CN106509612A - 纤维组合物在制备改善多囊卵巢综合征的食品中的用途 - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
- A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
Abstract
本发明涉及纤维膳食组合物在制备用于治疗和/或改善多囊卵巢综合征的健康食品、保健品或药品中的用途。该纤维膳食组合物包括谷物原粮、药食同源食品和益生元，谷物原粮包括大麦、小麦、藜麦、黑麦、燕麦、荞麦、玉米、大豆、花生等，药食同源食品包括薏仁、白扁豆、山药、赤小豆、枸杞子、莲子等，益生元包括可溶性膳食纤维、低聚糖等，其中，谷物原粮和药食同源食品作为主食服用。纤维膳食组合物还可以包括降糖药物。纤维膳食组合物给多囊卵巢患者提供足够的热量以及全面的且配比更加合理的营养。在服用纤维膳食组合物后，多囊卵巢综合征患者的肥胖、胰岛素抵抗以及性激素分泌异常等临床症状得到改善，且患者的肠道菌群结构也发生变化。
Description
发明领域
本发明涉及一种纤维膳食组合物在制备治疗和/或改善多囊卵巢综合征的健康食品、保健品或药品中的用途。
背景技术
多囊卵巢综合征(PCOS)是女性最常见的内分泌疾病之一，在全世界范围内的患病率大约为6.7％。其最常见的生理特征及临床表现在于雄激素过多、不规律排卵、多囊卵巢、胰岛素抵抗、肥胖、血脂异常和黑棘皮病。PCOS患者面临的不仅是多毛等皮肤问题以及功能性子宫出血和不孕，还需要预防长期的健康风险。例如，子宫内膜长时间受高浓度雌激素刺激可能增加罹患子宫内膜癌的风险；患上二型糖尿病的风险也比常人高3～7倍。
PCOS是一种复杂的异质性疾病，目前在临床上没有根治的方法，其治疗方案通常根据患者的个体情况(如肥胖、多毛症)和个人需求(如短期的妊娠需求)而制定。治疗方案主要分为药物手术和改变生活方式两大类。药物手术大多伴随有副作用，而降血糖药物如阿卡波糖由于能够降低胰岛素抵抗和睾酮水平而被用于PCOS治疗。改变生活方式主要包括改变膳食结构、加强体育锻炼和规范作息。然而，在当代快节奏的生活方式下，仅有改变膳食结构是PCOS患者最容易执行并坚持的。研究表明，PCOS患者在食物选择上更倾向于脂肪类尤其是饱和脂肪类、精制粮食和淀粉类蔬菜等。而低淀粉和低奶制品的饮食干预能显著降低PCOS患者的体重和睾酮水平，增强她们的胰岛素敏感性，这可能是由肠道菌群介导的。
近年来多项研究表明，肠道菌群与宿主长期协同进化，宿主是塑造肠道菌群结构与功能的重要因素之一，同时肠道菌群在代谢、营养和免疫等方面影响宿主的健康。营养干预能够改变小鼠肠道菌群结构，例如口服益生元能够显著增加双歧杆菌(Bifidbacterium)、乳酸杆菌(Lactobacillus)等益生菌的数量，改善炎症及相关代谢功能异常。药物如阿卡波糖在用于治疗糖尿病人时，研究人员发现，在治疗前，相比于健康个体，糖尿病患者粪便中的肠杆菌(Enterobacteriacea)增加，双歧杆菌和拟杆菌(Bacteroides)减少；服用拜糖平两周以上，患者粪便中的拟杆菌没有增加，但是双歧杆菌和肠杆菌数量有所恢复。已有许多研究报道了肠道菌群与肥胖、慢性炎症、胰岛素抵抗、睾酮水平等PCOS临床症状密切相关，提示我们不合理的肠道菌群结构可能是导致PCOS的重要原因之一。然而，目前关于肠道菌群在PCOS发生发展和改善过程中作用的研究非常少。
当前，在PCOS的治疗中，膳食干预是一线方法，然而通常只提供饮食指导而缺乏系统的膳食干预方案。
在本发明中，根据已有的饮食指导，为PCOS患者构建一套系统的膳食干预方案来改善其临床症状。
发明内容
本发明涉及一种纤维膳食组合物在制备用于治疗和/或改善多囊卵巢综合征的健康食品、保健品或药品中的用途。
该纤维膳食组合物包括谷物原粮、药食同源食品和益生元。
纤维膳食组合物还可以包括降糖药物。
谷物原粮包括但不限于荞麦、燕麦、大豆、玉米、大麦、小麦、藜麦、花生和黑麦。在一个实施方式中，小麦选自普通小麦和/或硬粒小麦。在一个实施方式中，大麦选自大麦和/或青稞。在一个实施方式中，燕麦选自燕麦和/或莜麦。在一个实施方式中，荞麦选自荞麦和/或苦荞。在一个实施方式中，黑麦选自黑麦。在一个实施方式中，谷物原粮选自荞麦、燕麦、大豆、玉米、大麦、小麦、花生、藜麦和黑麦中的一种或多种。在一个实施方式中，谷物原粮为荞麦、燕麦、大豆、花生和玉米。谷物原粮在食用时可以保持原始大小或根据需要磨成细的颗粒。谷物原粮是指谷物的保留全部原始成分的简单加工产物，必要时可以去掉无法食用的外壳。
药食同源食品包括但不限于薏仁、白扁豆、山药、赤小豆、枸杞子、莲子、丁香、八角、茴香、小蓟、山楂、马齿苋、乌梢蛇、乌梅、木瓜、火麻仁、代代花、玉竹、甘草、白芷、白果、白扁豆、白扁豆花、龙眼肉、决明子、百合、肉豆蔻和肉桂。在一个实施方式中，药食同源食品选自薏仁、白扁豆、山药、赤小豆、枸杞子、莲子、丁香、八角、茴香、小蓟、山楂、马齿苋、乌梢蛇、乌梅、木瓜、火麻仁、代代花、玉竹、甘草、白芷、白果、白扁豆、白扁豆花、龙眼肉、决明子、百合、肉豆蔻和肉桂中的一种或多种。在一个实施方式中，药食同源食品为薏仁、白扁豆、山药、赤小豆、枸杞子、和莲子。药食同源食品在食用时可以保持原始大小或根据需要磨成细的颗粒。
益生元包括但不限于低聚糖、多糖等。益生元包括可溶性膳食纤维和低聚糖。可溶性膳食纤维包括但不限于抗性糊精、抗性淀粉、聚葡萄糖、纤维素、半纤维素、果胶和树胶。低聚糖包括但不限于低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、低聚葡萄糖、水苏糖和低聚乳果糖。在一个实施方式中，益生元为Fibersol-2、低聚异麦芽糖和低聚果糖。
纤维膳食组合物中的谷物原粮和药食同源食品作为主食服用，其形式选自米、面、粥或饭。用谷物原粮和药食同源食品可以直接制备为米、面、粥或饭；或者，可以在制备为米、面、粥或饭前，先将谷物原粮和药食同源食品粉碎成颗粒，其中约1％以上、约10％以上、约15％以上、约20％以上、约25％以上、约30％以上、约35％以上、约40％以上、约45％以上或约50％以上，且约95％以下、约90％以下、约85％以下、约80％以下、约75％以下或约70％以下的颗粒直径为约0.65mm或更小。
在一个实施方式中，在纤维膳食组合物中，谷物原粮和药食同源食品的重量比为1∶3～1∶1。在一个实施方式中，谷物原粮和药食同源食品的重量比为8∶11。
在一个实施方式中，基于谷物原粮的总重量，燕麦的重量占5～60％，荞麦的重量占5～40％。
在一个实施方式中，基于药食同源食品的总重量，薏仁的重量占约10～50％，白扁豆的重量占约5～20％，山药的重量占约5～20％。
在谷物原粮和药食同源食品中，基于谷物原粮和药食同源食品的总重量，蛋白质的重量占约5～40％或约10～20％，碳水化合物的重量占约30～80％或约50～70％，脂肪的重量占约0.5～30％或约2～15％，膳食纤维的重量占约0.5～30％或约2～15％，维生素的重量占约0.1～5％或约0.5～1％，矿物质的重量占约0.1～2％或约0.8～1.2％。
益生元的日剂量为约40～100克。在一个实施方式中，益生元的日剂量为约40克以上、约45克以上、约50克以上、约55克以上，且为约100克以下、约90克以下、约80克以下或约70克以下。在一个实施方式中，益生元的日剂量为约60克。
纤维膳食组合物中的降糖药物包括但不限于阿卡波糖和二甲双胍。降糖药物的每日服用剂量按照药物说明书上标明的剂量或酌情降低或按医嘱。在一个实施方式中，在受试者有不良反应时，适当减少降糖药物的服用剂量。
在纤维膳食组合物中，谷物原粮可以与药食同源食品包装在一起，且谷物原粮与药食同源食品可以与益生元和/或降糖药物分开包装。在服用时，各成分可以同时服用或隔开一段时间服用。例如，在一个实施方式中，在服用谷物原粮和药食同源食品后半小时左右服用益生元。在一个实施方式中，降糖药物与第一口谷物原粮和/或药食同源食品一起服用。
本发明的纤维膳食组合物可以长期服用，例如服用4周以上、5周以上、6周以上、7周以上、8周以上、9周以上、10周以上、11周以上或12周以上。
本发明的纤维膳食组合物含有大量没有经过精细加工的谷物原粮和药食同源食品，除可以提供日常所需的热量外，还可以提供全面的营养，包括蛋白质、脂肪、维生素等。此外，在粗加工的谷物原粮中，膳食纤维的比例比一般的精制粮高出很多。而且大部分药食同源食品也含有较高的膳食纤维。较高含量的膳食纤维有益于肠道益生菌的生长，产生对人体有益的气体和短链脂肪酸，长期服用谷物原粮和药食同源食品可以改善人体的胰岛素抵抗等亚健康状态。另外，除谷物原粮和药食同源食品中的膳食纤维外，本发明的膳食组合物还包括益生元，种类丰富的益生元更加有益于肠道菌群的健康发展，对人体产生有益的影响。在服用本发明的纤维膳食组合物后，可以改善PCOS患者的肥胖、胰岛素抵抗以及性激素分泌异常等临床症状，并且可以改变PCOS患者的肠道菌群结构。例如，在服用本发明的纤维膳食组合物后，成员多为有益菌的双歧杆菌和乳酸杆菌的相对丰度升高，而这两个属的部分OUT与PCOS患者的促黄体生成素(LH)与促卵泡刺激素(FSH)之比呈显著的负相关，LH/FSH的下降有利于PCOS患者恢复正常的月经周期。在添加降糖药物后，本发明的高纤维膳食组合物更是显著地降低了PCOS患者的血清睾酮水平，且双歧杆菌和乳酸杆菌的增加幅度更加明显。
附图说明
图1示出服用本发明高纤维膳食组合物前后的人体测量学和DEXA(双能X线吸收测量)结果。(a)体重，(b)BMI，(c)体脂率，(d)腰围，(e)臀围，(f)腰臀比。结果以均值±标准误表示。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析APW组(该组服用包含谷物原粮、益生元和降糖药物的本发明组合物)和WTP组(该组服用仅包含谷物原粮和益生元的本发明组合物)内不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。其中，体脂率：APW组n＝11，WTP组n＝14；体重、BMI、腰围、臀围和腰臀比：APW组n＝12，WTP组n＝15。
图2示出服用本发明高纤维膳食组合物前后PCOS患者的性激素变化情况。(a)睾酮，(b)促黄体生成素，(c)促黄体生成素与促卵泡刺激素之比。结果以均值±标准误表示。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析APW组和WTP组内不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。APW组n＝11，WTP组n＝14。
图3示出服用本发明高纤维膳食组合物后胰岛素抵抗的改善。(a)空腹血糖，(b)空腹胰岛素，(c)HOMA-IR，(d)OGTT(0h，0.5h，1h，2h，下同)血糖曲线下面积，(e)OGTT胰岛素曲线下面积。结果以均值±标准误表示。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析AWP组和WTP组内不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。其中，空腹血糖、空腹胰岛素、HOMA-IR：APW组n＝11，WTP组n＝14；OGTT血糖：APW组n＝9，WTP组n＝6；OGTT血糖胰岛素：APW组n＝9，WTP组n＝13。
图4示出其他临床生化指标的改善情况。(a)总胆固醇，(b)甘油三酯，(c)丙氨酸转氨酶，(d)天门冬氨酸氨基转移酶，(e)γ-谷氨酰转肽酶。结果以均值±标准误表示。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析APW组和WTP组内不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。其中，总胆固醇、甘油三酯：APW组n＝11，WTP组n＝13；丙氨酸转氨酶、天门冬氨酸氨基转移酶、γ-谷氨酰转肽酶：APW组n＝12，WTP组n＝12。
图5示出PCOS患者临床指标之间的Spearman相关分析。样本量n＝106。其他样本中缺失的个别生理指标采用该患者在上一个时间点所测得的数据代替。采用q值法控制多重检验的错误发现率，*q＜0.05，**q＜0.01，***q＜0.001。
图6示出PCOS患者临床症状的改善。(a)一名APW组PCOS患者的多毛症得到改善。(b)一名APW组PCOS患者的黑棘皮在干预结束后消失。
图7示出服用本发明高纤维膳食组合物前后两组PCOS患者肠道菌群在门水平的变化。厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)在APW组和WTP组不同时间点的相对丰度。结果以箱线图表示，所含信息包括中位数、上下四分位数以及最大值和最小值。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析APW组和WTP组内不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。
图8示出服用本发明高纤维膳食组合物后不同时间点的PCOS患者肠道菌群结构差异的典范对应分析排序图。各个轴方向的解释度分别为18.0％、9.3％、2.6％和1.5％，本图展示了前两轴方向的样本与OTU排序情况。OTU的选取标准：第1轴方向的最小物种适合度大于3％，4个轴方向的物种适合度大于6％。基于9999次蒙特卡洛检验，第1轴P＝0.0001，所有轴P＝0.0001。
图9示出服用本发明高纤维膳食组合物期间的粪便提取液对Caco-2细胞存活率的影响。结果以均值±标准误表示。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析AWP组和WTP组在不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.0l，***P＜0.001。AWP组n＝12，WTP组n＝15。
图10示出服用本发明高纤维膳食组合物期间PCOS患者的粪便提取液中6种短链脂肪酸的变化情况。(a)乙酸，(b)丙酸，(c)丁酸，(e)异丁酸，(f)异戊酸，(g)总短链脂肪酸。结果以均值±标准误表示。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析AWP组和WTP组内不同时间点之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。AWP组n＝12，WTP组n＝15。
图11示出粪便中每种短链脂肪酸所占比例。通过配对Wilcoxon符号秩检验(双侧)分别分析AWP组和WTP组内不同时间(4周、8周和12周)与基线(0周)之间的差异。*P＜0.05，**P＜0.01。AWP组n＝12，WTP组n＝15。
具体实施方式
本发明涉及一种纤维膳食组合物，包括谷物原粮、药食同源食品和益生元。该纤维膳食组合物还可以包括降糖药物。
在本发明中，谷物包括五谷和杂粮。谷物原粮是指谷物的保留全部原始成分的简单加工产物，必要时可以去掉无法食用的外壳。例如，对于大麦、荞麦、花生和大豆等，可以去掉无法使用的外壳，而对于玉米粒，则可直接食用。药食同源食品也仅去掉无法食用的外壳部分。在本发明中，谷物原粮和药食同源食品可以直接蒸煮食用，或者经研磨成颗粒直径为0.65mm或更小的小颗粒而制作为面条等食物形式。谷物原粮包括但不限于荞麦、燕麦、大豆、玉米、大麦、小麦、花生、藜麦和黑麦。药食同源食品包括但不限于薏仁、白扁豆、山药、赤小豆、枸杞子、莲子、丁香、八角、茴香、小蓟、山楂、马齿苋、乌梢蛇、乌梅、木瓜、火麻仁、代代花、玉竹、甘草、白芷、白果、白扁豆、白扁豆花、龙眼肉、决明子、百合、肉豆蔻和肉桂。PCOS患者或相关人员可以根据季节时令等因素而自由选择谷物原粮及药食同源食品的种类并进行各种谷物原粮和药食同源食品之间的灵活配比，只要保证其膳食纤维含量较高即可。为保证营养的全面性，优选组合物中包含多种谷物原粮和药食同源食品。通过用谷物原粮和药食同源食品替代精制面粉类等食品作为主食，可以显著改善PCOS患者的临床症状。
在本发明中，益生元可以是任何益生元，PCOS患者及相关人员可以根据各种益生元的可得性而自由搭配。为保证营养的全面性，优选组合物中包含多种益生元。在本发明中，作为益生元的低聚糖是指两个或两个以上(一般为2～10个)单糖单位以糖苷键相连形成的糖分子。例如，低聚糖可以是低聚果糖或低聚异麦芽糖。
本发明的谷物原粮和药食同源食品包含较高比例的膳食纤维。因此，纤维膳食组合物中的益生元占比可以稍低，以降低成本。但是，为考虑营养的全面性，添加益生元来增加种类的丰富度，有益于PCOS患者临床症状的改善。
本发明的纤维膳食组合物中还可以包括降糖药物。降糖药物包括但不限于阿卡波糖和二甲双胍。降糖药物的添加使得本发明组合物在PCOS临床症状改善方面的效果变得更好，这是因为降糖药物可以直接减少宿主对葡萄糖的吸收而起到降糖作用，而且通过增加进入大肠的复杂碳水化合物，从而改善宿主的健康状况。但是，鉴于本发明中包含谷物原粮、药食同源食品和益生元的组合物的效果已经较好，可以减少或避免药物的服用。
本发明组合物中包含的各个成分可以单独包装，以方便PCOS患者服用。患者可以根据喜好或医生的建议而同时服用这几个成分，或者可以分先后服用。
本申请上下文中的术语“包括”和“包含”可以相互替换使用，并同时涵盖了“由…组成”这一表述。
下面将结合具体实施例进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不以任何方式限制本发明的范围。本发明的范围仅由所附的权利要求书限定。本领域技术人员在阅读了本公开内容之后，可在不脱离本发明精神和范围的情况下对本发明做出多种改动和变化，这些改动和变化都应认为是本发明实施方式的等同形式而落在本发明的范围内。在本申请上下文中，如无特别说明，百分比为重量百分比。
在以下实施例中，通过对PCOS患者进行膳食干预(服用仅包含谷物原粮、药食同源食品和益生元的本发明组合物)或降糖药加膳食的联合干预(服用包含谷物原粮、药食同源食品、益生元和降糖药物的本发明组合物)，减轻其疾病症状。并用Miseq平台对PCOS患者的肠道菌群16S rRNA基因的V3～V4区测序并结合多变量统计方法，找出与PCOS相关的细菌类群。
实施例1.PCOS患者的膳食干预或联合干预方案
本实施例的干预方案通过了上海第一人民医院医学伦理委员会伦理审查，批件文号2014KY091；且该方案已提交至中国临床实验注册中心，注册号ChiCTR-TRC-14005075。
PCOS患者在上海市第一人民医院内分泌科招募，符合纳入标准的候选人签署知情同意书，并对其进行入组体检和问卷调查，体检和问卷调查均符合标准者确定入组。
纳入标准为：(1)根据鹿特丹标准确诊为PCOS；(2)BMI≥18kg/m2；(3)年龄15～70岁；(4)目前没有参加其他项目；(5)不出差、不在外用餐、作息时间规律。
排除标准为：(1)合并有产生雄激素的卵巢或肾上腺肿瘤；合并有库欣综合征、先天性肾上腺皮质增生症、高泌乳素血症以及其他引起雄激素过多与不排卵的疾病；3个月内有胰岛素增敏剂、皮质激素以及性激素治疗史；(2)过去3个月内以任何药物方法(包括氟苯丙胺等食欲抑制剂类药物、减肥药)或手术方式进行减肥者；(3)过去3个月内持续使用抗生素持续3天或以上；(4)酗酒(1周饮酒5次以上，平均每次2两白酒或半斤黄酒或5瓶啤酒以上)；(5)过去3个月内因以下疾病接受药物治疗：胆囊炎、胆结石、消化道溃疡、尿路感染、急性肾盂肾炎、膀胱炎；(6)过去一年内进行过胃肠道手术，除阑尾炎、疝气手术以外；(7)以下疾病患者：慢性、迁延性肝炎及肝硬化等严重肝脏疾病，肝功能异常；胆结石；急、慢性肾功能不全，尿毒症；先天性心脏病；系统性红斑狼疮；再生障碍性贫血、原发性血小板减少性紫癜、贫血(血红蛋白＜10g/d1)；癫痫；过去6个月有严重的精神疾患；严重器质性疾病如肿瘤/癌症、冠心病、心肌梗塞、中风等；肺结核和艾滋病等传染病；(8)妊娠、研究期间及随访结束后一个月内备孕者。
一共有34名PCOS患者入选，随机分成两组，一组接受纯膳食干预(WTP组)，另一组配合阿卡波糖进行联合干预(APW组)。
WTP组患者以全粮谷物粥为三餐主食，使用量以产生饱腹感为准，一般为每餐0.5～1罐，每餐饭后半小时冲服20g益生元。除此之外，患者还在营养师的指导下配以适量蔬菜、水果、豆制品和营养素片，减少包括肉类、蛋类和奶制品在内的动物性食品的摄入量。
全粮谷物粥为完美(中国)有限公司出品的罐装主食，每罐含量360g，配料为水、薏仁、燕麦、白扁豆、荞麦、山药、大豆、赤小豆、花生、枸杞子、玉米、莲子。具体而言，每罐中含有95克干物质，以干物质的重量计，包括20％的薏仁、10％的白扁豆、10％的荞麦、15％的燕麦、10％的山药、5％的大豆、5％的赤小豆、5％的花生、5％的枸杞、5％的玉米粒、5％的莲子、3％的Fibersol-2、0.75％的低聚果糖和1.25％的低聚异麦芽糖。该全粮谷物粥的营养成分(每100g)为：能量411kJ，蛋白质3.7g，脂肪1.6g，碳水化合物17.0g，钠15mg。
益生元冲剂为完美(中国)有限公司出品的冲剂，每份净含量20g。该冲剂的配料为Fibersol-2、低聚异麦芽糖和低聚果糖，其中，按照重量比计算，以上三种成分各占60％、25％和15％。
APW组患者额外服用阿卡波糖片(拜糖平，50mg×30片，拜耳医药保健有限公司)，其余处理情况同WTP组患者。阿卡波糖片与第一口上述全粮谷物粥一起咀嚼服用，每次1片，每日三次。
膳食干预和联合干预共持续12周，期间患者共接受4次体检，分别在0周(入组体检)、4周、8周和12周(出组体检)进行。在干预期间，WTP组有两名患者由于妊娠和不遵守干预计划而没有完成膳食干预，APW组有五名患者由于离开上海和不遵守干预计划而没有完成联合干预。
实施例2.PCOS患者的营养素摄入情况
营养素的每日摄入量根据PCOS患者在入组前和干预期间填写的膳食回顾记录表计算获得。其中，热量可以通过氧弹测定能力修正法测定，蛋白质的含量可以通过凯式微量法测定，碳水化合物的含量可以通过高压液相色谱测定，脂肪的含量可以通过索式抽提法测定，膳食纤维的含量可以通过中性洗涤剂法测定。
在膳食干预和联合干预期间，两组患者的日均能量摄入与干预前无显著差别，脂肪、蛋白质和碳水化合物的摄入量也没有发生改变，但是膳食纤维摄入量显著增加。
表1.PCOS患者的营养素摄入情况
干预前和干预12周的营养素摄入量的差异用配对样本t检验(双侧)进行分析，*P＜0.05，**P＜0.01，***P＜0.001。APW组n＝10，WTP组n＝11。
3.纯膳食干预或联合干预对PCOS患者生理生化指标和临床症状的改善作用
在干预前后，对受试者进行身高、体重、腰围、臀围、血压和心率测定；妇科B超检查卵巢状态，DEXA、MRI测量腹部皮下脂肪分布及肝脏脂肪分布在上海市第一人民医院完成。
受试者在体检前一天21：00后禁食，次日早上空腹抽取静脉血，用于血常规、生化、性激素等指标的检测；入组和出组体检需要受试者进行口服葡萄糖耐量试验(OGTT)，检测空腹、0.5小时、1小时、2小时的血糖和胰岛素变化，以上部分由上海市第一人民医院检验科完成。此外，采集受试者晨尿，部分用于尿常规检测，由上海市第一人民医院检验科完成。
12周的干预使AWP组的体重下降了10.58±1.27％，WTP组PCOS患者的体重下降了8.19±1.16％(图1a)。APW组的BMI从0周28.14±1.35kg/m2下降至12周24.93±1.09kg/m2，WTP组的BMI从0周25.78±1.27kg/m2下降至12周23.55±1.29kg/m2(图1b)。通过DEXA对PCOS患者的脂肪和肌肉的比例进行了测定，结果显示，相比于0周，12周时APW组和WTP组的全身脂肪比率显著降低，肌肉所占比重升高(图1c)。APW组PCOS患者的腰围从90.33±3.47cm降至84.08±3.20cm；WTP组从85.47±3.87cm降至76.93±2.77cm(图1d)。臀围也随着干预而显著下降(图1e)，同时她们的腰臀比均呈现下降趋势(图1f)。表明PCOS患者在减重的同时，中心性肥胖症状得到改善。
如图2a所示，联合干预显著降低了患者的血清睾酮水平，但仍然属于偏高范围(参考范围为6～82ng/dL)；单纯的膳食干预没有降低患者的睾酮水平。两种干预方式均显著地降低了患者的血清促黄体生成素(LH)的水平(图2b)以及促黄体生成素与促卵泡刺激素之比(LH/FSH)(图2c)，而下降的LH水平和LH/FSH有利于恢复排卵和重新建立正常的月经周期。
此外，两种干预后PCOS患者的胰岛素抵抗情况得到改善。两组的空腹胰岛素水平在干预后下降(图3b)。HOMA-IR可用于评价个体胰岛素抵抗情况，计算方法为：HOMA-IR＝空腹血糖水平(FPG，mmol/L)×空腹胰岛素水平(FINS，mU/L)/22.5。两组的HOMA-IR在干预后均降低(图3c)。在0周和12周对两组PCOS患者进行OGTT测试，获得服糖前和服糖后0.5h、1h、2h的血糖和胰岛素水平，并计算相应浓度-曲线下面积(AUC)，结果显示两组12周的OGTT血糖AUC和OGTT胰岛素AUC均低于0周，但只有WTP组的OGTT血糖AUC呈现了统计学差异(图3d和3e)。
如图4a所示，两组PCOS患者的血清总胆固醇和血清甘油三脂的水平在干预后4周后均显著下降，并在干预期间保持相对稳定的水平。血液中丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(AST)以及γ-谷氨酰转肽酶(γ-GT)可以反映个体的肝功能情况。干预12周后APW组PCOS患者的ALT水平有轻微下降(P＜0.05)，WTP组的ALT水平在干预时呈现先升高后下降的趋势，但均在正常范围(参考范围5-40U/L)(图4c)。两组的AST水平出现小幅波动，在干预4周时呈现升高趋势，后随干预的继续而下降，均处于正常范围(参考范围8-40U/L(图4d)。干预后APW组和WTP组γ-GT水平均呈显著下降(参考范围7-50U/L)(图4e)。
此后，对PCOS患者的17个重要临床指标进行Spearman相关分析。如图5所示，许多生理指标与肥胖相关指标(体重、BMI、WC、HC、WHR)呈显著正相关关系，包括了肝功能相关生化指标(ALT和γ-GT)，血清甘油三脂水平，以及空腹胰岛素水平和HOMA-IR。而PCOS患者的血清睾酮水平与体重和BMI无显著相关性，但与腰臀比呈现显著的正相关(R＝0.22，q＜0.05)。睾酮水平还与空腹胰岛素、HOMA-IR呈显著的正相关(R＝0.24，q＜0.05；R＝0.22，q＜0.05)。与睾酮水平呈正相关的还包括血清总胆固醇(R＝0.25，q＜0.01)，胆固醇是合成睾酮等甾体激素的原料，大部分可由人体自身合成。
此外，PCOS患者的部分临床症状在干预后得到改善。在0周和12周时使用Ferriman-Gallway毛发评分法对两组PCOS患者的多毛症状评分，APW组从17.2±2.5分下降至11.3±0.9分(n＝10，P＜0.05)；WTP组从16.2±1.4分下降至12.5±0.8分(n＝13，P＜0.05)。在12周的干预结束后，一名APW组患者小腿前外侧的汗毛部分脱落(图6a)。通过12周的阿卡波糖联合膳食干预，一名APW组的肥胖PCOS患者颈后部的黑棘皮消失(图6b)。
4.纯膳食干预或联合干预对PCOS患者肠道菌群结构的影响
通过Illumina Miseq测序平台对PCOS患者的肠道菌群的16SrRNA基因的V3-V4区进行测序，从而来探究两种干预方案对PCOS患者肠道菌群的调控作用。具体地，采集PCOS患者的新鲜中段粪便，提取其总DNA(方法参见：Godon J J，Zumstein E，Dabert P，etal.Molecular microbial diversity of an anaerobic digestor as determined bysmall-subunit rDNA sequence analysis[J].Applied and EnvironmentalMicrobiology，1997，63(7)：2802-2813)，对其中的16S rRNA基因V3-V4区建库并测序(方法参见：Illumina提供的16S Metagenomic Sequencing Library Preparation手册(Part#15044223Rev.B)，扩增V3-V4区片段的引物为：正向引物5′-TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGAG-3’，反向引物5’-GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAGGACTACHVGGGTATCTAATCC-3’)。
样本的平均测序量为12,828±3,787(均值±标准差)条，单个样本的最高测序量为24404条，最低测序量为4174条。并使用usearch方法划分OTU(运算分类单元，operational taxonomic unit)。以97％的相似水平划分OTU，共获得321个OTU。
利用RDP进行比对从而获得各个OTU的生物学分类地位，并对干预前和干预期间PCOS患者的肠道菌群组成进行分析。PCOS患者的肠道菌群在门的水平上主要由厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)组成，而APW干预和WTP干预都显著地改变了这一比例，如图7所示。
干预前PCOS患者肠道菌群中相对丰度最高的属为拟杆菌属(Bacteroides)，其平均相对丰度为25.43％，其他优势属还包括Faecalibacterium、罗氏菌(Roseburia、Blautia)和梭菌(Clostridium)X1Va等属，而Prevotellla也属于优势属，但有很强的个体差异。APW组PCOS患者在干预后肠道中双歧杆菌(Bifidobacterium)、乳酸杆菌(Lactobacillus)以及链球菌(Streptococcus)等属的细菌丰度显著升高，拟杆菌(Bacteroides)和梭菌Clostridium X1Va等属显著降低；干预后WTP组PCOS患者肠道中双歧杆菌、乳酸杆菌及Parabacteroides等属的细菌丰度升高；拟杆菌、梭菌Clostridium X1Va和埃希氏杆菌(Escherichia)/志贺氏杆菌(Shigella)等属显著降低。干预后益生菌双歧杆菌的相对丰度在两组中均显著上升，但其在APW组中的上升幅度显著高于WTP组(P＜0.01)。
典范对应分析(canonical correspondence analysis，CCA)是一种基于单峰模型的约束性排序方法，可以反映PCOS患者肠道菌群中各个OTU对环境因子的解释度(APW干预或者WTP干预)。利用CCA分析，从样本共有率达20％及以上的158个OTU中筛选出56个关键OTU(图8)。
为了探究肠道微生物群落中的共变化关系，根据OTU在不同个体和不同时间点的相对丰度，对56个关键OTU进行了SparCC相关分析，并根据两个OTU之间的相关性对关键OTU进行了聚类分析，56个关键OTU共被划分为11个共变化群(co-abundance group，CAG)(使用PERMANOVA进行分组，P＜0.05)。不同的CAG对干预有不同的响应，干预后CAG1、3-9共8个CAG在APW组中显著下降，CAG10和CAG11在APW组中显著上升；CAG1、4、5、7、8在WTP组中显著下降，CAG10在WTP组中显著上升。另外，干预后APW组CAG10和CAG11的增加幅度显著高于WTP组，表明阿卡波糖富集了双歧杆菌、链球菌和乳酸杆菌等细菌。
为了探究PCOS患者肠道菌群中关键OTU的共变化群与宿主生理生化指标之间的联系，对这11个CAG和PCOS患者的主要代谢指标进行Spearman相关分析。CAG2和CAG3与PCOS患者的肥胖相关指标呈负相关，组成这两个CAG的成员多来自能产生短链脂肪酸的Ruminococcaceae和毛螺菌(Lachnospiraceae)。而CAG5和CAG7与PCOS患者的肥胖指标呈显著正相关，成员多来自于能够产生内毒素的革兰氏阴性菌。CAG10与LH/FSH呈显著负相关，组成CAG10的成员多来自益生菌双歧杆菌。
5.纯膳食干预或联合干预对PCOS患者的粪便提取液生物学活性的影响
制备PCOS患者的粪便提取液(方法参见：李学明，冯舟，李浩捷，等.健康人粪便提取液细胞毒性的动态监测[J].基因组学与应用生物学，2015(3)：482-487)，测定提取液中的短链脂肪酸(方法参见：肖水明.以肠道菌群为靶点的代谢综合征膳食干预的临床效果及其生理生态学作用机制研究[D].上海交通大学，2013)，并测定提取液的细胞毒性(
方法参见：Zhang C，Yin A，Li H，et al.Dietary modulation of gutmicrobiota contributes to alleviation of both genetic and simple obesity inchildren[J].Ebiomedicine，2015，2(8)：966-982)。使用Wilcoxon符号秩检验对组内不同时间点的差异进行统计分析，使用Mann-Whitney检验对组间差异进行统计。
(1)干预后PCOS患者的粪便提取液细胞毒性降低
将APW组和WTP组在不同干预时期的粪便提取液与Caco-2细胞(购自中国科学院上海生命科学院细胞资源中心)共培养，通过细胞存活率来指示粪便提取液的细胞毒性强弱。其中，阴性对照为DMSO，细胞存活率为0；阳性对照为PBS缓冲液，细胞存活率为100％。
研究发现，APW组的细胞存活率在4周和8周这两个时间点显著升高(P＜0.01；P＜0.01)，而在12周时低于4周和8周，但仍显著高于0周(P＜0.05)，表明干预后APW组粪便提取液的细胞毒性明显减弱，但在12周时有所回升。WTP组的细胞存活率随着干预时间的增长而逐渐上升，粪便提取液的细胞毒性显著下降。APW组和WTP组之间的差异主要表现在4周时两组的细胞存活率有显著差异(P＜0.05)，表明阿卡波糖加速了APW组细胞毒性的改善(图9)。
(2)干预影响患者粪便中的短链脂肪酸含量
干预后PCOS患者粪便中6种短链脂肪酸呈现出不同的变化。干预前后APW组和WTP组粪便中乙酸和丁酸的含量均保持相对稳定(图10a，图10c)。相比于0周，干预后APW组PCOS患者粪便的丙酸含量下降；WTP组的丙酸含量没有显著变化(图10b)。干预后APW组和WTP组粪便中异丁酸和异戊酸的含量显著下降(图10d，图10f)。另外，从比例看来，干预后两组的乙酸所占比例升高，而由肠道菌群发酵氨基酸产生的异丁酸和异戊酸所占比例显著下降，表明肠道菌群的功能发生了变化，对氨基酸的利用程度降低(图11)。
6.本发明纤维膳食组合物的其他配方
对于本发明的膳食纤维组合物，强调的是非精制粮和益生元的组合对于PCOS患者肠道的调理。本领域技术人员将意识到，组合物中谷物原粮、药食同源和益生元的成分和配比可以根据时令、可得性等因素而做出调整，优选种类丰富的组合，以提供更全面的营养。
除实施例1中用到的膳食纤维组合物外，其他可选的组合物示例如下：
1)膳食组合物中含有10g燕麦、10g大豆、10g玉米、10g大麦、10g藜麦、10g乌梅、10g木瓜、10g火麻仁、10g代代花、10g玉竹、12g Fibersol-2、6g低聚异麦芽糖和2g低聚果糖；
2)膳食组合物中含有20g荞麦、15g燕麦、5g大豆、10g藜麦、20g薏仁、15g白扁豆、5g山药、5g赤小豆、5g枸杞子、10g聚葡萄糖、5g木苏糖、和5g低聚乳果糖；
3)膳食组合物中含有10g小麦、10g藜麦、5g花生、20g薏仁、10g白扁豆、10g山药、5g赤小豆、5g枸杞子、10g莲子、5g丁香、5g八角、5g小蓟、12g Fibersol-2、6g低聚异麦芽糖和2g低聚果糖；
4)膳食组合物中含有10g小麦、10g藜麦、5g花生、20g薏仁、10g白扁豆、10g山药、5g赤小豆、5g枸杞子、10g莲子、5g丁香、5g八角、5g小蓟、15g Fibersol-2、5g木苏糖、5g低聚乳果糖和5g低聚异麦芽糖。
Claims (11)
1.一种纤维膳食组合物在制备用于治疗和/或改善多囊卵巢综合征的健康食品、保健品或药品中的用途，所述高纤维膳食组合物包括谷物原粮、药食同源食品和益生元。
2.如权利要求1所述的用途，其中，所述谷物原粮选自荞麦、燕麦、大豆、玉米、大麦、小麦、藜麦、黑麦、花生中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的用途，其中，所述药食同源食品选自薏仁、白扁豆、山药、赤小豆、枸杞子、莲子、丁香、茴香、山楂、马齿苋、乌梅、木瓜中的一种或多种。
4.如权利要求1所述的用途，其中，所述益生元包括可溶性纤维和低聚糖。
5.如权利要求4所述的用途，其中，所述可溶性纤维选自抗性糊精、抗性淀粉、聚葡萄糖、纤维素、半纤维素、果胶、树胶中的一种或多种。
6.如权利要求4所述的用途，其中，所述低聚糖选自低聚果糖、低聚木糖、低聚半乳糖、低聚异麦芽糖、大豆低聚糖、低聚葡萄糖、木苏糖、低聚乳果糖中的一种或多种。
7.如权利要求1所述的用途，其中，所述高纤维膳食组合物还包括降糖药物。
8.如权利要求1所述的用途，其中，所述谷物原粮和所述药食同源食品作为主食服用。
9.如权利要求1所述的用途，其中，所述谷物原粮与所述药食同源食品的重量比为1∶3～1∶1，所述益生元的日剂量为40～100g。
10.如权利要求1或7所述的用途，其中，所述高纤维膳食组合物中的各成分同时服用或按序服用。
11.如权利要求1或7所述的用途，其中，所述高纤维膳食组合物服用1周以上、2周以上、3周以上、4周以上、5周以上、6周以上、7周以上、8周以上、9周以上、10周以上、11周以上或12周以上。
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