优化营养对改善线粒体疾病患者的肌肉疲劳、力量及生活质量的关联研究

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优化营养干预对原发性线粒体疾病患者肌肉疲劳、力量和生活质量的改善效果研究

背景介绍

原发性线粒体疾病（Primary Mitochondrial Disease, PMD）是一组由线粒体DNA或核DNA突变引起的疾病群，影响全身多个系统的能量代谢。据统计，其发病率约为1/4300，临床表现主要包括肌肉无力、疲劳、运动耐受性差、胃肠道症状和失衡等。然而，至今美国食品药品监督管理局（FDA）尚未批准任何针对PMD的特定疗法。

线粒体是细胞能量的主要来源，其通过氧化磷酸化过程（Oxidative Phosphorylation, OXPHOS）生成三磷酸腺苷（ATP），而这个过程受限于营养物质（碳水化合物、蛋白质、脂肪）的供给和代谢状态。尽管已有研究表明营养干预可能通过抗氧化作用或改善线粒体电子传递链功能来缓解PMD症状，但目前针对营养干预在PMD中的具体效果和机制的研究较少。此外，由于PMD患者常伴有吞咽困难、胃肠道运动障碍和食欲下降等问题，进一步加剧了营养摄入不足的风险。因此，明确PMD患者的营养状态及其对肌肉功能和生活质量的影响，对于优化临床管理策略至关重要。

研究概述

本研究由费城儿童医院（Children’s Hospital of Philadelphia, CHOP）的线粒体医学前沿项目（Mitochondrial Medicine Frontier Program）团队进行，发表于2023年的《Neurotherapeutics》期刊。这是一项前瞻性单中心观察研究，旨在描述成年（≥19岁，n=22）和儿童（<19岁，n=38）PMD患者的营养摄入状况，并评估营养摄入与肌肉功能及生活质量之间的相关性。

研究排除了完全依赖管饲的患者，采用世界卫生组织（WHO）公式结合新开发的线粒体疾病活动因子（Mitochondrial Disease Activity Factors, Motivator）估算每日热量需求，并通过饮食访谈和三日饮食记录获取营养摄入数据。

研究方法与流程

1. 研究设计

研究包括60名基因确诊的PMD患者，其中成年人22人，儿童38人。所有患者均接受营养评估，包括每日热量需求、宏量营养素（碳水化合物、蛋白质、脂肪）摄入、体液摄入及生长参数（身高、体重、BMI）。研究还采用一系列肌肉功能客观测量（如手持式测力仪、6分钟步行测试）及生活质量问卷（如PedsQL、Pedi-CAT）来评估营养状态的影响。

2. 数据分析

采用Pearson或Spearman相关分析，比较营养摄入与肌肉功能、生活质量等指标之间的关系。通过Zanthro函数计算儿童的Z评分，并依据And/ASPEN和GLIM标准评估营养不良情况。

主要结果

1. 营养摄入不足的普遍性

  • 成年患者的日均热量摄入为1143±104.1 kcal，仅为预测需求的76.2%；儿童为1114±62.3 kcal，为需求的86.4%。
  • 在全部患者中，有29人（48.3%）的热量摄入低于需求的75%，其中成年人占50%（n=11/22），儿童占47.4%（n=18/38）。

2. 宏量营养素摄入的分布

  • 成年患者中碳水化合物占总热量的42.1%、蛋白质占14.5%、脂肪占20.5%，均低于推荐范围。
  • 儿童患者中碳水化合物占44.1%、蛋白质占14.3%、脂肪占29.0%，也未达到推荐标准。

3. 营养摄入与肌肉功能的相关性

  • 蛋白质和脂肪的摄入量与肌肉疲劳显著负相关（蛋白质r=-0.61，脂肪r=-0.75），即蛋白质和脂肪摄入增加可减轻肌肉疲劳。
  • 在每日热量摄入不足的患者中，蛋白质和脂肪的摄入显著提高了髋关节屈肌和踝关节背屈肌的力量。
  • 蛋白质摄入还与生活质量（PedsQL评分）呈正相关，尤其是身体功能和心理社会功能。

4. 营养不良的诊断

  • 根据ASPEN标准，16名患者（26.7%）被诊断为营养不良，其中成年人2人，儿童14人。
  • 儿童患者中，36.8%符合营养不良标准，其中7人为中度营养不良，6人为重度营养不良。

5. 其他发现

  • 胃肠道症状普遍存在（78.3%），如吞咽困难（46.7%）和便秘（43.3%），显著影响了营养摄入。
  • 日均液体摄入量也低于预期，仅为推荐值的76.1%。

研究结论与意义

1. 研究结论

本研究首次系统地揭示了PMD患者的营养摄入状况及其与肌肉功能和生活质量的关系。研究发现PMD患者普遍存在热量摄入不足、脂肪摄入显著低下以及营养不良问题，而蛋白质和脂肪摄入的增加显著改善了肌肉功能和生活质量。

2. 临床意义

  • 本研究强调了在PMD患者中进行个体化营养干预的必要性，尤其是增加蛋白质和脂肪的摄入。
  • 开发基于“Motivator”的线粒体疾病活动因子评分为临床制定个性化能量需求提供了科学依据。
  • 未来的随机对照试验可进一步验证优化营养支持在改善PMD患者预后中的作用。

3. 研究亮点

  • 提出了针对PMD患者特定需求的营养干预模型。
  • 将饮食摄入与线粒体疾病的典型症状（如肌肉疲劳）进行了系统性关联分析。
  • 提供了线粒体疾病患者营养管理的新思路。

总结

优化营养支持在PMD的治疗中具有重要潜力，本研究为制定精准营养干预策略提供了重要数据和理论支持，同时也为未来的临床试验奠定了基础。