营养物质的摄入与代谢是影响人们健康状况的关键因素之一，碳水化合物、脂肪、蛋白质、矿物质、水和纤维素等七大人体所必需的营养物质摄入不足或消耗增加，均容易引起营养不足；若产能营养物质摄入过多，脂肪容易在体内累积，导致营养过剩；若维生素、矿物质等其他非能量营养物质摄入不足，则可能影响机体内生理代谢过程的异常，造成人体亚健康甚至相关疾病。

长期以来，临床营养科医生、营养师等专业人士仅能通过询问患者摄入食物种类和数量，通过评分来大概推测个人的营养情况。但是由于每个人的代谢、消化和吸收能力各有不同，即便同一人在不同生活、工作环境中，营养的需求差异极大，诸多因素导致这种依靠“回忆”和“询问”的评估方法很难精确地、定量地反映出个体的营养状况。

如今借助代谢组学研究方法，通过尿液中的代谢物来“反推”个人营养状况的新技术，让营养学研究正进入一个“精准”新时代。

全新尿液检测技术，“量化”个人营养水平

尿液是身体健康的风向标，通过观察尿液颜色、气味和排尿量可以粗略推测一个人的健康情况。临床上，尿液检查是医学的一种检测方式，包括尿常规分析、尿液中有形成分检测、蛋白成分定量测定、脲酶测定等。尿液检查对临床诊断、判断疗效和预后有着十分重要的价值。

近年来，国内外越来越多的研究表明，尿液中的代谢物和摄入的营养物质有着密切的关联。可以通过检测尿液中的代谢物，特别是几十种尿有机酸，来定量、精确地反推个人营养状况。

2020年，英国帝国理工学院与美国西北大学、伊利诺伊大学和澳大利亚默多克大学联合开展研究，他们通过核磁共振光谱法分析了1848位美国成人的尿液，寻找尿液中代谢物水平与膳食中营养物质之间的关系。该研究由美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）和英国健康数据研究所（Health Data Research UK）资助。

这项研究的共同作者、英国帝国理工学院流行病学和公共卫生医学主席Paul Elliott教授说：“通过仔细跟踪人们的饮食，并检测他们在连续两个24小时内排泄的尿液，我们在膳食输入和代谢物的尿量之间建立联系，这有助于让我们更好地了解饮食如何影响健康。”

研究结果显示，尿液中46种代谢物与食物或营养物质类型之间存在关联。例如，某些代谢物与酒精摄入量相关，而另一些代谢物与柑橘类水果、果糖、葡萄糖和维生素C的摄入有关。研究论文发表在国际权威期刊《Nature》杂志的子刊《Nature Food》上。

研究小组还在尿液中发现了特定的代谢物，分别与红肉（猪牛羊肉）、白肉（鸡鸭鱼）和营养物质如钙相对应。同时，他们还发现了尿液中的一些代谢物与健康状况有关，例如尿液中的甲酸盐和钠与肥胖、高血压有关。

“传统的营养评估方式依赖于患者个人的回忆，很难做到准确，”论文作者之一、英国帝国理工学院代谢、消化和生殖机构的Joram Posma博士说，“我们的研究可以为个人提供饮食质量的‘深入信息’，包括营养是否均衡以及饮食是否适合本人。”

在此研究基础上，英国帝国理工学院与纽卡斯尔大学、阿伯里斯特威斯大学和澳大利亚默多克大学合作，并在英国国家健康研究所（National Institute for Health Research）、英国医学研究理事会（Medical Research Council）和英国健康数据研究所的共同资助下开展了第二项研究。

研究团队开发了一项5分钟检测尿液的技术，量化尿液中代谢物的“指纹特征”，从而可以为个人提供“量身定制”的健康饮食建议。这项技术从分子水平，为个人或营养师、医生等专业人士提供科学、全面且定量的检测报告。

纽卡斯尔大学研究合著者兼人类营养研究中心主任John Mathers教授说：“我们的研究揭示了尿液中的代谢物与食物或营养素类型之间的联系，这对研究营养相关疾病、改善公共卫生条件、提供更个性化的饮食建议具有重要意义。”

尿有机酸检测，鉴定营养是否均衡

在尿液中的代谢物中，尿有机酸检测能有效筛查营养代谢异常，并分析营养是否均衡。

人体将碳水化合物、氨基酸、脂肪从营养物质变为可吸收物质和废物的过程，称之为“代谢途径”，有机酸是碳水化合物、脂肪和氨基酸等三大营养物质在体内代谢过程中产生的羧酸。在代谢的各阶段，需要不同的氨基酸、维生素、矿物质等构成的酶、辅酶来调节代谢速率。任何一种营养素的短缺都会导致某些物质分解和合成途径就会减缓或中断，中间代谢产生的“多余的”有机酸就会被排入尿液，例如当维生素B12缺乏时，甲基丙二酰－CoA代谢受阻，甲基丙二酸（MMA）排出增多。

通过综合分析尿液中有机酸指标，可以了解个体营养物质代谢情况，并根据特定指标找出缺乏的营养素，并在此基础上制定营养补充方案。

2020年，成都市妇女儿童中心医院、四川大学华西公共卫生学院等多家单位联合，对34名儿童的尿有机酸进行了研究，该研究项目从尿液样本中分离出20种有机酸，通过HPLC质谱法快速地对有机酸进行检测。研究结果表明，相比以前的检测手段，这种高灵敏度、准确性的“10分钟快速检测方法”能大幅缩短检测时间，并且尿有机酸检测能有效、定量地地反映出营养素的不足，为营养的补充提供科学的、个性化的依据。

需要注意的是，尿有机酸检测的结果需要专业的营养师进行解读，并在此基础上有针对性地补充营养物质。如，尿有机酸中的β－羟基丁酸是糖类代谢标志物之一，涉及铬、钒元素。当检测结果提示β－羟基丁酸异常时，需要在专业营养师的指导下，选择富含铬、钒的食物，进行营养补充。

图/文 新生命霍普检验实验室 谢俊