在上海市政府、国家各部委的大力支持下，依托国家转化医学中心，今天，上海交通大学医学院附属瑞金医院转化医学大科学设施宣布成立全球首家数字化能量代谢监测平台。“交大瑞金—智慧代谢研究中心”正式成为全球首家智慧代谢监测平台、全球首家环境模拟能量代谢监测平台与全球单体规模最大、最具影响力的智慧代谢舱平台。 单体数量全球第一的智慧代谢研究平台 据统计，全球现有大约80个研究型代谢舱体供人体代谢研究使用，主要分布在北美洲、欧洲和亚洲。位于上海交通大学医学院附属瑞金医院的智慧代谢研究中心是全球首家数字化能量代谢监测平台，集成了10个不同功能的智慧代谢舱体，成为单体数量全球第一的代谢研究平台。与其他代谢舱单一功能、单向接收受试者的代谢指数相比，该中心的代谢舱，还能接收生理参数、生化指标，乃至心理参数。并且，能通过改变环境因素，施加刺激条件，实现与受试者双向互动。 人体能量代谢舱是一个相对封闭的空间，被测者可以在相对舒适的舱内自由活动24小时至几天，根据不同外部干预刺激，引起人体呼出二氧化碳和吸入氧气，其含量的微弱变化被精准采集、分析后，可利用间接热量法测定人体动态代谢率。 该中心代谢舱体按照功能可分为标准代谢舱、静息代谢舱以及环境模拟代谢舱，可满足各种科研需求。其中，标准代谢舱面积约为10平方米，体积为30000升，受试者可以在舱内自由活动，进餐、睡眠、运动过程中，通过无感的方式采集不同状态下的动态代谢率。每个舱体配有环境模拟与控制系统，通过精细调节光照、声音、温度、湿度等参数，模拟海平面各种地域环境，测试其对机体能量代谢的影响，一般实验时长为24至72小时。 而静息代谢舱又称为“食物热效应代谢舱”，面积为4平方米，体积为10000升，可快速检测人体微弱代谢率的变化，一般实验时长为半小时到2小时；环境模拟代谢舱则是目前全球首台低氧代谢舱体，除了有标准代谢舱全部功能外，还可通过氧气浓度控制装置，精准模拟不同海拔高度的氧分压状态，从而实现机体在纵向空间环境下能量代谢的相关研究。 环境如何影响健康？代谢舱告诉你 那么，能量代谢是什么呢？据悉，它是细胞及机体能量与物质调控的核心生命过程，生命最基本的特征之一，机体内营养物质被氧化而产生能量的过程称为能量消耗。能量代谢与健康息息相关，近年来，多项研究已经表明，能量代谢失衡与糖尿病、肥胖、心血管疾病、癌症等一系列重大慢性非传染性疾病（慢病）以及老龄化密切相关，加强对机体能量代谢调控机制的基础研究，是应对慢病挑战的关键所在。 国家代谢性疾病临床医学研究中心主任、瑞金医院内分泌代谢科主任王卫庆介绍，该平台实现了人体高维度的采集和高精度的时序队列分析，其中包括环境数据、外界暴露刺激数据、人体静态检验检查数据、人体动态生理数据、心理数据以及行为数据等，能够实现80余项相关数据的实时采集和精准分析，标志着基于人体能量代谢的临床研究将进入数字化全新阶段。 王卫庆说，人类的健康依赖于机体暴露的环境，但“蝴蝶效应”使环境变化的最终结果存在不确定性，导致人类对环境影响健康的机制知之甚少。“本中心构建了一个环境暴露组拓扑网络，展示了一种独特、连续的机体与环境相互关系的模拟监测系统。”在精准量化的模拟环境下，通过“色、声、香、味、触、法”多模态精准刺激机体的“眼、耳、鼻、舌、身、意”，由系统软件自动获取生理、心理、生化及能量代谢动态变化数据，实时计算分析，得到数据间的关联性，多项创新技术已申请专利。 让海量精密数据为大健康服务 据悉，目前该平台已开展多项智慧代谢研究，如已完成中国人群代谢测量标准1.0版，建立了早期疾病预警模型，为探索疾病发病机制奠定基础，更通过智慧代谢检测系统，为疾病的精准诊断和个体化治疗提供依据。 王卫庆介绍，代谢与大家熟识的糖尿病密切相关，长期以来，大众知晓遗传、方式等对糖尿病有重要影响，但根据覆盖全国16个省份、20个社区、近20万人的多中心前瞻性研究，团队挖掘并验证了全新脂质预测因子——6种全新脂质预测因子可进一步提高糖尿病预测率，较传统指标预警模型提升了18%。同时，团队量化了三大血糖指标作用，提出“餐后血糖对糖尿病及心血管并发症预测价值更高”的观点，更揭示了中国人群糖尿病的发病主因：胰岛素抵抗占主导，肥胖人群更甚。 有了数据，最终目标是让大众身体更健康。为此，团队首次提出了清淡少油的“传统江南饮食”概念，被评为全球4大抗炎饮食代表之一，与地中海饮食、日本和食、北欧饮食并列对冲西方炎性饮食的代谢危害，这一概念被2021年《中国居民膳食指南》所推荐。此外，团队创新提出肠道菌群干预肥胖、糖尿病的新方案，研究发现，通过现有药物可影响居民肠道菌群，增加益生菌丰度，并减少腐败菌丰度。 一个个全新的数学模型正在代谢舱提供的海量数据中被建立。据透露，航天、极地科考、运动等领域专家也抛出了合作橄榄枝，瑞金医院智慧代谢监测平台在医学之外承担更多关乎全人类的探索。迄今，已有几百名受试者体验过代谢舱环境，“过午不食引起的代谢变化”与“减重手术与节食”两项与全人群健康密切相关的课题正在进行，“相关数据将与标准化代谢性疾病管理中心（MMC）相结合，最终，一套精密的代谢监测数据下沉复制到社区卫生服务中心与全国县域中心，帮助广大慢病患者管理健康，也让更多民众懂得如何吃、如何瘦。” 栏目主编：顾泳 文字编辑：黄杨子 来源：作者：黄杨子