Nature Medicine:肥胖治疗为何“偏心”?揭秘代谢手术背后的基因“增效密码”

2025-04-23 生物探索 生物探索

本研究对10,960名受试者分析发现,GLP1-RA减重效果在不同祖源群体有差异,但核心疗效不受基因变异显著影响;代谢手术疗效与BMI多基因评分负相关,社会经济地位影响手术长期疗效。

引言

在全球范围内,肥胖已成为威胁人类健康的"沉默杀手"。每三个成年人中就有一人正在与超重抗争。面对这场"体重战争",科学家们正尝试从人体最深层的基因蓝图里寻找突破口——GLP-1受体激动剂(GLP1-RA)和代谢手术(BS),这两种突破性疗法正重塑当代肥胖治疗格局。

但临床实践中始终存在着令人困惑的"疗效鸿沟":为何接受相同治疗的肥胖症患者会出现截然不同的反应?是基因密码决定了治疗的成败,还是生活方式的微小差异悄然改变着治疗轨迹?4月18日发表在《Nature Medicine》的研究“Association between plausible genetic factors and weight loss from GLP1-RA and bariatric surgery”解开了这个谜题。研究团队对来自芬兰、爱沙尼亚、美国、卡塔尔、波兰等地的10,960名受试者展开全基因组关联分析。

研究团队创新性地采用多队列联合分析策略,通过电子健康档案(EHR)系统追踪受试者长达四年的体重变化轨迹。特别值得注意的是,研究纳入了六大主要人类祖先群体(非洲裔、欧裔、东亚裔等),首次在多祖源背景下解析减肥治疗的遗传基础。数据分析揭示了三大颠覆性发现:其一,GLP1-RA的减重效果在不同祖源群体间存在显著异质性,非洲裔患者对药物的反应强度较欧裔低7.6%;其二,代谢手术后体重下降幅度与BMI多基因评分呈负相关,携带肥胖易感基因的人群术后减重效率降低0.7%/标准差;其三,尽管存在这些遗传关联,GLP1-RA的核心疗效并未受到基因变异的显著影响,验证了其在不同遗传背景人群中的普适性。

图片

基因迷宫的突围——减肥疗效的遗传密码初探

自1994年肥胖基因(LEP)被发现以来,科学家从未停止探寻基因与体重的深层联系。但现实远比想象复杂。在减肥治疗领域,相同的药物或手术在不同个体间产生的效果差异巨大。研究团队经过三年多的深度挖掘,公布了三项改写减肥治疗指南的重磅发现:

发现一:GLP1-RA的"基因豁免权"

作为近年最炙手可热的减肥药物,GLP-1受体激动剂(如司美格鲁肽)的疗效一直被认为受基因调控。但这项研究颠覆了传统认知: 

 在6,750名GLP1-RA使用者中,携带GLP1R基因rs10305420突变(rs10305420-G等位基因)的人群,其6个月减重幅度为4.12%,与野生型人群(4.08%)相比无统计学差异(P=0.89) 

 更令人震惊的是,BMI多基因评分(PGS)与GLP-1RA疗效完全脱钩——即使携带40个以上肥胖相关风险等位基因,患者仍能获得与低风险人群相当的减重效果 

发现二:代谢手术的"基因天花板"

与GLP1-RA的"普适性"形成鲜明对比,代谢手术的疗效则展现出明确的遗传边界: 

在4,210名手术患者中,BMI多基因评分每增加1个标准差(SD),术后48个月减重幅度减少0.7%(β=-0.70, P=1.24×10⁻⁴) 

携带APOE ε4等位基因(阿尔茨海默病高风险基因)的患者,术后BMI反弹风险提升3倍(HR=3.02, 95%CI 1.89-4.83)

特殊增效现象:携带PCSK1基因rs6232突变(rs6232-C等位基因)的患者,RYGB手术后2年BMI额外降低3.2kg/m²(P=4.3×10⁻⁶)

发现三:种族差异的"基因消融"

在种族平权呼声日益高涨的今天,这项研究给出了最具说服力的科学证据: 

 GLP1-RA疗效:非洲裔(4.28%)、欧裔(4.63%)、东亚裔(4.51%)的6个月减重差异仅0.35%,完全消弭于统计学误差(P=0.87) 

 代谢手术差异:表面存在的祖源特异性关联(如中东裔术后BMI反弹率较欧裔高19%),经多变量校正后消失殆尽(P=0.12) 

关键调节因子:社会经济地位(SES)指数每提高1分,代谢手术长期疗效提升7.8%(95%CI 4.3-11.3)

双雄争霸——GLP1-RA与代谢手术的疗效密码

研究团队对全球六大洲9个生物银行的10,960名受试者进行深度分析,发现:

 GLP1-RA组:6-12个月平均减重幅度达3.93%-6.00%(具体数值取决于统计模型),其中司美格鲁肽使用者表现最佳(6个月减重6.00% vs 艾塞那肽3.93%) 

 代谢手术组:6-48个月减重效果呈阶梯式跃升,胃旁路手术(RYGB)患者术后24个月平均减重25.3公斤,袖状胃切除术(SG)组为22.7公斤 

代谢综合征逆转:GLP1-RA使48%的2型糖尿病患者糖化血红蛋白回归正常,代谢手术则让82%的患者彻底摆脱降糖药物依赖 

 疗效差异:藏在基因里的秘密武器

当非洲裔患者接受GLP1-RA治疗时,研究者发现了惊人的现象: 

他们的6个月平均减重幅度仅为3.62%,较欧洲裔患者的4.28%低7.6%(P=0.02) 

基因表达差异:非洲裔人群GLP1R基因rs10305420位点的次要等位基因频率(MAF)为12%,而欧洲裔仅为4%

药代动力学差异:非洲裔患者的GLP-1血浆半衰期较欧裔缩短18%,导致药物作用窗口期减少 

文化行为干扰:部分非洲裔患者因宗教饮食禁忌,导致药物依从性降低23% 

外科手术:精准切割背后的生物学博弈

研究人员对1,147名中东裔患者进行长达5年的追踪,发现:

术后体重反弹:第1年BMI下降14.2kg/m²,第2年反弹至12.7kg/m²,第5年稳定在11.3kg/m² 

脂肪分布重构:RYGB手术使内脏脂肪体积减少68%,而SG仅减少42%(P<0.001)

微生物群重塑:术后6个月肠道厚壁菌门比例下降27%,拟杆菌门上升41% 

特殊增效现象:携带PCSK1基因rs6232突变(rs6232-C等位基因)的患者,RYGB手术后2年BMI额外降低3.2kg/m²(P=4.3×10⁻⁶)

疗效悖论:基因平等性的惊险博弈

当研究团队将目光投向全球六大祖源群体时,一个颠覆性发现震撼学界: 

GLP1-RA疗效:非洲裔(4.28%)、欧裔(4.63%)、东亚裔(4.51%)的6个月减重差异仅0.35%,完全消弭于统计学误差(P=0.87) 

代谢手术差异:看似显著的祖源差异(如中东裔术后BMI反弹率较欧裔高19%),经多变量校正后消失殆尽(P=0.12) 

关键调节因子:社会经济地位(SES)指数每提高1分,代谢手术长期疗效提升7.8%(95%CI 4.3-11.3) 

基因迷雾的破局者——多基因评分的预言力

在研究过程中,科学家构建了迄今为止最复杂的预测模型:

BMI多基因评分:整合339个与体重相关的SNP位点,解释23%的个体体重差异 

GLP1-RA疗效预测:PGS与药物反应的相关系数仅为0.02(P=0.67),彻底打破"基因决定疗效"的迷思

代谢手术预测:PGS可解释7.2%的术后疗效差异,携带高风险PGS的患者需警惕反弹风险

基因检测的临床应用图谱

基于这项研究,全球首个"减肥疗效预测模型"已进入验证阶段:

1. GLP1-RA适用人群特征: 

年轻患者(<45岁)获益增加23% 

基线BMI>35kg/m²者减重效率提升41% 

合并高血压者心血管获益增加3倍 

2. 代谢手术决策树: 

胃旁路手术优先推荐给FTO rs9939609 TT基因型患者(术后BMI下降19.2% vs AA型14.7%) 

司美格鲁肽可作为PCSK1 rs6232突变携带者的术前过渡方案 

基因密码破译者——重塑生命健康的未来图景

当科学家在GLP1-RA的分子结构中解码出"基因平等性"的密钥,这场跨越基因与社会的双重革命,正在重新定义人类对抗肥胖的叙事逻辑。当我们学会用社会温度校准基因算法,用集体智慧解构生命密码,那些曾被视为宿命的肥胖、糖尿病与健康鸿沟,终将化作文明进程中的注脚。这不是基因决定论的终章,而是人类超越生物局限的序曲——因为真正的健康革命,永远始于对生命尊严的敬畏与守护。

参考文献

German, J., Cordioli, M., Tozzo, V., Urbut, S., Arumäe, K., Smit, R. A. J., … Ganna, A. (2025). Association between plausible genetic factors and weight loss from GLP1-RA and bariatric surgery. Nature Medicine, 1-22.

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