以西瓜为中心的膳食炎症指数干预 (IMAGINE)

研究目标：慢性炎症是许多慢性疾病发展的基础，这些慢性疾病对美国 (US) 的残疾和死亡率有显着影响。 与炎症相关的特别令人感兴趣的是饮食，它是全身性炎症的强调节剂。 水果和蔬菜、鱼类和全谷物摄入量高的饮食（例如地中海饮食和素食）与较低水平的炎症有关。 另一方面，富含红肉、高脂肪乳制品和精制谷物的饮食（西方饮食）通常与较高水平的炎症有关。 直到 2014 年，还没有专门设计的膳食指数来确定个人饮食的炎症潜力。 然而，南卡罗来纳大学癌症预防和控制项目的研究人员开发了膳食炎症指数TM (DII)。 DII 在从最大抗炎到促炎的范围内量化膳食炎症潜力的水平。 西瓜是其中一种成分已被证明具有抗炎作用的水果。 该提案的总体目标是确定改进和改进的以西瓜为中心的 DII 咨询系统是否可以降低慢性炎症水平。 DII 是一种经过验证的衡量指标，已被证明可以预测一系列结果，包括炎症、癌症、心血管疾病和死亡率等。

具体而言，该提案的目的是：

1. 通过开发和整合大量在 DII 量表上得分较低（抗炎）的西瓜食谱来完善和修改基于 DII 的干预措施。
2. 基于以西瓜为中心的精制 DII 计划，设计并实施一项双臂干预试验，以降低慢性炎症水平。 每组将有 15 名参与者（加上干预组参与者招募的另外 15 名合作伙伴）。 干预臂将接受修改后的 DII 干预，而控制臂将接受一般健康教育。

理由：包括与该主题相关的先前工作和专业知识的总结以及引用的参考文献：直到 2014 年，还没有科学有效的方法将个人的饮食与食用食物调节炎症的能力联系起来。 由于缺乏可以总结饮食影响炎症过程能力的工具，研究人员开发了 DII，它基于 2010 年 20 月之前关于饮食和炎症的文献（近 2,000 篇同行评审的期刊文章） DII 根据个人的炎症潜力对他们的饮食进行分类。 此外，它被发现可以预测血胆固醇季节性变化 (SEASONS) 研究中 hs-CRP 的变化。 随后，研究人员在来自世界各地的大约 100 个数据集中使用 DII 来测试与饮食相关的炎症对以下方面的影响：1) 炎症标志物，例如 CRP、IL-6 和 TNF-alpha-R2； 2) 心血管疾病，3) 乳腺癌、结肠癌、前列腺癌、卵巢癌、子宫内膜癌、肝癌和胰腺癌； 3) 全因死亡率、心血管疾病死亡率和癌症特异性死亡率； 4) 呼吸系统疾病，如哮喘； 6) 认知障碍。 迄今为止，研究人员已经发表了 80 多篇经过同行评审的 DII 出版物。

研究设计概述：研究人员在二十多年的饮食干预方面拥有丰富的经验，涉及各种终点，包括癌症、体重以及与 CVD、炎症和免疫反应相关的终点。 干预场所从社区（包括工作场所）和教堂、研究所到临床实践场所不等。 这项研究将包括两个研究组（即干预和控制）。 参与者将从社区中招募。 我们的目标是每组招募 15 名参与者，此外还要招募干预参与者的合作伙伴（例如，配偶、孩子、兄弟姐妹）（n 总数 = 45，n 干预 = 30，n 控制 = 15）。 参与者将接受基线门诊，然后是十二周的干预课程，然后是另一个门诊。 主要的干预课程将在位于南卡罗来纳大学阿诺德公共卫生学院癌症预防和控制项目中的最先进的示范厨房进行。

研究参与者、招募和随机化：参与者将通过网站、传单、报纸广告和群发消息从南卡罗来纳州哥伦比亚大区招募。 符合条件的参与者将：1) 年满 18 岁； 2) 没有严重、不稳定的合并症，这会使参与饮食和 PA 干预变得困难或有风险； 3) 愿意并能够完全参与为期三个月的研究，4) 拥有南卡罗来纳州哥伦比亚地区的住所，能够往返于诊所和干预地点； 5) 可以上网； 6) 目前未参加减肥研究或积极服用减肥药物。 然而，应该指出的是，要看到炎症水平的降低，个人需要有“改善空间”。 由于在入组前对所有参与者进行炎症筛查（本研究的主要结果）成本高昂，因此体重指数（BMI，kg/m2）为 25.0-49.9 将用作资格标准，因为 BMI 与炎症密切相关。

符合以下一项或多项标准的任何人都没有资格参加本研究：1) 服用任何已知会影响 CRP 水平的药物，例如全身性类固醇（例如泼尼松）； 2）近一年内诊断充血性心力衰竭、慢性肾功能衰竭、慢性肝病（含酒精性肝硬化）、癌症（非黑色素瘤皮肤癌除外）； 3) 近3个月内做过大手术； 4) 预期寿命<3 年，在临终关怀、疗养院或其他制度化护理中；或 6) 目前怀孕或计划明年怀孕。

最近对行为干预的关注指出了这些类型的随机对照试验中传统随机化方案的局限性（例如，无法真正使参与者失明，参与者缺乏决策）。 其他分配方法考虑了感知到的遵守干预要求的能力，更适合这种干预。 因此，研究人员建议，只有那些有动力改变健康饮食的人才会接受干预。

干预设计：应该注意的是，将纳入干预的认知和行为技能主要基于社会认知理论和跨理论模型。 这些包括自我调节（自我监控、设定目标、解决问题和强化）、增强行为能力、提高自我效能（通过绩效成就、说服或鼓励、榜样和使体验愉快）、增强社会支持、压力管理、时间管理、预防复发以及将改变融入日常生活。

这项干预研究的两个方面将是基于 DII 的咨询系统，包括访问我们的 Imagine Healthy 在线门户和一般健康教育控制。 基于群体的行为改变计划为成员提供了一种分享成功并获得和相互提供支持的方式。 双臂将由 1 波 15 人组成。 参与者将被要求邀请他们选择的合作伙伴加入他们的干预活动，以改善对行为改变的社会支持。 研究人员在参与者邀请合作伙伴参与的研究中具有经验。 两组都将在基线和干预后立即进行数据收集（即两组均在 12 周时）。 测量包括脂质（极低密度脂蛋白 [VLDL]、低密度脂蛋白 [LDL]、高密度脂蛋白 [HDL]、总胆固醇和甘油三酯）、胰岛素和高敏 C 反应蛋白 (hs-CRP)。 将获得的人体测量数据包括身高和体重（研究人员可以从中计算 BMI）以及腰围和臀围。

标准护理组将收到一般健康信息（例如，健康饮食和身体活动的一般指南、压力管理、癌症筛查等）。 该信息将通过电子邮件提供，其中包括每周通讯、不以降低 DII 分数为重点的健康食谱、在线内容链接，以及南卡罗来纳州哥伦比亚及其周边地区与健康相关的活动公告。 不经常使用电子邮件的标准护理组的任何参与者都可以请求将物品邮寄到他们的邮寄地址。

基于 DII 的咨询小组将利用我们为期 12 周的 IMAGINE 咨询系统课程，该课程是作为我们之前的 SBIR 奖 (R44DK103377) 的一部分开发的。基于 DII 的咨询小组将每周开会一次，为期 12 周，以进行烹饪和参与在运动和减压活动中。 除了最初的诊所，参与者还将与注册营养师进行一对一的营养咨询会议。 参与者将可以通过我们的 Imagine Healthy 在线门户访问在线资料，并将获得带回家的活动，称为 IMAGINE 行动。 这些家庭作业将侧重于营养、体育活动和减轻压力的目标设定。 该干预的营养成分将基于 DII，并将重点放在抗炎食品和成分上。 饮食的一些更具体的方面包括增加天然食物的摄入量（通常是水果和蔬菜、豆类和全谷物的摄入量）和减少已知会影响炎症的脂肪（尤其是饱和脂肪和反式脂肪）。 强抗炎食物的例子包括深绿色多叶蔬菜、浆果、香料和香草，以及红薯等。 西瓜是一种抗炎食品（即 DII 分数低），将被纳入我们的营养成分。

弱膳食计划将设计为每天为参与者提供包含西瓜的两餐。 在每周的课程中，将演示和准备以西瓜为原料的食谱。 这些动手烹饪示范将进行，以便个人学习如何准备健康而美味的菜肴。 正如我们对其他饮食干预措施的实践一样，研究人员将把体验部分的重点放在味觉和嗅觉以及触觉上，包括切菜和洗菜等。 调查人员将依靠南卡罗来纳州人熟悉且在当地市场上可以买到的食物，同时探索采用世界其他地区香料的不同烹饪方法。 研究人员在此类饮食干预设计方面拥有丰富的经验。 在每节课结束时，参加者每周将在课堂上收到 1 个完整的西瓜和 1 加仑的预切西瓜袋。 为了继续强化，基于 DII 的咨询小组的参与者将可以访问我们的 Imagine Healthy 在线门户。 该在线门户网站将提供每周博客文章、包含 84 种食谱的食谱数据库（将西瓜纳入他们的膳食计划）、互动模块和烹饪教程的短片。 信息将涉及营养、身体活动、减轻压力和做出有意义的行为改变。 从干预开始，一些信息将保留在网站上，并且每周都会添加更多信息。 添加新信息时，将向参与者发送通知。 此外，干预组参与者将在他们的电子邮件中收到每周时事通讯。

该干预的身体活动目标将与成年人的身体活动建议一致。 鼓励参与者每周至少进行 150 分钟的中等强度体育锻炼（相当于快走），并每周至少进行两次力量训练。 为确保安全，将鼓励参与者从基线开始逐渐增加身体活动的强度和持续时间。 为了减轻压力，将采用多种技术，包括呼吸练习和基于正念的减压 (MBSR) 类活动。

测量：感兴趣的主要暴露将是干预组状态。 然而，IMAGINE 的一个重点是减少饮食炎症的来源。 DII 由各种微量和常量营养素以及几种单独的食物组成，统称为食物参数（更多的负分代表更多的抗炎饮食，更多的正分代表更多的促炎饮食）。 参与者将使用自动自我管理的 24 小时饮食回忆 (ASA24™) 报告他们的饮食。ASA24TM 由国家癌症研究所创建，包括一个用于参与者报告的网站和一个供研究人员获取的相应网站饮食信息 (http://epi.grants.cancer.gov/asa24/)。 DII 将根据 ASA24TM 数据计算得出。 此前，研究人员通过该工具计算了 DII，并发现了与 CRP 的关联。这些自我评估将在每个数据收集时间点（即基线和 12 周）进行，参与者将在周末报告他们两天的饮食摄入量一周内有两次。 其他地方描述了开发 DII 的整个过程。 9 简而言之，对 1950 年至 2010 年间发表的近 2,000 篇研究文章进行了审查，研究了 45 种不同食物参数（主要是微量和常量营养素）与炎症之间的关系，以得出炎症效应评分。 此外，DII 计算与具有区域代表性的世界数据库相关联。 世界数据库包含来自世界各地 11 个人群的 45 个食物参数的标准均值和偏差。 9 通过从参与者估计的摄入量中减去世界标准平均值，然后将其除以标准差，为每个食物参数创建一个 z 分数。 然后将其转换为百分位数，并通过将值加倍并减去 1 来居中。 文献衍生的炎症效应评分和每个食物参数的中心百分位数的乘积在所有食物参数中求和以创建总体 DII 评分。 较高（即更正）的分数表示更多的促炎饮食，而负值则更抗炎。 9 为了控制总能量摄入的影响，DII 计算为每消耗 1,000 卡路里的食物。

感兴趣的主要结果将包括炎症标志物 hs-CRP。 当受试者处于坐姿时，所有血液样本都将由受过训练的抽血师从肘前静脉或手背静脉中抽取。 将使用两个容量为 8 毫升的血清分离管 (SST) 和一个全血 EDTA 管收集血液。 将处理 SST，并储存尽可能多的 1 毫升等分试样（约 5 份）血清，用于 CRP、脂质和胰岛素表征。 全血将用于 HbA1c%。 所有血样将在隔夜禁食后的早晨收集，并将获得有关禁食和准确抽血时间的信息。 CRP 是一种急性期蛋白，是炎症的血清学标志物，主要由肝脏响应 IL-6 的刺激而产生。 CRP 与炎症的程度和严重程度相关。 CRP 与多种慢性疾病的发病机制有关，包括 2 型糖尿病、癌症和心血管疾病。 由于其化学稳定性、半衰期长和相对缺乏昼夜变化，它是最常用的炎症标志物之一。炎性细胞因子的总血浆浓度将使用 R&D Systems, Inc. 提供的定量夹心 ELISA 试剂盒测定。 （明尼阿波利斯，明尼苏达州）用于 c 反应蛋白（目录号 #DCRP00）；灵敏度 = 0.022ng/mL。 根据制造商的说明，样品和提供的标准品将一式两份进行分析。 将评估批间和批内变异性。

次要结果将包括 HbA1c%、胰岛素和血脂。 将使用西门子/拜耳 DCA 2000+ 分析仪和测试套件 DCA™ (SEMDIA-10311134) 在 EDTA 管中收集的全血中测量 HbA1c，该套件可在数分钟内高效地执行血红蛋白 A1c 测试。 脂质分析将使用标准化方案包括极低密度脂蛋白 (VLDL)、低密度脂蛋白 (LDL)、高密度脂蛋白 (HDL)、总胆固醇和甘油三酯。 最后，使用 Mercodia, INC (Winston Salem, NC, Catalog #10-1113-01) 提供的定量夹心 ELISA 试剂盒测定胰岛素浓度；灵敏度 = 1.0 mU/L。

基于 Actigraph GT3X-BT 的 PA 和睡眠：Actigraph 生产的 GT3x-BT 重量轻（即略小于 1 盎司），大小与手表相当。 参与者将被要求在他们的手腕上佩戴 GT3X-BT 24 小时，除了在水上活动期间，在诊所日期前后 10 天。 最短佩戴时间要求为 7 天（包括周六和周日），每天至少 20 小时。 在未佩戴 GT3x-BT 期间，参与者将在日志中报告他们的活动。 非磨损时间的能量消耗将根据《体育活动纲要》进行估算。 168 以下 PA 参数由 ActiLife 6 软件使用专有算法提供，用于身体活动：活动计数、能量消耗、代谢当量 (MET)、步数、身体活动强度、活动次数和久坐次数。 Actigraph GT3X 产品已在众多研究中得到验证。 睡眠也将由 GT3X 表征，并且已被证明在佩戴在手腕上时对睡眠有效。 具体来说，将使用睡眠持续时间、效率、开始时间（即就寝时间）和偏移时间（即醒来时间）。

在两次门诊就诊期间进行的人体测量将包括身高 (cm)、体重 (kg) 和体脂百分比，将根据标准程序使用壁挂式测距仪（型号 S100，Ayerton Corp.，Prior lake , MN) 和赤脚电子秤（Healthometer® 型号 500 KL，McCook，IL）。 BMI (kg/m2) 将根据测量的体重和身高计算得出。 腰围 (cm) 和臀围 (cm) 将由经过培训的技术人员使用经过校准的弹簧式卷尺测量。 参与者坐下 5 分钟后，将根据标准程序使用听诊器和手动血压计测量血压。

测量的协变量将包括有关基本人口统计数据、收入、教育、吸烟、其他健康行为和当前药物的数据。 调查人员还将使用包含 33 个项目的 Marlowe-Crowne 社会期望 (MCSD) 量表和包含 20 个项目的 Martin-Larson 认可动机 (MLAM) 量表来衡量称为社会期望和社会认可的偏见。 调查人员将使用先前经过验证的问卷的改编来衡量自我效能（对改变问题情况的能力的信心）对饮食和 PA 的信念的影响。 抑郁和压力也将分别使用流行病学研究中心抑郁（量表）和感知压力量表进行测量。

统计分析：所有分析将使用 SAS® 9.4 版（卡里，北卡罗来纳州）进行。 将使用分类协变量的卡方检验和连续测量的 t 检验（正态分布）或 Wilcoxon 秩和检验（非正态）来检验研究组之间描述性协变量的差异。 研究人员将采用线性混合模型 (LMM) 来确定干预组是否与主要结果（即 CRP）相关。 具体而言，时间点 2（即 12 周）的结果值（例如 CRP）将被建模为结果。 干预状态、其他协变量和基线时的结果测量将位于等式的右侧。 混杂因素选择将从一系列多变量分析开始（即时间点二结果 = 暴露 + 协变量 + 基线结果）。 如果协变量的 p 值≤0.20，它将被添加到完整模型中。 混杂因素将包括那些在去除混杂因素后导致干预状态的贝塔系数发生 10% 变化的因素；显着协变量 (p≤0.05) 也将包含在最终模型中。 将检查所有最终模型的残差是否符合线性回归假设。 如果不满足假设，则可以采用其他分析方法。 例如，分位数回归是一种分析技术，可以评估整个感兴趣结果分布的关联。此外，CRP 具有 3.0mg/L 的标准切点以供临床参考。 因此，逻辑回归可用于根据该切点获得不同干预组的比值比 [OR] 和 95%CI。