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    臨床營養的發展與創新

    作者:冬澤特醫 發布時間:2024-06-12 11:51:46 瀏覽次數:63

    摘  要

    臨床營養理念和技術的發展與創新,特別是影像組學及人工智能等多學科交叉的興起,以及最新臨床研究結果的出現,不斷優化著營養治療在疾病治療中的應用策略。準確的營養評估,多樣化的營養制劑,全程、多模態的營養治療,以及智能化的依從性管理,能夠有效提升營養治療的臨床效果。如何個體化、精準化地實施營養治療尚需進一步研究。

    隨著醫學技術的發展與治療理念的進步,營養治療已成為疾病治療的重要部分,甚至是主要手段。從早期的單純營養補充發展至今,營養治療不再僅是補充營養素,還兼具疾病治療作用,并貫穿疾病治療全過程。營養治療理念更加強調早期發現營養不良,及時補充能量及營養素的同時改善機體功能,促使患者加速康復并獲得更好的生活質量與預后。近年來營養治療技術飛速更新,營養評估工具搭載先進的人工智能與生物科學技術,營養治療的途徑與制劑日趨多元化,不斷優化著營養治療策略。此外,遠程診療系統特別是人工智能的發展使患者與營養治療團隊溝通更加有效,進一步提升營養治療效果。

    一、臨床營養理念的更新
    1.多模態營養治療:營養治療在臨床實踐中至關重要。它通過有效途徑為患者補充每日必需的營養素與能量,在維持機體正常新陳代謝的同時幫助患者抵抗疾病消耗并快速康復。長久以來,單純補充營養底物被視為營養治療的唯一作用,然而近年來研究結果顯示,營養治療具有疾病治療效果。例如富含ω-3多不飽和脂肪酸等的免疫增強型營養制劑有助于改善腫瘤患者臨床結局[1],而腸內營養則是控制炎性腸病進展的重要治療方式。
    此外,營養治療的理念與應用范圍也在逐漸拓展,目標人群不再局限于已確診營養不良的患者,而是注重早期營養篩查、早期干預。近年來不少研究結果顯示,惡性腫瘤患者在確診營養不良或癌性惡病質前已存在機體代謝增強、能量攝入減少的情況,需要早期接受營養治療。治療手段也從單一的補充營養底物發展為結合體能鍛煉及心理治療的多模態營養治療。研究者對結腸癌患者開展多模態營養治療后發現,接受體能鍛煉、營養治療、心理治療與戒煙治療的患者術后并發癥發生率及嚴重程度均降低,且術后恢復情況較對照組更理想,提示多模態營養治療有助于加速術后恢復并改善預后[2]。近年來臨床工作者致力于研發營養不良預測模型,探索最適合患者的體能鍛煉方案并關注患者的心理健康,以期在疾病早期識別可能發展為營養不良的高風險人群并盡早給予多模態營養治療。
    2.全程營養治療:當前的營養治療不再局限于在院治療階段,而是將營養治療拓展至院外,使營養篩查、評估與干預的管理模式貫穿于疾病的全過程。以外科患者為例,從確診疾病起即可開始營養篩查和評估,對部分營養不良患者進行營養預康復,在術前改善機體代謝平衡與營養狀態,提高患者手術耐受能力,加快術后康復[3]。圍手術期遵循加速康復外科理念,降低手術創傷應激,術后盡早恢復進食并下床活動,幫助患者早日康復出院。隨著營養治療技術的發展與制劑的改善,實施家庭營養治療所需條件逐漸完備,患者得以在出院后繼續在院期間的營養治療[4]。由臨床醫師、??谱o士、營養師、物理治療師及社區工作者等組成的專業營養治療團隊,也可通過便攜電子設備遠程指導患者在出院后繼續開展營養治療,幫助其進一步改善營養狀態,快速回歸社會并改善生活質量與長期預后。

    二、營養不良及相關表型診斷的更新
    1.營養不良:營養不良是營養治療的前提,但目前仍缺乏診斷營養不良的金標準。2018年9月,由歐洲臨床營養與代謝協會(European Society for Clinical Nutrition and Metabolism,ESPEN)、美國腸外與腸內營養學會、亞洲腸外與腸內營養學會及拉丁美洲腸外與腸內營養學會聯合發布全球(營養)領導層倡議營養不良(Global Leadership Initiative on Malnutrition,GLIM)診斷標準,該標準從疾病表型與病因兩類指標出發,對患者進行營養不良的診斷與嚴重程度分級[5]。GLIM 標準自提出以來,在不同國家、不同醫療場所、不同人群中得到廣泛應用,顯示出良好的準確性,且能夠較好地預測患者短期和長期臨床結局[6, 7]。中華醫學會腸外腸內營養學分會最新發布的《中國成人患者腸外腸內營養臨床應用指南(2023版)》建議使用GLIM標準診斷營養不良[8]。GLIM診斷標準推薦了多種骨骼肌質量評估工具,其中雙能X線吸收測定法與生物電阻抗法評估骨骼肌指數相對精準,但受限于儀器等因素未在國內廣泛開展臨床實踐。小腿圍、臂圍和握力檢測的操作簡單,在國內應用較廣泛,但評估機體組成相對困難,目前仍需開展針對國人的驗證與應用,進一步探索適合我國人群的營養不良定義及指標界值。
    2.肌少癥:肌少癥是一種以骨骼肌丟失與結構功能障礙為主要表現的營養不良相關性疾病,常見于老年人及慢性疾病患者。2019年,肌少癥的亞洲和歐洲標準相繼更新,歐洲老年人肌少癥工作小組診斷標準通過標準化公式,以肌力為標準,篩查出可能患肌少癥的患者,采用CT、雙能X線吸收測定法等工具確診,最終使用體能表現指標評估嚴重程度[9]。亞洲惡病質工作小組則建議在社區和醫院使用不同的公式篩查可能存在肌少癥的患者,并通過肌力、體能表現及骨骼肌質量等指標進行肌少癥的診斷與分級[10]。既往學界未將肥胖與肌少癥聯系起來,但近來研究者發現,肥胖患者存在骨骼肌質量下降與脂肪浸潤。ESPEN與歐洲肥胖研究協會于2022年正式發布了肥胖性肌少癥的診斷流程,在體重指數和腰圍過高的患者中篩查,通過改良的骨骼肌功能評估與機體組成檢測明確肌少癥的診斷與分級[11]。我國肌少癥診斷與治療尚處于起步階段,需要進一步加強對肥胖性肌少癥患者的診斷與管理。
    3.惡病質:惡病質多發生于惡性腫瘤的難治階段,既往研究者多采用Fearon等[12]在2011年提出的惡病質診斷標準,以體重丟失、低體重指數和骨骼肌丟失為診斷惡病質的主要指標。但該標準并不適用于所有人群,且確診的患者多存在嚴重的營養不良,預后較差。為了更早地發現存在惡病質的患者并盡早干預,亞洲惡病質工作小組于2023年組織相關專家,基于亞洲人群的相關研究和實踐經驗,制定并發布了適合亞洲人群的惡病質診斷標準。如患者符合以下3條標準即可診斷惡病質:(1)存在潛在疾??;(2)3~6個月體重下降>2%或體重指數<21 kg/m2;(3)滿足以下任何一項:①主觀癥狀:厭食;②客觀檢測:握力下降;③生化指標:C反應蛋白升高[13]。該惡病質診斷標準的驗證研究結果顯示,新標準診斷的胃腸道惡性腫瘤惡病質患者術前營養狀態差,術后并發癥發生風險高,預后差,能較好地反映胃腸道惡性腫瘤惡病質患者的惡病質狀態[14]。此外,為更早期發現癌性惡病質并準確分期,多個早期預測和分期工具應運而生[15, 16]。近期筆者團隊依據臨床常用指標建立了癌性惡病質風險預測模型和分期系統,以期有效指導癌性惡病質的早期、精準治療[17, 18]。

    三、營養評估的準確化
    1.影像組學:既往臨床實踐中,體重丟失、體重指數、臂圍、肌力和白蛋白等指標常用于判斷患者的營養狀況,然而上述指標無法準確評估機體組成情況,難以早期發現營養不良患者。生物電阻抗法、雙能X線吸收測定法等可反映全身機體組成及營養代謝狀況,但因檢查流程復雜及儀器昂貴等并未在臨床實踐中廣泛應用。隨著影像學技術的發展,CT圖像的精確度與清晰度逐步提高,可通過影像學軟件識別骨骼肌等不同軟組織。由于CT在目前臨床中廣泛應用,CT影像組學越來越多地用于外科患者營養不良的臨床實踐與研究[19, 20]。人工智能軟件可自動獲取全層或5~10 mm層厚的單層影像學圖像,根據不同組織密度參考值范圍,識別圈畫目標組織并獲得該層面骨骼肌等軟組織的面積,計算骨骼肌指數等機體組成指標,以發現正常體重指數或肥胖患者是否存在骨骼肌丟失,并盡早干預[21, 22]。隨著人工智能在醫學領域應用的飛速發展,國內外學者陸續開發了基于影像學資料和病史的智能營養不良風險篩查工具,自動評估患者營養狀態并預警存在營養不良及其風險的患者,幫助營養治療小組更早發現高?;颊卟⒓皶r干預。
    2.生物學指標:骨骼肌丟失是營養不良的重要表現,而代謝紊亂發生在機體組成變化前,營養不良相關生物學指標反映各組織器官合成代謝及全身狀態,有助于早期識別營養不良高風險患者,合理有效地調整營養治療方案。除了白蛋白、體重指數等既往已在臨床常規檢測的生物學指標外,血清前白蛋白、轉鐵蛋白、肌酐、尿素氮及其比值等代謝相關標志物的應用也具有重要參考意義。近年來研究者發現了不少營養不良及代謝紊亂相關指標;筆者團隊研究發現,血清肌酐與胱抑素C的比值與胃腸道腫瘤患者肌少癥及肌肉脂肪變性密切相關,可作為診斷與預后評估的新生物學指標[23];Dong等[24]研究發現,血清胰島素樣生長因子結合蛋白2的升高與胰腺導管腺癌患者骨骼肌丟失相關,提示糖代謝等生物代謝相關標志物異常有可能成為營養不良的生物學指標。除與機體代謝相關的生物學指標外,外周血淋巴細胞、C反應蛋白、IL-6、腫瘤壞死因子α等炎性指標升高提示機體炎癥及免疫反應增強,與營養不良密切相關[25];由于亞洲惡病質工作小組將惡病質定義為一種與炎癥反應密切相關的代謝綜合征,因此炎性指標也是營養不良重要的生物學指標,被納入惡病質診斷標準[13]。
    3.多組學分析:隨著科學技術的發展,基因測序、質譜分析、類器官培養及基因組編輯技術的應用逐漸普及,營養基因組學應運而生。通過發現新單核苷酸多態性位點、拷貝數變異及各種基因產物的改變,營養基因組學從轉錄組、蛋白組、代謝組等多個層面分析全身營養狀態與微生物、免疫反應及多器官交互作用的關聯,使精準營養治療成為可能[26, 27]。我們在最新研究中使用16S RNA測序發現,癌性惡病質患者腸道菌群紊亂,產丁酸鹽菌群減少,與癌性惡病質骨骼肌萎縮的發生發展密切相關[28]。后續營養基因組學研究的深入開展也將為精準化營養治療提供更有力的技術支持。

    四、臨床營養治療技術的發展
    1.營養通路:隨著科學技術的發展,營養治療的給藥通道及輔助設備均在不斷完善,營養治療的過程更加有效、安全、簡便。腸內營養通過鼻胃管或鼻腸管進行管飼,具有符合生理、價格低廉等優勢,是不少患者首選的營養治療途徑,但應用初期多因速度快、溫度低等出現腹痛、腹瀉等癥狀。自動加熱器、腸內營養輸注泵可調節營養液溫度與輸注速度,幫助患者逐步建立耐受,有效改善了這一現象。對于需要長期腸內營養的患者,導管壓迫摩擦易造成黏膜損傷等并發癥,經皮內鏡下胃造瘺術、經皮內鏡下空腸造瘺術或穿刺針導管空腸造口術建立經皮營養通道,使患者耐受長期腸內營養[29]。不少患者因消化道梗阻和短腸綜合征等疾病導致消化吸收障礙,腸外營養是開展營養治療的唯一途徑。與外周靜脈途徑相比,中心靜脈途徑可容納大容量高滲液體,避免外周靜脈炎的發生,且留置時間久、無須反復多次穿刺,是腸外營養開展的主要途徑。經外周靜脈置入中心靜脈導管是長期腸外營養的主要靜脈通道,與中心靜脈導管相比,感染、滲液及其他導管相關并發癥發生率較低,近年來在臨床上廣泛應用。植入式靜脈輸液港則完全置于皮下,暴露于體外的部分更少,護理周期更長,但由于其價格昂貴,目前多用于同時行周期性化療的腫瘤患者而非單獨使用[30]。
    2.遠程診療:隨著全程營養治療理念的推廣,多模態營養治療的受益患者日漸增多,營養治療不再僅僅局限于醫院等醫療場所,越來越多的患者開始家庭營養治療,但在缺乏臨床工作者監管的情況下,如何安全有效地開展營養治療成為一個難題。遠程診療系統、可穿戴電子設備和醫療網絡的出現縮短了患者與醫師的距離;研究結果顯示,腫瘤患者接受遠程指導體能鍛煉安全可靠,有助于改善生活質量[31]。同時,通過網絡傳播簡單易懂的科普文章與視頻,患者可自主學習營養治療相關知識,在減少線下患者宣教工作量的同時增強治療參與度,有助于提高療效與診療效率。我們在臨床實踐中建議患者通過電子設備實時記錄生命體征與鍛煉情況,通過醫療網絡系統反饋營養治療的實際用量與效果,并基于該系統隨時向臨床營養治療團隊提出反饋,幫助醫師掌握患者的營養狀況、進步進展與治療效果。對于存在嚴重營養不良,需要盡快干預但又不便到門診就診的患者,可以通過遠程醫療系統迅速查看實驗室與影像學檢查結果,根據患者個人情況聯合多學科專家遠程會診,共同制定適合患者的營養治療計劃,以避免不良結局。

    五、營養制劑的多樣化
    1.腸內營養:合適的營養制劑是營養治療的基礎。從首次使用脂肪乳劑開展腸外營養至今,臨床營養制劑根據疾病類型與胃腸道功能障礙程度發展出適用于各種適應證的劑型。腸內營養和腸外營養是研發歷史最長,也是臨床實踐中應用最廣泛的營養制劑。腸內營養符合生理結構,有助于促進腸道消化吸收功能、保護黏膜屏障功能并減少腸道菌群移位,是腸道功能耐受患者的首選營養途徑。其應用范圍涉及炎性腸病等內科疾病,外科圍手術期、重癥監護到家庭營養等大部分場景。機體代謝和消化吸收異常的患者可選用特殊醫學用途配方食品,調整營養素及能量攝入比例,有利于糖尿病、肝病及炎性腸病等患者在控制病情的同時改善營養狀態[32]。制劑配制也從最初醫院自制的流質發展為營養均衡、能量密度更高的標準化商業制劑。目前腸內營養制劑主要分為以復合營養素為主的標準制劑和以營養元素分類的半元素/元素制劑。標準制劑富含碳水化合物、脂質及蛋白質,按不同疾病對宏觀營養素的需求比例補給,并富含微量元素、礦物質、維生素等多種營養素,以高效滿足機體需要量。元素制劑則以部分或完全水解的營養素為主,以幫助整蛋白或碳水化合物消化障礙的患者更好地吸收,避免發生胃腸道不耐受等并發癥。除劑型的改良外,腸內營養輸注模式也在不斷優化,如重癥患者早期腸內營養已在臨床實踐中開展并被認為安全有效,滋潤性腸內營養通過小劑量緩慢腸道內給藥,在減少消化道刺激的同時預防黏膜萎縮,維護腸道功能,有助于改善患者腹部癥狀與預后??诜I養補充是一種可高效補充能量與營養素的經口營養制劑,適用于固體食物攝入不足或進食困難的患者,具備安全、費用低的優點,近年來廣泛應用于臨床實踐。筆者團隊近年來的研究結果也顯示,消化道惡性腫瘤患者術后服用口服營養補充有助于降低骨骼肌丟失及肌少癥的發生率,改善營養狀態與化療耐受性[33]。
    2.腸外營養:部分患者在使用腸內營養時出現消化道不耐受或消化吸收障礙,尤其是重癥患者單純腸內營養無法滿足機體需求,補充腸外營養或完全腸外營養則成為補充能量及營養素的重要途徑,有助于幫助患者更快康復,降低病死率與ICU停留時間[34]。為了讓機體更好地吸收,糖、脂肪乳劑及氨基酸等已分解的營養素成為腸外營養的主要內容物,其中脂肪乳劑的發展最為突出。脂肪乳劑主要分為長鏈脂肪乳劑、中/長鏈混合脂肪乳劑、結構型中/長鏈脂肪乳劑,以及其他混合型脂肪乳劑等劑型。早期的脂肪乳劑以大豆油為原材料,然而其中的亞油酸作為ω-6脂肪酸具有促炎作用,影響術后恢復[35];因此,以橄欖油等為原料的其他脂肪乳劑逐漸問世,并應用于臨床。近年來研究結果顯示,富含ω-3不飽和脂肪酸的魚油制劑具有抗炎作用,可降低感染發生率與住院時間,已在臨床廣泛應用[36]。
    3.免疫營養:既往臨床實踐中,營養治療被視為補充支持的工具,其潛在治療作用則被忽視。ω-3不飽和脂肪酸、精氨酸、谷氨酰胺等免疫增強型營養制劑及腸道微生物制劑的出現逐漸凸顯了營養治療在疾病治療中的作用,相關藥物和制劑層出不窮。免疫營養制劑是一種通過抵抗炎癥反應,改善機體免疫功能等機制,我國腫瘤患者營養支持指南中推薦在普通營養治療以外添加的營養制劑[37]。一項系統綜述結果顯示,免疫營養有助于改善腫瘤患者術后感染及吻合口瘺的發生率,并縮短營養不良患者的住院時間[38]。ESPEN在2021年發布的腫瘤患者營養治療指南中,建議補充使用精氨酸、ω-3不飽和脂肪酸及核糖核苷酸以降低術后并發癥發生率,改善營養狀態[39]。
    4.腸道菌群制劑:腸道菌群的動態平衡與胃腸道消化吸收功能密切相關,因此,腸道微生物制劑也成為營養治療的研究熱點。近年來的研究結果顯示,癌性惡病質患者腸道微生物種類及短鏈脂肪酸等代謝產物的水平與非惡病質患者存在差異,并與骨骼肌丟失相關,動物模型研究結果顯示,補充腸道益生菌可改善全身炎癥反應,增強肌力并改善骨骼肌萎縮[40],提示微生物制劑可能是未來臨床營養制劑的重要發展方向。目前腸道微生物制劑治療營養不良的臨床研究有限,指南中暫未推薦營養不良患者常規使用腸道菌群制劑,未來需要開展更多的臨床研究以加深我們對營養不良與腸道菌群紊亂關系的認知。

    六、多模態營養治療的興起
    1.體能鍛煉:營養不良患者多合并骨骼肌肌力下降,日?;顒恿繙p少,社交功能障礙等表現,患者生活質量受到嚴重影響并發展出不同程度的焦慮、抑郁等心理障礙。除了常規的營養支持外,患者還需要在營養治療團隊的指導下開展結合體能鍛煉及心理治療的多模態營養治療。不同類型體能鍛煉的改善目標不盡相同,抗阻訓練有助于刺激肌細胞蛋白質合成,改善骨骼肌質量并增強肌力,有氧訓練則側重于鍛煉心肺功能,改善全身軀體功能,規律的體能鍛煉有助于降低術后并發癥發生率、縮短住院時間,并改善出院后生活質量[41, 42]。目前已有不少研究結果支持多模態營養治療在營養治療中起協同作用。一項研究結果顯示,營養治療結合抗阻訓練有助于改善患者的體重、體重指數與脂肪含量,而營養治療結合抗阻及有氧訓練組患者的軀體功能改善最明顯,提示組合式體能鍛煉結合營養治療對患者更有益[43]?!吨袊铀倏祻屯饪婆R床實踐指南(2021版)》推薦術后早期下床活動,近年來倡導的預康復治療也推薦在術前通過有氧及抗阻訓練改善肌肉質量與心肺功能,以期增強手術耐受性,降低術后并發癥發生率[44, 45]。
    2.心理疏導:除了通過營養治療與體能鍛煉改善軀體功能外,正確的患者教育與心理治療也對營養治療的成功開展起關鍵作用。不少癌性惡病質患者長期受疼痛、惡心嘔吐等癥狀困擾,出現不同程度的疲勞、交流、失眠及抑郁等心理疾病,影響生活質量與預后[46]。這些癥狀常被原發疾病掩蓋未得到治療。同時,患者缺乏營養及體能鍛煉的專業知識,離開醫院及護理院后即失去正確的指導與支持鼓勵,導致有效治療缺乏;因此,患者的教育指導及心理支持也是多模態營養治療的重要一環,應覆蓋營養治療全程和全場景。Ester等[47]的研究結果顯示,結合體能鍛煉及行為學教育指導的營養支持治療有助于改善進展期腫瘤患者的生活質量與營養狀態,這提示結合體能鍛煉及心理治療的多模態營養治療是未來營養治療的重要策略。

    七、小結
    臨床營養理念和技術的快速發展使當今的營養治療不再局限于補充營養,更加強調其對疾病的治療作用。準確的營養評估,多樣化的營養制劑,全程、多模態的營養治療,以及智能化的依從性管理,可有效提升營養治療的臨床效果。如何個體化、精準化地實施營養治療尚需進一步研究。

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