括含糖饮料与体质指数 (body mass index, BMI) 关联研究、饮食与代谢综合征、口服阿司匹林预防结直肠癌、叶酸-亚甲基四氢叶酸还原酶与脑卒中预防研究, 这些成果在指导个体化预防、干预和治疗中具有重要意义。
与会专家充分肯定了大型队列在流行病学中的重要地位, 同时也指出: (1) 队列的长期维持和多组学生物标志的检测是一项投入巨大的工作, 建议政府将这项工作作为基础、公益、战略的大型科学设施进行集中、稳定、持续的投入, 实现高质量研究资源共建、共享合作机制; (2) 我国目前建设的队列太多、太杂、水平参差不齐, 建议选出一批成熟队列, 进行重点扶持, 给予长期、稳定的支持; (3) 基因-环境交互作用的效应一般较小, 通常在1~1.5之间, 难以直接应用, 应该在前瞻性干预项目中进一步评价。
3 环境与健康
我国的环境污染问题日益严重, 除传统的工业污染物和农药外, 国家开始高度关注分布广、危害性高并且与社会经济发展和大众健康密切相关的化学物, 包括食品添加剂、纳米及其它新材料、持久性有机污染物等。此外, 快速城镇化带来的环境因素变化、人群暴露特征改变以及健康风险识别、评价和管理也是值得关注的焦点。
长期低剂量毒性健康效应评估和多因素联合暴露是现代毒理学亟待解决的科学问题, 针对环境多因素联合暴露的精准干预是公共卫生领域的重要课题。环境相关疾病大多是环境-基因交互作用的结果, 而表观遗传改变可能是两者之间的中介。本次论坛提出了环境-表观遗传-基因三者相互作用的概念。应该在人群队列的基础上, 应用多学科交叉的研究手段, 阐述环境因素对机体损伤的表观遗传变异、维持和作用的规律和特点, 阐明表观跨代传递模式以及影响子代对环境应答的调控机制, 整合暴露组、基因组、毒性通路等系统毒理学的研究方法, 建立基于表观遗传分子标志的环境暴露疾病风险评估模型。
环境污染物暴露与多种健康损害结局相关, 包括生殖损害、出生缺陷、心脑血管疾病、呼吸系统疾病以及肿瘤。处于不同地域的人群, 以及处于生长发育不同阶段的人群其暴露特征及关键的健康损害结局不同, 因此研究不同的环境因素对生命系统的作用、反应程度、发生频率和作用机制, 并对这些作用进行定性和定量评价, 是当前需要解决的关键科学问题, 尤其是关于儿童、生育期妇女、老年人群等处于生命进程敏感时期的特定人群的疾病和健康问题是研究的热点之一。
与会专家认为开展环境与健康研究一定要宏观与微观相结合, 人群队列研究与实验室机制研究相结合。讨论的热点包括: (1) 我国环境污染非常复杂, 建议关注重点的污染物种类和值得深入研究的健康损害结局; (2) 环境污染对健康的影响具有多组分暴露、多基因参与、效应复杂和外显率低的特点, 传统的统计理论和方法面临巨大挑战, 开展复杂环境因素暴露条件下的疾病因果关系分析, 才能科学地揭示和阐明疾病的复杂病因及发生发展规律; (3) 表观遗传是可逆的, 表观遗传效应的跨代传递的研究还处于起步阶段, 其效能强弱的实际意义需要正确判断。
4 总结
随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高, 健康状况得到了进一步的改善, 但人民日益增长的健康需求对预防医学研究和公共卫生实践提出了新的挑战。与会专家认为, 预防医学研究应该围绕国家战略需求, 适应医学由疾病治疗向健康管理的转变, 充分利用已有的人群队列以及现代医学技术和手段, 深入研究环境、膳食营养、生活方式等因素与健康的关系。
