个体化营养素遗传代谢评估方法与流程

文档序号:14941792发布日期:2018-07-13 21:05阅读:763来源:国知局
本发明属于人体营养信息评价与指导领域,具体涉及一种个体化营养素遗传代谢评估方法。
背景技术
:膳食是影响人体健康最重要的环境因素之一。膳食因素与常见疾病的关系一直是营养学研究的主要内容。近年来,随着人们对人类及其它生物体基因组的了解不断深入,且基因组技术在营养学研究中应用的例子在迅速增加,基因多态性(polymorphisms)对膳食因素与疾病关系的影响也受到愈来愈多的营养学家所关注。然而,人们对膳食因素与基因因素的相互作用及其对机体健康的影响知之甚少。中国居民膳食营养素参考摄入量公布了营养素摄入量几组参数值,包括了平均需要量、推荐摄入量、适宜摄入量、可耐受最高摄入量,这些都是满足群体中绝大多数个体需要量的某种营养素摄入水平,如:平均需要量满足50%个体需要量的水平,但不能满足另外50%个体对该营养素的需要,推荐摄入量满足97%~98%个体需要量的水平,但不能满足另外2%~3%个体需要量的水平,该指南参考摄入量针对的是人群,缺乏针对个人的参考数据。发明专利申请cn105608328a公开了一种个体化膳食营养素摄入水平快速自评方法及系统,但其根据膳食营养素参考摄入量dris标准、食物频率调查法等来建立居民营养素的个体化快速自评软件平台,并没有从个体基因上给出营养素的评估方法。因此,膳食中的营养素与基因因素之间的关系还有待进一步研究。技术实现要素:本发明所要解决的技术问题是,提供一种个体化营养素遗传代谢评估方法,解决了现有技术中中国居民膳食营养素参考摄入量只能够满足大部分个体需求,缺乏针对个人的膳食营养素摄入量。为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案:一种个体化营养素遗传代谢评估方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:从待检测个体中提取个体基因信息,得出待检测个体中个体基因的所属类型,其中,一种个体基因的所属类型对应一个营养素计算值;步骤2:根据待分析营养素,选定与待分析营养素对应的个体基因作为目标基因;步骤3:由步骤2中确定的目标基因与步骤1中得出的个体基因的所属类型,计算得到营养素代谢值k;步骤4:根据待分析营养素,确定待分析营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的对应关系,并根据步骤3中计算的k值,确定营养素推荐摄入等级;步骤5:根据个体特征信息以及步骤4中营养素推荐摄入等级,得出营养素参考摄入量。优选的,所述个体基因包括vdr(s1)、vdr(s2)、casr、cr1、tnf、tph1、fto、cyp2e1、cyp1a1、apob、pparg、ucp1中的多种基因信息。进一步优选的,所述vdr(s1)所属类型为aa、ac、cc,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述vdr(s2)所属类型为aa、ag、gg,营养素计算值分别对应为1、1、2;所述casr所属类型为gg、ag、aa,则营养素计算值分别对应为2、1、0;所述cr1所属类型为tt、at、aa,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述tnf所属类型为gg、ag、aa,营养素计算值分别对应为1、1.5、2;所述tph1所属类型为cc、ac、aa,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述fto所属类型为aa、at、tt,营养素计算值分别对应为2、1、0;所述cyp2e1所属类型为gg、cg、cc,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述cyp1a1所属类型为aa、ag、gg,营养素计算值分别对应为1、1.5、2;所述apob所属类型为aa、ag、gg,营养素计算值分别对应为2、0.5、0;所述pparg所属类型为cc、cg、gg,营养素计算值分别对应为0、1、2;所述ucp1所属类型为gg、ag、aa,营养素计算值分别对应为2、0.5、0。优选的,根据待分析营养素钙,对应目标基因为vdr(s1)、vdr(s2)、casr;根据待分析营养素磷,对应目标基因为vdr(s1)、casr;根据待分析营养素铁,对应目标基因为cr1、tnf;根据待分析营养素锌,对应目标基因为tph1、tnf;根据待分析营养素维生素d,对应目标基因为vdr(s1)、vdr(s2);根据待分析营养素维生素c,对应目标基因为fto、cyp2e1;根据待分析营养素维生素a,对应目标基因为tnf、cyp1a1;根据待分析营养素卵磷脂,对应目标基因为apob、cyp2e1、cyp1a1;根据待分析营养素铬,对应目标基因为pparg、ucp1。优选的,所述k值计算公式为k=个体中目标基因所属类型的营养素计算值之和-常数,其中所述常数由各营养素确定;针对营养素钙和卵磷脂,所述常数为2;针对营养素磷、铁、锌、维生素d、维生素c、维生素a,所述常数为1;针对营养素铬,所述常数为0。优选的,针对待分析营养素钙,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<2为一级,2≤k<3为二级,3≤k≤4为三级;针对待分析营养素磷,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<1为一级,1≤k<1.5为二级,1.5≤k≤3为三级;针对待分析营养素铁、锌、维生素d、维生素c以及维生素a,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0<k<1为一级,1≤k<2为二级,2≤k≤3为三级;针对待分析营养素卵磷脂,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<2为一级,2≤k<2.5为二级,2.5≤k≤4为三级;针对待分析营养素铬,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<1.5为一级,1.5≤k<3.5为二级,3.5≤k≤6为三级。优选的,所述个体特征信息包括个体性别、年龄或地域中的一种或者多种。本发明的有益效果:本发明公开一种个体化营养素遗传代谢评估方法,通过测定个体中的个体基因信息,计算各营养素代谢值k,确定k值所属营养素代谢值区间,确定营养素推荐摄入等级,再由待检测个体的个体特征信息以及已有技术中国营养膳食指南,确定待检测个体所需的营养素参考摄入量。本发明评估方法能够基于个体的基因特征,预测其对营养素的代谢情况,以提供个性化膳食营养建议,而非基于群体做出一般建议,最终达到精准营养摄入的目的,指导个体根据其基因特点制定食谱,补充特定的营养成分,以弥补由于基因变异造成对健康的影响,防止某些基因突变或改变基因的活动情况,从而达到预防疾病、延缓衰老、促进健康的目的。具体实施方式下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。一种个体化营养素遗传代谢评估方法,包括以下步骤:步骤1:从待检测个体中提取个体基因信息,得出待检测个体中个体基因的所属类型,其中,一种个体基因的所属类型对应一个营养素计算值;步骤2:根据待分析营养素,选定与待分析营养素对应的个体基因作为目标基因;步骤3:由步骤2中确定的目标基因与步骤1中得出的个体基因的所属类型,计算得到营养素代谢值k;步骤4:根据待分析营养素,确定待分析营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的对应关系,并根据步骤3中计算的k值,确定营养素推荐摄入等级;步骤5:根据个体特征信息以及步骤4中营养素推荐摄入等级,得出营养素参考摄入量。其中,个体基因包括vdr(s1)、vdr(s2)、casr、cr1、tnf、tph1、fto、cyp2e1、cyp1a1、apob、pparg、ucp1。所述vdr(s1)所属类型为aa、ac、cc,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述vdr(s2)所属类型为aa、ag、gg,营养素计算值分别对应为1、1、2;所述casr所属类型为gg、ag、aa,则营养素计算值分别对应为2、1、0;所述cr1所属类型为tt、at、aa,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述tnf所属类型为gg、ag、aa,营养素计算值分别对应为1、1.5、2;所述tph1所属类型为cc、ac、aa,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述fto所属类型为aa、at、tt,营养素计算值分别对应为2、1、0;所述cyp2e1所属类型为gg、cg、cc,营养素计算值分别对应为2、1.5、1;所述cyp1a1所属类型为aa、ag、gg,营养素计算值分别对应为1、1.5、2;所述apob所属类型为aa、ag、gg,营养素计算值分别对应为2、0.5、0;所述pparg所属类型为cc、cg、gg,营养素计算值分别对应为0、1、2;所述ucp1所属类型为gg、ag、aa,营养素计算值分别对应为2、0.5、0。具体参见表格1所示。根据待分析营养素钙,选择目标基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素磷,选择目标基因vdr(s1)、casr,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素铁,选择目标基因cr1、tnf,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素锌,选择目标基因tph1、tnf,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素维生素d,选择目标基因vdr(s1)、vdr(s2),确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素维生素c,选择目标基因fto、cyp2e1,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素维生素a,选择目标基因tnf、cyp1a1,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素卵磷脂,选择目标基因apob、cyp2e1、cyp1a1,确定待检测个体每个目标基因所属类型;根据待分析营养素铬,选择目标基因pparg、ucp1,确定待检测个体每个目标基因所属类型。所述k值计算公式为k=个体中目标基因所属类型的营养素计算值之和-常数,其中所述常数由各营养素确定;针对营养素钙和卵磷脂,所述常数为2;针对营养素磷、铁、锌、维生素d、维生素c、维生素a,所述常数为1;针对营养素铬,所述常数为0。针对待分析营养素钙,根据营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系0≤k<2为一级,2≤k<3为二级,3≤k≤4为三级,确定待检测个体对应营养素推荐摄入等级;针对待分析营养素磷,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<1为一级,1≤k<1.5为二级,1.5≤k≤3为三级,确定待检测个体对应营养素推荐摄入等级;针对待分析营养素铁、锌、维生素d、维生素c以及维生素a,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0<k<1为一级,1≤k<2为二级,2≤k≤3为三级,确定待检测个体对应营养素推荐摄入等级;针对待分析营养素卵磷脂,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<2为一级,2≤k<2.5为二级,2.5≤k≤4为三级,确定待检测个体对应营养素推荐摄入等级;针对待分析营养素铬,营养素代谢值区间与营养素推荐摄入等级之间的关系为0≤k<1.5为一级,1.5≤k<3.5为二级,3.5≤k≤6为三级,确定待检测个体对应营养素推荐摄入等级。实施例1如表2所示,提取待检测个体的个体基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr、cr1、tnf、tph1、fto、cyp2e1、cyp1a1、apob、pparg、ucp1,其中待检测个体基因所属类型分别为aa、aa、gg、tt、gg、cc、aa、gg、aa、aa、cc、gg,营养素计算值分别对应为2、1、2、2、1、2、2、2、1、2、0、2,针对待检测元素钙,选定目标基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr,计算营养素代谢值为k=3,表示待检测个体对钙营养素代谢能力较差,体内钙营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素磷,选定目标基因vdr(s1)、casr,计算营养素代谢值为k=3,表示待检测个体对磷营养素代谢能力较差,体内磷营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素铁,选定目标基因cr1、tnf,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对铁营养素代谢能力较差,体内铁营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素锌,选定目标基因tnf、tph1,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对锌营养素代谢能力较差,体内锌营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素维生素d,选定目标基因vdr(s1)、vdr(s2),计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对维生素d营养素代谢能力较差,体内维生素d营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素维生素c,选定目标基因fto、cyp2e1,计算营养素代谢值为k=3,表示待检测个体对维生素c营养素代谢能力较差,体内维生素c营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素维生素a,选定目标基因tnf、cyp1a1,计算营养素代谢值为k=1,表示待检测个体对维生素a营养素代谢能力中等,体内维生素a营养素缺乏风险中等,营养素推荐摄入等级为2级;针对待检测元素卵磷脂,选定目标基因cyp2e1、cyp1a1、apob,计算营养素代谢值为k=3,表示待检测个体对卵磷脂营养素代谢能力较差,体内卵磷脂营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素铬,选定目标基因apob、pparg、ucp1,计算营养素代谢值为k=4,表示待检测个体对卵磷脂营养素代谢能力较差,体内卵磷脂营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级,日常生活饮食中需要摄入较多的富含该营养素成分的食物,以降低体内这种营养素缺乏的风险,从而降低相关疾病风险。实施例2如表3所示,提取待检测个体的个体基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr、cr1、tnf、tph1、fto、cyp2e1、cyp1a1、apob、pparg、ucp1,其中待检测个体基因所属类型分别为ac、ag、ag、at、ag、ac、at、cg、ag、ag、cg、ag,营养素计算值分别对应为1.5、1、1、1.5、1.5、1.5、1、1.5、1.5、0.5、1、0.5,针对待检测元素钙,选定目标基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr,计算营养素代谢值为k=1.5,表示待检测个体对钙营养素代谢能力较好,体内钙营养素缺乏风险较低,营养素推荐摄入等级为1级;针对待检测元素磷,选定目标基因vdr(s1)、casr,计算营养素代谢值为k=1.5,表示待检测个体对磷营养素代谢能力较差,体内磷营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素铁,选定目标基因cr1、tnf,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对铁营养素代谢能力较差,体内铁营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素锌,选定目标基因tnf、tph1,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对锌营养素代谢能力较差,体内锌营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素维生素d,选定目标基因vdr(s1)、vdr(s2),计算营养素代谢值为k=1.5,表示待检测个体对维生素d营养素代谢能力中等,体内维生素d营养素缺乏风险中等,营养素推荐摄入等级为2级;针对待检测元素维生素c,选定目标基因fto、cyp2e1,计算营养素代谢值为k=1.5,表示待检测个体对维生素c营养素代谢能力中等,体内维生素c营养素缺乏风险中等,营养素推荐摄入等级为2级;针对待检测元素维生素a,选定目标基因tnf、cyp1a1,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对维生素a营养素代谢能力较差,体内维生素a营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素卵磷脂,选定目标基因cyp2e1、cyp1a1、apob,计算营养素代谢值为k=1.5,表示待检测个体对卵磷脂营养素代谢能力较好,体内卵磷脂营养素缺乏风险较低,营养素推荐摄入等级为1级;针对待检测元素铬,选定目标基因apob、pparg、ucp1,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对卵磷脂营养素代谢能力中等,体内卵磷脂营养素缺乏风险中等,营养素推荐摄入等级为2级。实施例3如表4所示,提取待检测个体的个体基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr、cr1、tnf、tph1、fto、cyp2e1、cyp1a1、apob、pparg、ucp1,其中待检测个体基因所属类型分别为cc、gg、aa、aa、aa、aa、tt、cc、gg、gg、gg、aa,营养素计算值分别对应为1、2、0、1、2、1、0、1、2、0、2、0,针对待检测元素钙,选定目标基因vdr(s1)、vdr(s2)、casr,计算营养素代谢值为k=1,表示待检测个体对钙营养素代谢能力较好,体内钙营养素缺乏风险较低,营养素推荐摄入等级为1级;针对待检测元素磷,选定目标基因vdr(s1)、casr,计算营养素代谢值为k=0,表示待检测个体对磷营养素代谢能力较好,体内磷营养素缺乏风险较低,营养素推荐摄入等级为1级;针对待检测元素铁,选定目标基因cr1、tnf,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对铁营养素代谢能力较差,体内铁营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素锌,选定目标基因tnf、tph1,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对锌营养素代谢能力较差,体内锌营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素维生素d,选定目标基因vdr(s1)、vdr(s2),计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对维生素d营养素代谢能力较差,体内维生素d营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素维生素c,选定目标基因fto、cyp2e1,计算营养素代谢值为k=0,表示待检测个体对维生素c营养素代谢能力较好,体内维生素c营养素缺乏风险较低,营养素推荐摄入等级为1级;针对待检测元素维生素a,选定目标基因tnf、cyp1a1,计算营养素代谢值为k=3,表示待检测个体对维生素a营养素代谢能力较差,体内维生素a营养素缺乏风险较高,营养素推荐摄入等级为3级;针对待检测元素卵磷脂,选定目标基因cyp2e1、cyp1a1、apob,计算营养素代谢值为k=1,表示待检测个体对卵磷脂营养素代谢能力较好,体内卵磷脂营养素缺乏风险较低,营养素推荐摄入等级为1级;针对待检测元素铬,选定目标基因apob、pparg、ucp1,计算营养素代谢值为k=2,表示待检测个体对卵磷脂营养素代谢能力中等,体内卵磷脂营养素缺乏风险中等,营养素推荐摄入等级为2级,日常生活饮食中需要摄入较多的富含该营养素成分的食物,以降低体内这种营养素缺乏的风险,从而降低相关疾病风险。通过待检测个体的性别、年龄以及地域情况,同时根据检测的营养素推荐摄入等级,根据中国营养膳食指南,给出各个营养素参考摄入含量,如表5~13。以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本
技术领域
的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。表1表2表3表4表5钙营养素推荐摄入量年龄(岁)1级(mg/d)2级(mg/d)3级(mg/d)4级(mg/d)1~600800100020004~8001000120020007~80010001200200011~100012001400200014~100012001400200018~800100012002000表6钙营养素推荐摄入量年龄(岁)1级(mg/d)2级(mg/d)3级(mg/d)4级(mg/d)1~600800100020004~8001000120020007~80010001200200011~100012001400200014~100012001400200018~800100012002000表7磷营养素推荐摄入量年龄(岁)1级(mg/d)2级(mg/d)3级(mg/d)4级(mg/d)1~45050070030004~500700100030007~70010001200300011~100012001400350014~100012001400350018~700100012003500表8锌营养素推荐摄入量表9维生素d推荐摄入量表10维生素c推荐摄入量年龄(岁)1级(mg/d)2级(mg/d)3级(mg/d)4级(mg/d)1~13601006004~22701207007~398014080011~639016090014~75100200100018~661002001000表11维生素a推荐摄入量表12卵磷脂推荐摄入量年龄(岁)1级(g/d)2级(g/d)3级(g/d)4级(g/d)1~0.81.32.06.54~0.81.62.597~0.82.03.01311~1.02.34.51614~2.03.06.01918~3.03.51022表13铬元素推荐摄入量年龄(岁)1级(ug/d)2级(ug/d)3级(ug/d)4级(ug/d)1~1518202004~2025303007~30354030011~50556040014~50556040018~607080500当前第1页12
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