膳食蛋白質攝入與2型糖尿病關系的病例對照研究

汪麗娜 楊晨 何一鍇 姜紅 劉燕 晏妮

摘要：目的：探討膳食蛋白質與2型糖尿病（T2DM）之間的相關關系。方法：采用年齡與性別匹配的病例對照研究，在西安市某社區招募符合納入標準的T2DM患者288例和對照552例。采用膳食頻率調查表，根據食物攝入頻率及數量計算膳食蛋白質攝入量和供能比。通過健康危險因素問卷收集研究對象人口學、生活方式、疾病史等基本信息。采用單因素統計方法和多因素Logistic回歸模型探究膳食蛋白質與成人T2DM的相關性。結果：參與者的平均年齡為620±98歲，膳食總能量和蛋白質日均攝入量分別為（2 2043±8525）kcal/d、（817±381）g/d。在總人群中，校正高血壓、血脂異常等混雜因素后，總蛋白及動物蛋白供能比最高分位組T2DM罹患風險是最低組的192倍。動物蛋白與女性T2DM風險的比值比為233，而與男性T2DM無關。植物蛋白與T2DM無顯著相關性。結論：膳食總蛋白，尤其是動物蛋白與T2DM罹患風險正相關，植物蛋白與T2DM沒有顯著關聯性。在糖尿病防治中應考慮飲食蛋白質的比例及種類。

關鍵詞：膳食蛋白質;2型糖尿病;動物蛋白;植物蛋白

2型糖尿病（T2DM）識別T2DM的危險因素對降低其患病風險和疾病負擔具有重要意義[13]。膳食營養在T2DM進程中發揮重要作用，研究顯示，飲食蛋白質作為葡萄糖穩態的重要調節因子，通過刺激胰島素和胰高血糖素分泌，調節胰島素抵抗和葡萄糖穩態，并最終影響T2DM的發生[46]。目前膳食蛋白攝入與T2DM關系的結論尚不一致，國外研究表明，蛋白質攝入量的增加與T2DM呈正相關[78]，國內的研究數據較少，且國民飲食特點與西方人群有著巨大差別。因此，本研究通過性別與年齡匹配的病例對照研究進一步探討我國人群膳食蛋白質攝入和種類與T2DM之間的相關關系，為T2DM的防治提供新思路。

1對象與方法

11研究對象

本研究是以社區為基礎的病例對照研究，于2018年7—12月在西安市某社區招募已確診的288例T2DM患者為病例組。根據性別、年齡1∶2匹配，同期在該社區招募非糖尿病者552例。病例組研究對象納入標準：（1）年齡≥18周歲;（2）病例組符合1999年世界衛生組織T2DM診斷標準之一：空腹血糖（FPG）≥70 mmol/L;糖耐量2h血糖（OGTT 2 h PG）≥111 mmol/L;接受過胰島素等糖尿病治療;（3）無特殊飲食要求、肝腎疾病、胃腸道疾病、精神疾病、妊娠期或哺乳期女性以及服用營養補充劑者。對照組除不患T2DM外納入標準與病例組相同。所有研究對象均簽訂研究知情同意書。本研究由西安交通大學醫學部倫理委員會批準實施。

12調查設計

121膳食蛋白質攝入調查采用半定量食物頻率問卷收集膳食數據。該問卷涉及糧谷類、蔬菜類及其制品、豆類及豆類制品、菌藻及堅果類、水果類、動物性食物、飲料類、調味品及輔食等10大類89種食物條目，基本涵蓋西安市居民日常食物類別。食用油以家庭為單位進行調查，其余食物攝入量均以個體為單位，季節性食物同時記錄食用的月份數和總攝入量。以《中國食物成分表》為基準，通過各種食物的攝入周期和頻率（次數/每年、每月、每周）及平均每次食用量（g）計算膳食總蛋白、動物蛋白和植物蛋白的日均攝入量，通過能量折算系數獲得膳食蛋白質供能比（%E）。調查員使用標準化的食物圖譜以確保食用量估計的準確性。

122一般人口學調查調查員經專業化培訓并合格后，以面對面訪談的方式開展問卷調查。采用健康危險因素問卷收集研究對象基本信息，包括社會人口學情況（性別、年齡、民族、婚姻狀況、文化程度、退休前職業）、生活方式和個人嗜好（吸煙、飲酒、飲茶、體育鍛煉等）、疾病史（高血壓和血脂異常）等。本研究中，吸煙被定義為：累計抽煙數不少于5包;規律性飲酒：連續6個月每周飲酒;規律性鍛煉指每月至少運動1次。

123體格檢查體格檢查包括身高和體重，各指標均測量3次，取其平均值。體重指數（body mass index，BMI）=體重（kg）/[身高（m）]2，采用《中國成人超重和肥胖癥預防控制指南》[9]的分類標準：BMI<185為體重過低、185≤BMI<240為體重正常、240≤BMI<280為超重、BMI≥280為肥胖。

13質量控制

調查開始前，調查負責人制定可行調查方案和問卷，且問卷經預調查修訂后實施。所有參加研究人員均通過系統專業培訓和考核，掌握標準化調查操作流程，利用統一設備和統一方案實施調查。調查現場開展動態監測工作，設置專業質控人員核查、修正、補充調查問卷和體檢結果。

14統計學分析

使用Epidata 30 建立數據庫，雙錄入并進行一致性核對。運用SPSS 180 軟件進行統計分析。采用ShapiroWilk檢驗計量資料正態性，服從正態分布的數據以±s表示，組間比較采用t檢驗或方差分析;非正態資料轉換成分類資料后以頻數或構成比（%）表示。將膳食總蛋白、動物蛋白和植物蛋白供能比三分位分組，由低至高組別分別用Q1、Q2、Q3組表示。χ2檢驗進行病例組和對照組以及膳食總蛋白質供能比影響因素的單因素分析，將單變量分析中有統計學意義的因素作為多因素Logistic回歸模型的校正因素，計算可疑危險因素的比值比（OR）及其 95%可信區間（95%CI）。P<005（雙側）為差異有統計學意義。

2結果與分析

21研究對象基本情況

共募集到符合條件的T2DM患者288例，其中男性182例（632%），年齡為30～87歲，平均年齡為619±99歲;非糖尿病者552例，其中男性352例（638%），平均年齡為620±97歲，最小年齡28歲，最大87歲。兩組在年齡和性別構成上的差異無統計學意義。病例組與對照組相比，婚姻狀況、文化程度、退休前職業和飲酒習慣的差異無統計學意義，BMI分布、吸煙史和體育鍛煉差異均有統計學意義（P<005）（表1），糖尿病患者患有高血壓（127例，441%）和血脂異常（42例，146%）的比例較非糖尿病者高（P<001）。

22膳食總蛋白質影響因素

該社區被調查對象的膳食總能量和總蛋白質日均攝入量分別為（2 2043±8525）kcal、（817±381）g/d。總體碳水化合物、脂肪和蛋白質供能比分別為569%±291%、291%±87%、146%±25%。單因素分析結果顯示，文化程度、退休前職業、飲酒、高血壓和血脂異常與研究對象膳食總蛋白質供能比相關（P<005（表2）。

23膳食總蛋白質與T2DM的關聯

未調整其他危險因子的混雜效應時，膳食總蛋白質與T2DM的粗OR值為203（95% CI：142～289）。考慮到混雜因素對膳食蛋白質供能比與糖尿病關聯真實性的潛在影響，將單因素分析中與膳食總蛋白質供能比有關的糖尿病危險因素（高血壓和血脂異常）作為校正因素，是否患有糖尿病為因變量，進行多因素回歸分析。結果顯示，以Q1組為參照，Q2組OR值為139（95% CI：096～202）（表3），Q3組調查對象患糖尿病的風險是Q1組的192倍（95% CI：134～277）。進一步調整生活方式、膳食能量和BMI后，T2DM風險與總蛋白質攝入的增加仍然保持正相關。

24不同蛋白質來源與T2DM關聯的性別亞組分析

校正了吸煙、飲酒、飲茶、體育鍛煉、高血壓、血脂異常、膳食總能量和BMI后，在總人群中，以動物蛋白供能比的最低三分位作為參照組，Q3組有較高的T2DM風險（OR=152，95%CI：105～220）（表4），然而這種關系只存在于女性群體中（OR=233，95%CI：126～433）。植物蛋白與T2DM沒有顯著關聯。

3討論

本研究發現，調整T2DM和膳食危險因素后，與最低分位蛋白質攝入相比，研究人群總蛋白質和動物蛋白質攝入與T2DM罹患風險正相關，植物蛋白質與T2DM沒有顯著關聯性。動物蛋白質對T2DM的危害作用僅表現在女性群體中，對男性T2DM罹患風險無影響。該結果提示合理調配飲食蛋白質的比例及種類對于糖尿病的防治具有重要意義。

目前越來越多的流行病學研究證明，膳食總蛋白質攝入過高與T2DM正相關，盡管在短期干預實驗中，高蛋白飲食因其促胰島素作用而被認為是糖尿病的潛在治療策略。一項針對廣州市社區8 254名中老年人的現況調查顯示，與最低分位蛋白質攝入相比，T2DM發病風險在最高分位蛋白質組升高58%（95%CI：125～202）[10]。中國東北地區大型橫斷面調查發現[11]，T2DM發病率隨總蛋白質攝入量增加而升高（OR=213，95%CI：118～381），動物蛋白對T2DM的危害作用更顯著（OR=227，95%CI：185～435），這與我們的研究結論一致。本研究校正潛在混雜因素后，蛋白質攝入與T2DM之間的相關性依然顯著，暗示著蛋白質本身的作用不可忽視，限制膳食蛋白攝入可潛在地應用于T2DM預防。最近一項前瞻性研究的薈萃分析表明，膳食總蛋白質供能比每增加5%，糖尿病發病風險將升高9%（95%CI：104～113）[12]。此外，Tian等[13]的Meta分析也支持了我們在調查人群中發現的總蛋白質和動物蛋白質與T2DM風險呈現正相關的結論。本研究強調了考慮飲食蛋白質攝入量用于預防T2DM的重要性。

關于植物蛋白與T2DM關系的研究結果尚存爭議。本研究調整協變量后，在男性和女性群體中均未發現植物蛋白與T2DM的顯著關聯。這與中國東北地區的調查結果[11]一致。在歐洲癌癥與營養（EPIC）病例隊列研究中，研究者除發現膳食總蛋白質和動物蛋白與T2DM正相關外，植物蛋白與T2DM并無顯著關系（HR=104，95%CI：093～116）[7]。美國護士隊列和衛生保健隨訪研究也得到相同的結論。這提示膳食總蛋白質和T2DM風險很大程度上可以用動物蛋白解釋。相反，Malik等[8]對美國隊列隨訪數據的薈萃分析表明，蔬菜來源的蛋白質對糖尿病有保護作用（HR=091，95%CI：084～098）。這種差異可能是由于不同研究人群的植物蛋白來源不同所造成的，在Malik等[8]的研究中，植物蛋白主要來源于堅果和豆類，而本研究則主要來源于大米、雜糧和蔬菜等高血糖負荷食物，這種食物在既往研究中被認為會增加T2DM風險。此外，與EPIC研究結論相似，本研究發現，動物蛋白對T2DM的危害作用有性別差異，其顯著升高女性T2DM風險，而對男性T2DM無影響，膳食、生活方式和T2DM發生機制的性別差異可能是導致該結果產生的誘因。據報道，女性在絕經后血清雌激素水平急劇下降時更易患糖尿病[14]。本研究中，大多數女性處于絕經后和T2DM易感期，這可能加劇了動物蛋白攝入對T2DM的影響，進而導致動物蛋白與T2DM關系的性別差異。

近年來，越來越多的研究揭示了蛋白質對人體代謝組學的影響，但高蛋白質攝入對T2DM風險的潛在生物學機制尚無定論，可能與蛋白質的食物來源、食物中伴隨的其他營養素以及氨基酸組成的變化有關。飲食蛋白作為葡萄糖穩態的重要調節因子，通過刺激胰島素和胰高血糖素分泌，促進胰島素抵抗和增加糖異生，并最終產生T2DM[4，15]。Weickert等[16]研究發現，與低蛋白高纖維飲食相比，等能高蛋白飲食在6周后降低了胰島素敏感性，對葡萄糖穩態有負面影響。血漿高濃度氨基酸水平可直接抑制肌肉葡萄糖轉運及葡萄糖磷酸化，同時激活mTOR信號轉導通路調節外周胰島素敏感性[5，17]。這些證據支持了本研究結論。在代謝組學研究中，亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸和酪氨酸在T2DM的發病機制中起關鍵作用[18]，可視為糖尿病發生的預測因子，如亮氨酸與T2DM的風險比為366（95%CI：161～829）[19]，這些支鏈氨基酸和酪氨酸主要存在于動物蛋白中[20]。上述生物學效應可能解釋了總蛋白和動物蛋白與T2DM正相關以及動物蛋白與植物蛋白的不同影響。

本研究病例組和對照組在性別、年齡、婚姻狀況、文化程度和職業因素的差異均無統計學意義，人口統計學資料均衡可比;研究考慮到能量攝入的個體差異，使用膳食蛋白質供能比代表其相對攝入量。盡管我們在整個膳食調查中已有嚴格的質量控制，本研究仍存在以下缺陷：（1）膳食調查采用半定量食物頻率問卷，膳食攝入調查結果可能存在偏倚;（2）雖然我們對一些潛在的混淆因素進行了調整，但不能排除殘留混淆的可能性;（3）病例對照研究在人群中進行病因假設驗證的力度不足，研究只能說明膳食蛋白質供能比與T2DM正相關，有必要進行長期的縱向研究。

綜上所述，本研究通過病例對照研究發現，膳食總蛋白和動物蛋白質可能是T2DM的獨立危險因素，植物蛋白對T2DM罹患無影響。鑒于T2DM發病率在我國迅速增長的嚴峻勢態，建議在T2DM防治工作中，限制膳食蛋白質的攝入比例和種類，特別是動物蛋白。同時，期待今后有更多的前瞻性研究和干預實驗來證實膳食蛋白與T2DM的關系。◇

參考文獻

[1]Carracher AM，Marathe PH，Close KLInternational diabetes federation 2017[J].J Diabetes，2018，10（5）：353356

[2]Unnikrishnan R，et alType 2 diabetes：demystifying the global epidemic[J].Diabetes，2017，66（6）：14321442

[3]Zhang P，Gregg EGlobal economic burden of diabetes and its implications[J].Lancet Diabetes Endocrinol，2017，5（6）：404405

[4]Soultoukis GA，Partridge LDietary protein，metabolism，and aging[J].Annu Rev Biochem，2016，85：534

[5]Rietman A，Schwarz J，Tomé D，et alHigh dietary protein intake，reducing or eliciting insulin resistance？[J].Eur J Clin Nutr，2014，68（9）：973979

[6]Neu A，Behret F，Braun R，et alHigher glucose concentrations following proteinand fatrich mealsthe Tuebingen Grill Study：a pilot study in adolescents with type 1 diabetes[J].Pediatr Diabetes，2015，16（8）：587591

[7]van Nielen M，et alDietary protein intake and incidence of type 2 diabetes in Europe：the EPICInterAct CaseCohort Study[J].Diabetes Care，2014，37（7）：18541862

[8]Malik VS，Li Y，Tobias DK，et alDietary protein Intake and risk of type 2 diabetes in US men and women[J].Am J Epidemiol，2016，183（8）：715728

[9]中國肥胖問題工作組中國成人超重和肥胖癥預防與控制指南（節錄）[J].營養學報，2004（1）：14

[10]柯秋怡，陳超剛，黎鋒，等廣州市社區中老年人群不同膳食模式下蛋白質攝入量與2型糖尿病的關聯性分析[J].中山大學學報（醫學版），2018，39（3）：448454

[11]Li J，Sun C，Liu S，et alDietary protein intake and type 2 diabetes among women and men in Northeast China[J].Sci Rep，2016（6）：37604

[12]Zhao LG，Zhang QL，Liu XL，et alDietary protein intake and risk of type 2 diabetes：a doseresponse metaanalysis of prospective studies[J].Eur J Nutr，2018，58（4）：13511367

[13]Tian S，Xu Q，Jiang R，et alDietary protein consumption and the risk of type 2 diabetes：a systematic review and Metaanalysis of cohort studies[J].Nutrients，2017，9（9）：982

[14]MauvaisJarvis FSex differences in metabolic homeostasis，diabetes，and obesity[J].Biol Sex Differ，2015（6）：14

[15]Tremblay F，Lavigne C，Jacques H，et alRole of dietary proteins and amino acids in the pathogenesis of insulin resistance[J].Annu Rev Nutr，2007（27）：293310

[16]Weickert MO，Roden M，Isken F，et alEffects of supplemented isoenergetic diets differing in cereal fiber and protein content on insulin sensitivity in overweight humans[J].Am J Clin Nutr，2011，94（2）：459471

[17]Krebs M，Krssak M，Bernroider E，et alMechanism of amino acidinduced skeletal muscle insulin resistance in humans[J].Diabetes，2002，51（3）：599605

[18]Floegel A，et alIdentification of serum metabolites associated with risk of type 2 diabetes using a targeted metabolomic approach[J].Diabetes，2013，62（2）：639648

[19]Wang TJ，et alMetabolite profiles and the risk of developing diabetes[J].Nat Med，2011，17（4）：448453

[20]Richter CK，et alPlant protein and animal proteins：do they differentially affect cardiovascular disease risk？[J].Adv Nutr，2015，6（6）：712728