与母体肥胖及孕期增重和后代儿童肥胖共相关的代谢物:一项前瞻性出生队列研究

Metabolites Co-correlating with Maternal Obesity and Gestational Weight Gain and Offspring Childhood Obesity: A Prospective Birth Cohort Study

作者信息Huan Yun, Anat Yaskolka Meir, Jie Hu, Guoying Wang, Frank B Hu, Xiumei Hong, Xiaobin Wang, Liming Liang
PMID42462817
发布时间2026-07-16
DOI10.1016/j.ajcnut.2026.101437

实验完整度

研究为前瞻性队列,结合代谢组学分析和统计建模,但主要基于观察性关联,缺乏功能验证。

主要模型

波士顿出生队列(Boston Birth Cohort)中的1,253对母子(母体代谢组学数据) 856对母子(脐带血代谢组学数据)

重点核对

母体血液样本采集时间:产后1-3天 脐带血样本采集时间:出生时 代谢组学分析方法:液相色谱-串联质谱法(两种色谱模式) COWO定义:年龄和性别BMI≥第85百分位

摘要

背景:孕前体重指数(ppBMI)升高和孕期体重增加(GWG)过多可能通过改变宫内代谢环境导致儿童超重或肥胖(COWO)的发生。目的:本研究旨在评估母体肥胖表型对母体和脐带血代谢组学特征的单独及联合影响,并进一步检验其与从学龄前到青春期的COWO发生率的关联。方法:我们分析了来自一项前瞻性多种族出生队列的1,253对母子的母体代谢组学数据(产后1-3天采集)和856对脐带血代谢组学数据。代谢组学采用液相色谱-串联质谱法分析。COWO定义为年龄和性别的BMI≥第85百分位。采用线性回归和弹性网络回归推导母体肥胖的代谢物特征和评分,并通过逻辑回归评估其与COWO的关联。结果:除类固醇和某些磷脂外,大多数母体代谢物与相应的脐带代谢物显著相关(Spearman's ρ:0.11–0.67;校正P < 0.05)。ppBMI与母体代谢物谱的广泛改变相关,特别是中链CAR、饱和鞘磷脂、TAG和携带多不饱和脂肪酸的磷脂。我们进一步开发了与ppBMI相关的多代谢物评分(Pearson's r = 0.43–0.64),该评分与较高的出生体重(β = 0.07–0.11;P < 0.013)和从学龄前到青春期的COWO风险增加(比值比:1.18–1.61;均P < 0.05)相关。GWG也观察到类似模式。在中介分析中,母体代谢物评分解释了ppBMI与最后一次健康儿童访视时BMI z-score之间关联的12.3%(95% CI:2.18%–24.5%;P = 0.02)。结论:与母体肥胖(特别是ppBMI)相关的代谢组学特征可能部分介导了其与COWO风险增加之间的关联。这些发现需要在独立队列中进行验证。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
母体肥胖表型(ppBMI和GWG)如何影响母体和脐带血代谢组学谱,以及这些代谢组学特征是否与后代儿童肥胖风险相关并可能介导关联?
核心机制
母体肥胖,特别是ppBMI,与母体代谢物谱的广泛改变相关,尤其是中链CAR、饱和SM、TAG和多不饱和脂肪酸磷脂;这些代谢物可能部分介导了母体肥胖对后代肥胖风险的影响。
主要证据
基于1,253对母子(母体代谢组学)和856对母子(脐带血代谢组学)的关联分析、弹性网络回归评分的构建、以及中介分析(母体代谢物评分解释了ppBMI与BMI z-score关联的12.3%)。
研究意义
研究结果提示母体肥胖可能通过改变关键代谢途径(如CAR、LPC和TAG代谢)部分传递给后代,为早期干预和改善孕前健康提供了依据,但需在独立队列中进一步验证。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

研究人群与样本采集

建立前瞻性队列并收集母体及脐带血样本,用于代谢组学分析。

从波士顿出生队列中纳入1,253对母子(母体代谢组学)和856对母子(脐带血代谢组学)。母体血液在产后1-3天采集,脐带血在出生时采集,样本保存于-80°C。

2

代谢组学分析

定量检测母体和脐带血中的代谢物,评估代谢组学谱。

采用液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)在Broad Institute进行代谢组学分析,包括两种色谱模式:亲水相互作用色谱(正离子模式)和C8色谱(正离子模式)。检测了392种母体代谢物和377种脐带代谢物,排除变异系数>20%的代谢物后,保留约330种两者共有的代谢物。

3

母体肥胖表型与代谢物的关联分析

评估ppBMI和GWG与母体和脐带血代谢物水平的关联。

采用线性回归模型分析ppBMI(连续和分类)和GWG(连续)与代谢物水平的关联,调整了多个协变量,并使用Benjamini-Hochberg程序进行多重检验校正(FDR < 0.05)。

4

构建多代谢物评分

构建反映母体肥胖表型整体代谢响应的综合评分。

采用弹性网络回归(R包glmnet v4.1.4)和10折交叉验证,基于母体和脐带血代谢物构建预测ppBMI或GWG的评分。

5

评估评分与儿童肥胖的关联

检验代谢物评分与出生体重和儿童超重或肥胖(COWO)的关联。

采用线性回归(出生体重)和逻辑回归(COWO)评估母体肥胖表型、代谢物评分与COWO风险的关联,并进行了中介分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
液相色谱-串联质谱法----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
样本采集
母体血液采集时间(产后1-3天)、脐带血采集时间(出生时)、样本保存条件(-80°C)
阅读提示:Methods: Study population 和 Metabolomics profiling of maternal and umbilical cord blood
代谢组学方法
液相色谱-串联质谱法的具体设置(色谱模式、质谱条件)
阅读提示:Methods: Metabolomics profiling of maternal and umbilical cord blood(并指出详细方法见参考文献25)
关联分析
调整的协变量列表(孕妇年龄、种族、胎次、教育、吸烟、饮酒、糖尿病、孕周、分娩方式、喂养方式、ppBMI/GWG等)
阅读提示:Methods: Statistical analysis
多代谢物评分构建
弹性网络回归的参数(lambda.min)、交叉验证折数(10折)
阅读提示:Methods: Statistical analysis
结局定义
COWO定义(BMI≥85th percentile)、评估年龄段(2-5、6-9、10-18岁)
阅读提示:Methods: Assessment of pre-pregnancy body mass index, gestational weight gain, and childhood overweight or obesity