安定同位体法を用いたビタミンAの全身貯蔵量推定のための方程式の利用

サマリー

プロトコルは、レチノール同位体希釈法を用いてビタミンA総貯蔵量(TBS)を推定するための方程式を説明し、グループおよび個別のTBS推定のためのモデルベースの区画分析を用いたスーパー被験者研究デザインの簡潔な概要を紹介します。

要約

ビタミンAの全身貯蔵量(TBS)を定量的に推定する安定同位体法は、同位体希釈の原理に基づいています。簡単に言えば、個人に1回の経口投与( ^2Hまたは ^13Cの標識済みビタミンA)を投与し、標識済みおよび標識されていないレチノールの血漿濃度を投与後、通常14〜21日以内に質量分析法で測定します。TBSはレチノール同位体希釈(RID)方程式または質量収支方程式を用いて計算されます。RIDおよび質量収支方程式は、質量分析測定から得られる血漿中のレチノール特異的活性(_SAp、すなわちトレーサー対トレース比)に関する情報を必要とします。どちらの式も、TBS推定時の安定同位体標識レチノールの経口投与量の吸収と貯蔵を考慮する係数の数値を必要とします。係数の公表値は方程式に利用できます。あるいは、WinSAAMシミュレーション・解析・モデリングソフトウェアを用いたプラズマレチノールの動態データのモデルベースの区画解析によってTBSを特定することも可能です。簡単に言えば、プラズマレチノール動態データのモデルベースの区画解析を用いたスーパー被験者研究デザインを用いて、グループTBSおよび集団別的な複合係数(FaS)値を決定し、その後RID方程式で個々のTBSを決定するために用いられます。スーパー被験者設計では、参加者グループの平均食事中のビタミンA摂取量の推定と、28〜91日~11〜16時点での血液採取、5〜7人の参加者/時点での血液採取が必要ですが、各参加者は2〜3個の血液サンプルのみを提供します。肝臓のビタミンA濃度は、TBSから推定できます。これは、肝臓に含まれるTBSの割合と肝臓重量の推定を用いてです。ビタミンAの状態は、肝臓の推定ビタミンA濃度と提案されたカットオフ値を比較することで評価され、欠乏から過剰までの全連続体にわたる状態を分類します。

概要

安定同位体法はビタミンAの総体貯蔵量(TBS)を定量的に推定し、^{地域社会の}環境で子どもや大人のビタミンAの状態を評価するために利用できます。TBSは、欠乏から過剰まで、TBSの状態の全連続体にわたる定量的推定を提供するため、人間のビタミンA状態を評価する最良の間接的手法と考えられ^{ています。}対照的に、血清のレチノール濃度やレチノール結合タンパク質が状態評価に一般的に用いられます。しかし、血清レチノールは恒常性制御下にあるため、ビタミンAの体内貯蔵量が非常に少ない場合を除き、さらに、炎症期間中は一時的に減少するため、感染率の高い集団での結果解釈を複雑にします².修正相対用量反応(MRDR)検査は肝臓のビタミンA予備量の適正性を推定しますが、肝臓のビタミンA濃度の定量的推定は提供しません^。一般的に、安定同位体法はビタミンA代謝の研究や欠乏リスクのある集団におけるビタミンA介入の影響推定に用いられます。3,4,5,6,7,8,9,10。また、強化食品、高用量ビタミンAサプリメント、微量栄養素粉末など複数のビタミンA源にさらされる集団における過剰なビタミンA蓄積のリスクを評価するのにも有用^です。これらの応用は、ビタミンAの代謝を生涯を通じてより深く理解し、ビタミンAの必要量を精緻化し、資源が乏しい地域の子どもや生殖年齢の女性の栄養と健康結果を改善することを目的としたビタミンA介入の有効性と安全性を評価する上で重要です。TBSはレチノール同位体希釈(RID)法とRID方程式または質量収支方程式を用いて推定されます。あるいは、スーパー^{被験者設計を用いた}WinSAAMシミュレーション・分析・モデリングソフトウェア(www.winsaam.org)を用いたモデルベースのパラティメンタル解析で、TBSを推定することもできます。簡単に言えば、これらの方法は1) 被験者に対してビタミンA標識された安定同位体を単回の経口投与、2) RID法において同位体投与後14〜21日以内に1〜2個の血液サンプルを採取すること、または参加者一人あたり28〜91日間に2〜3個の血液サンプルを採取し、モデルに基づく区画分析のためのグループ平均食事ビタミンA摂取量の推定が必要です。 3) 適切な質量分析計(GC-C-IRMS、GC/MS、LC/MS)へのアクセスにより、標識済みおよび非標識レチノールの血漿濃度を測定すること。

このプロトコルは、RID方法論の新規利用者に対し、RID方程式または質量収支方程式のいずれかを使ってTBSを計算する方法を指針として提供することを目的としています。さらに、モデルベースの区分分析を用いてスーパー被験者研究デザインを用いた研究参加者グループおよび個別参加者のTBS推定について簡潔な概要を紹介します。しかし、プラズマレチノールの動態データの区画モデリングの実施の詳細は本稿の範囲外です(このアプローチの詳細についてはGreenら¹²を参照してください)。ビタミンA安定同位体法の概要については、Lietzら1^{を参照してください。}

TBS推定のためのRID式
RID式は、安定同位体標識ビタミンAの経口投与を個人に投与し、LC/MS/MSまたはGC/MSを用いて血漿中の標識済みおよび非標識レチノールを測定し、血漿中のレチノール特異的活性(SA_p)(すなわち血漿中のトレーサー対トレース比)を得るために用いられます^13,14。同位体投与後~14〜21日経過時に単一の血液サンプルを採取し、RID式を用いてTBSを推定する必要があります。以下のRID式は成人^{および子供の}TBS推定に用いられます。

TBS = Fa × S の ×(1/SA_p)

ここでTBSはビタミンAのμmol、Faは時刻tに体内のビタミンAの経口トレーサー用量のうち吸収され体内に存在する割合、Sは時刻t時点の血漿中のレチノール特異的活性(SA_p)と貯蔵中のレチノール特異的活性(SA_s)の比率です。SA_pは血漿レチノール特異的活性で、血漿中の投与量の割合として表されます:(標識済みレチノール/標識なし+標識済みレチノール)/経口用量(μmol))¹²。未標識レチノールの分母における全レチノールへの寄与は、TBSが通常推定される同位体投与後14〜21日以内に無視できるほど小さいことに注意してください。RID方程式の詳細な議論については、Greenら¹²を参照してください。

係数FaとSはRID式で掛け合われるため、一般的に複合係数FaSと呼ばれます。理論上の成人および幅広いTBSを持つ小児を対象とした複合係数FaSの公開値は、同位体投与後も複数時点で公開されています(表1;GreenおよびGreen¹⁵からの適応)。これらの値はRID方程式で用いられ、類似集団の個体のTBSを計算できます¹⁵。あるいは、モデルベースの区画解析を用いて血漿レチノールの動態データの複合係数FaS^12,16の集団別値を決定することも可能です。

TBS推定のための質量収支方程式:
質量収支方程式は、^13C標識ビタミンAの経口投与時にTBSを計算するために用いられ、GC-C-IRMSは血清^10,17における^13Cの濃縮(^13C/総C)を測定するために用いられます。質量収支方程式には2つの血液サンプルが必要です。1つは血清中の自然存在比^13Cを測定するための基準サンプル、もう1つは投与後^{14日後に13C}の血清濃度を測定するための2つ目のサンプルです。しかし、研究者がグループ全体の平均TBS推定に関心がある場合、5〜6人の参加者でベースライン血液サンプルを採取し、その個人の平均^13Cの存在比を血清中のベースライン^13Cの存在比の推定として用いることができます。13°Cの自然存在量は~1.1%ですが、食事によって変動するため、投与後の¹³°Cの存在量を補正するために、基準点で正確に測定する必要があります。例は¹⁰未満です。質量収支方程式には、以下の同位体存在比(^13C/総C)の測定が必要です。1^{) 13C}標識ビタミンA(F_a)の投与量、2) ベースライン血清レチノール(F_b)、3) 投与後血清レチノール(F_c)の投与量。同位体存在比の測定はトレーサー対トレーシー比を計算し、その後TBSを算出します。TBS評価時の¹³個C標識ビタミンAの吸収と蓄積を考慮した追加の要因も方程式に含めています。質量収支方程式の詳細な議論については、GannonとTanumihardjo¹⁰を参照してください。

以下の質量収支方程式は、成人または子供のTBSを推定するために用いられます。

TBS = a x (1/TTR) x(吸収率 x 保存率 x 係数)

ここで TTR は血清トレーサー対トレーサー比です。因子 a は、投与時と採血の間に ¹³C標識ビタミンAトレーサーの喪失を説明し、^e-ktとして計算されます。ここでk = ln(2)/レチノールの半減期、t =^投与後10日数です。トレーサー用量の吸収率は成人で0.8〜1.0(80%〜100%)^{、または小}児では0.75〜0.9(75%〜90%)と仮定されています。貯留係数(血清中のTTRと貯蔵量の比率)は、投与から採血までの14日間にビタミンA摂取が制御されていない場合は0.8、ビタミンA摂取量が低く管理される場合は^1.0と仮定されます。

肝臓ビタミンA濃度の推定
肝臓のビタミンAの総備蓄は、肝臓に存在するTBSの割合に基づいて推定できます。ビタミンAが低い時はTBSの約50%、ビタミンAが十分であれば~80%と推定されます。これらの仮定は、肝臓のビタミンAが全身に占める割合はビタミンAの状態に依存し、約40%〜90%の範囲であることを示す限られたデータに基づいています。^18,19。肝臓のビタミンAを全身ビタミンAの割合でより正確に推定する方法を明らかにするには、さらなるデータが必要です。それまでは、表2の情報は研究対象集団のビタミンA状態を推定し、50%か80%かを判断するのに役立ちます。また、6〜59か月の子どもにおける血清レチノール濃度<0.7 μmol/Lの有病率が≤10%であれば、その集団のビタミンA状態は十分であると仮定されます。このカットオフは、WHOのビタミンA欠乏症を軽度の公衆衛生問題として分類するカテゴリーと重複していることに注意してください(表2)^20,21。肝臓のビタミンA濃度は肝臓重量に基づく総肝臓備蓄から計算されており、子どもは体重の3%、成人は体重の2.4%と推定されます(²²)。あるいは、肝臓の重量は体表面積(BSA)と予測式²³を用いて推定することもできます。

グループおよび個別TBSを推定するためのモデルベース区画分析の概要
モデルベースの区画分析は、頻繁なサンプリングを用いて個々のレチノール動態学を研究するために用いられますが、特に頻繁なサンプリングが不可能な集団、例えば資源の乏しい地域環境における幼児や就学前の子ども、妊婦や授乳中の女性などで有用であることが証明されています ^{11,24,25,26,27}.モデルベースの区画分析を用いて、スーパー被験者研究デザインを用いて研究参加者群のTBSを予測し、複合係数FaSの集団特異値を推定し、これを用いて個々の研究参加者のRID式^12,24のTBSを算出します。スーパー被験者設計は、各個人から採取される血液サンプルの数を最小限に抑えるために、コミュニティ環境で用いられます。^12、24、26。デザインの例は、105名の被験者と16回の採血時間を対象とした91日間の研究の表3に示されています。この例では、被験者は安定同位体であるビタミンAを経口1回摂取し、投与後14日で血液サンプルを提供して、モデル導出のFaS値を用いてRID方程式を用いてTBSを推定します。残りの15回のうち1回目で2回目の血液サンプルを採取し、モデルベースの区画解析に必要な血漿レチノール動態データを取得します。この設計では、追加の15回の採血時間ごとに7人の個人が割り当てられています。一般的には1回につき5人の参加者が十分とされていますが、一部の参加者は割り当てられた採血時間を逃す可能性があるため、1回あたり約7人以上が推奨されます。血漿は質量分析法で分析され、標識済みおよび非標識レチノールの測定値が得られ、血漿中のビタミンA同位体含有量の割合(FD_p)が計算されます。簡単に言えば、幾何平均FD_pと時間の対比をプロットし、WinSAAMソフトウェア12,24,26を用いて区画モデルに適合させます。全身ビタミンA代謝の8区画モデルの例は図1、¹⁵に示されています。このモデルには、血漿ビタミンAを表す区画(区画5)と、交換可能なビタミンA貯蔵プールの2つ(区画6(大きい)と7(小さい))が含まれます。2つの交換可能な貯蔵区画におけるビタミンAの質量の合計がTBSの推定値として用いられます。

TBS(μmol)= M(6) + M(7)

ここでM(I)は区画I内のμmolビタミンAです

集団別値 Fa と S の係数は、スーパー被験者研究期間中の任意の時刻(t)に次の式^12,24 を用いて計算できます。

Fa_t = F(6)_t + F(7)_t

S_t = SA_pt / SA_st = [F(5)_t / M(5)] / {[F(6)_t + F(7)_t] / [M(6) + M(7)]}

ここでFa_tは、摂取したトレーサーの用量のうち時刻tに吸収され、貯蔵物質に存在する割合です。F(I)_tは時刻t時に区画Iに存在するトレーサー線量の割合である。S_t は時刻 t における貯蔵と比べたプラズマ中の特異的活性である。SAとは、時刻tにおける血漿(p)または貯蔵中のレチノール特異的活性を指します。M(I)は区画I内のμmolビタミンAです。モデルベースの区画分析の詳細についてはGreenら¹²を参照してください。

プロトコル

データは仮定のものであり、この研究には人間の参加者は含まれていませんでした。

1. RID方程式を用いたTBS推定

1. RID方程式を用いてTBSを推定するには、以下の仮想的な参加者データを用います。
   年齢:25歳
   血漿中の標識レチノール濃度:0.0163 μmol/L
   血漿中の標識されていないレチノール濃度:1.154 μmol/L
   経口ラベル付きビタミンA用量:6.838μmol RE
   14日間の複合係数 FaS の公表:¹⁵:0.727
   注:ビタミンA同位体の投与量は、ラベル付きビタミンA化合物^(通常2Hまたは^13C表記のレチニル酢酸塩)のビタミンA活性に基づいており、μmolレチノール換算物(RE)として発現します。例えば、経口投与に²H₆-レチニル酢酸イオンを使用し、2000 μg REの用量を希望する場合、²H₆-レチニル酢酸イオン(328.49 μg/μmol)と²H₆-レチノール(292.49 μg/μmol)の分子量に基づいて用量が計算されます:2000 × (328.49/292.49) = 2246 μg ²H₆ -酢酸レチニル。2000 μg REのμmol発現量は、^{2 H}₆-レチノールの分子量で割った量(μg RE)で計算されます:2000/292.49 = 6.838 μmol。
2. 以下の式で_SAp を計算します。
   SA_p = [血漿中の標識レチノール / (標識済みレチノール + 標識されていないレチノール)] / 用量(μmol)
   上記の参加者データを用いて方程式を解いてみましょう:
   SA_p = [0.0163 / (0.0163 + 1.154)] / 6.838 = 0.0020 μmol
3. 以下のRID式を用いてTBSを計算します:
   TBS = FaS x (1/SA_p)
   上記の参加者データを用いて FaS 値とステップ2で計算された_SAP 値を取得します。
   TBS = 0.727 x (1 / 0.0020) = 364 μmol

2. 質量収支方程式を用いたTBS推定

1. 質量収支方程式を用いてTBSを推定するには、以下の仮想的な参加者データを用います。
   年齢:4歳
   F_a (標示された2炭素と自然存在量):0.11
   F_b: 0.010745
   F_c: 0.0110476
   トレーサー適用量:1.0 μmol RE
   吸収と貯蔵の要因:
   吸収率:0.8
   貯蔵量:血清中のTTRと肝臓の比率(食事管理なし):0.8
   注:投与には ¹³C₂標識ビタミンAが使用され、投与量の同位体存在比(F_a)は次のように計算されます:(^[13C₂] in synthesis 標識 + 自然存在量(合計¹³C/20C)¹⁰。この例での吸収の仮定値は0.8です。ビタミンAの吸収に影響を与える要因(例:炎症や感染率が吸収を低下させる可能性1⁾に基づいて、0.8から1.0の値を選択できます。ここでの F_a はRID式の係 数Fa とは異なります。
2. トレーサー対トレース比(TTR)は、以下の式で計算します。
   TTR = (F_{c-F b})/(F_{a-F c})
   ここで、F_a = ¹³C標識ビタミンA投与量における¹³C同位体の存在比;F_b = ¹³C の血清レチノール同位体存在比;F_c = ¹³C 投与後の血清レチノール同位体存在比
   上記の参加者データからF _a、_{F b}、F_cの値を用いてTTRを計算します。
   TTR = (0.0110476 - 0.010745) / (0.11 - 0.0110476) = 0.003058035
3. 次に、1/TTRを計算します
   1/TTR = 1 / 0.003058035 = 327.01
4. 次に、以下の式を用いて因子 a を計算します。
   係数A = ¹³C標識ビタミンA用量(μmol)×^e-kt
   1. まず、以下の式で k を計算します。
      k=LN(2)/レチノールの半減期
      自然対数2(ln(2))は0.693147181に等しい。レチノールの半減期は子どもで約32日*と推定されています。この情報をもとに計算します k
      k= 0.693147181 / 32 = 0.021660849
      *推定値はレチノールの半減期(小児は32〜136日、大人は140日)を用いています。または、研究中の対照群の個体におけるトレーサー用量の崩壊速度に基づいて推定することもできます ^3,10。
   2. 次に^e-ktを計算します。ここでtは時間(同位体投剤投与から日数)、質量収支方程式のt=14日)。この情報をステップ4.1のkの計算値と組み合わせて活用してください:
      ^E-KT = ^{e-0.02166 × 14} = 0.738413073
   3. 最後に、以下の式を用いて係数aを計算し、上記の参加者データから同位体量(1.0 μmol)と^e-ktの計算値を算出します
      係数A = ¹³C標識ビタミンA用量(μmol)×^e-kt
      係数A = 1.0 × 0.738413073 = 0.738413073
5. 以下の質量収支式を用いてTBSを計算します。
   TBS = a x (1/TTR) 吸収率 x 係数 記憶容量 x 係数
   上記のステップで計算された係数 a (0.738413073)と計算された 1/TTR 値(327)、吸収(0.8)と保存(0.8)の固定値を用いてください。
   TBS = 0.738413073 × 327 × 0.8 × 0.8 = 155 μmol

3. 肝臓ビタミンA推定値

1. 肝臓の総ビタミンA残量と肝臓ビタミンA濃度を計算するには、以下の参加者データを用いてください。
   年齢:25歳
   重量:61.0 kg
   身長:156.8 cm
   TBS:364μmol(RID推定)
   研究対象集団における血漿レチノール濃度<0.7 μmol/Lの有病率は<2%です。
2. まず、以下の式を使って体表面積(BSA)に基づいて肝臓の重量を計算します。
   BSA(^m2)=スクエアト[体重(kg)×身長(cm)/3600]
   上記の参加者データを用いてBSAを計算します:
   BSA (m²) = 平方形 [61.0 x 156.8/3600] = 1.63 m²
3. 次に、以下の適切な式と上位から計算されたBSA値を用いて肝重量を計算します。
   体表面積(BSA)が<1の場合:
   肝臓重量(g)=772(g/^m²)×体表面積(BSA)- 38
   体表面積(BSA)が≥1の場合:
   肝臓重量(g)=772(g/^m²)×体表面積(BSA)
   以下の式でBSAを計算します。(BSAは上記のステップ2の1の≥に相当します):
   肝臓重量(g)=772(g/^m²)×体表面積(BSA)
   肝臓重量(g)=772(g/m^²)×1.63m^² ²=1258g。
4. 最後に、以下の式を使って肝臓のビタミンA濃度を計算します。
   肝臓ビタミンA濃度 = TBS(μmol)× 肝臓中のTBS割合/肝臓の体重(g)
   上記の参加者データ(364μmol)のTBS値と、肝臓に存在するTBSの割合(研究対象集団のビタミンA状態は、血清レチノール<2%)の有病率および上記の肝臓重量値(1258g)に基づき十分と推定)の推定値を0.8と仮定します。
   肝臓ビタミンA濃度 = 364 μmol * 0.8 / 1258 = 0.232 μmol/g 肝臓

4. グループのモデル予測TBS

1. スーパー被験者研究デザインを用いてグループ(研究集団)のモデル予測TBSを算出するには、生殖年齢の女性を対象に行われたスーパー被験者研究の以下の仮定的モデリング結果を使用します(このアプローチの詳細はGreenら¹⁵参照)。
   仮想モデルの出力:
   M(6) = 973.281 μmol
   M(7) = 55.7646 μmol
2. 提供されたスーパー被験者モデルの出力と以下の式を用いてグループのTBSを計算します。
   TBS = M(6) + M(7)
   モデル出力から、区画6および7のビタミンAの質量を使用します:
   TBS = 973.281 + 55.7646 = 1029 μmol
   注:モデル出力に基づく複合係数FaSの値を計算する例は、この概要の範囲外です。詳細については、Greenら^12,15を参照してください。

結果

このプロトコルは、成人または子どもにおいてレチノール同位体希釈法およびRID方程式または質量収支方程式を用いてTBSを定量的に推定する方法の例を示します。RID式は、 ^2Hまたは ^13C標識ビタミンAを用いる投与時に用いられ、LC/MS/MSまたはGC/MSは標識済みおよび非標識レチノールの血漿濃度を測定する際に用いられます。RID式には、質量分析測定を用いた血漿レチノール特異的活性(トレーサー対トレーサー比)、標識済みビタミンA(μmol RE)の経口投与量、複合係数 FaSの値の情報が必要です。複合係数 FaS の公表値は存在します。あるいは、プラズマレチノールの動態データのモデルベースの区画モデリングによって集団特異的な値を推定することもできます。RID式は通常、投与後~14〜21日目に適用されますが、複合係数 FaS に対応する数値があれば後で適用可能です。ここで示した例のTBS値は364μmolでした。

^13C標識ビタミンAを用いる場合は質量収支方程式が用いられ、血漿中の^13C同位体の存在比を測定するにはGC-C-IRMSが用いられます。質量収支方程式には、トレーサー対トレース比(血漿中の¹³C同位体存在比測定)と係数(係数)が必要で、TBS評価時の¹³C標識ビタミンAの吸収と貯蔵を考慮します。係数の公表値は方程式に利用可能です。質量収支の方程式は投与後14日目に適用されます。ここに示した例でのTBS値は155μmolでした。

モデルベースの血漿レチノール動態データの区画解析をスーパー被験者設計で用い、研究参加者群のTBS推定と、個々の参加者のTBS決定のための係数 FaS の値を決定します。グループのTBSは体内の交換可能なビタミンA貯蔵プール中のビタミンAの質量として計算されます。個別研究参加者のTBSは、投与後14日またはその後の時点で、各参加者の血漿レチノール特異的活性値(SA_p)およびRID式を用いた選択した時期のモデル導出の FaS 係数値を用いて計算されます。ここで示した例でのTBS値は1029μmolでした。

TBSの結果は、TBSを肝臓のビタミンA濃度に変換し、肝臓のビタミンA濃度をカットオフ値と比較して連続体全体でビタミンAの状態を分類することで解釈できます。2015年に提案された不足在庫から有害店舗までのカットオフ値は、より多くのデータが利用可能になるにつれてさらに洗練される可能性が高い^{ことに注意してください。}ここに示した例の肝臓ビタミンA濃度は0.232μmol/gでした

図1:ヒトにおける全身ビタミンA代謝の区画モデル。 円は区画を表し、長方形は遅延要素です。成分間の矢印は分数移動係数[L(I,J)s、すなわち区画Jのレチノールが毎日区画Iに移送される割合]と遅延時間[DT(I)s、遅延要素Iで過ごす日数]です。区画1は摂取トレーサー(*)および食事中のビタミンA[U(1)]が導入される場所です。成分1から4は消化、吸収、キロミクロンの処理を表し、肝細胞(区画4)による取り込み、その後レチノールがレチノール結合タンパク質に結合して血漿区画5に分泌され、そこがサンプリング部位(三角形)となります。成分8は、レチノールがリサイクルされない組織による血漿レチノールの不可逆的な取り込みを可能にします。血漿中のレチノールは、2つの血管外プール(大きい区画6と小さい区画7)でビタミンAと交換し、区画6と8が不可逆的な喪失部位です。VA = ビタミンA。この数字は¹⁵から修正されたものです。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

表1:選択された時間における理論上の成人および子どもの複合係数FaSの推定値。成人のTBS推定には14日以内にRID式を適用することが推奨されます。略語:GM = 幾何平均;NA = 該当なし。この表は¹⁵から修正されました。この表をダウンロードするには、こちらをクリックしてください。

表2:ビタミンA欠乏症の人口有病率カットオフ。 略称:VAD = ビタミンA欠乏;MRDR = 修正相対線量応答検定;WHO = 世界保健機関(WHO)。この表は²¹から修正されています。 この表をダウンロードするには、こちらをクリックしてください。

表3: 91日間のスーパー被験者研究における1時間あたりの参加者数。 血液採取は14日目に全参加者(n=105)で行われ、91日間の研究中に各参加者がランダムに2つ目の時間点に割り当てられます。これにより、各参加者は合計2つの血液サンプルを提供します。 この表をダウンロードするには、こちらをクリックしてください。

ディスカッション

まとめると、安定同位体法は成人および小児におけるTBSの定量的推定を提供し、地域社会の場にも適用可能です^。成人および子供のTBSは、RID方程式または質量収支方程式を用いたレチノール同位体希釈法を用いて推定できます。両方程式とも同位体希釈の原理に基づいていますが、いくつかの違いがあります。簡単に言えば、RID式は単一の血液サンプルを必要とし、約14〜21日のタイミングで適用されますが、複合係数 FaS の対応する値があれば後期にも適用可能です。複合係数 FaS の公表値は、RID式¹⁵で使用するために、投与後の異なる時点で公開されています。あるいは、モデルベースの区画分析を用いて集団特異的な値を決定することもできます。質量収支の方程式には、ベースラインと投与後14日後の血液サンプルの2つのサンプルが必要です。しかし、前述の通り、あるグループの平均TBSを推定すれば、5〜6人の参加者でベースライン血液サンプルを採取でき、その個人の平均 ^13Cの存在比を血清中の基準 ^13Cの存在比の推定として用いることができます。

RID式を適用する際の重要な考慮点は、標識されたレチニルエステルのμmolではなくビタミンA活性(μmol RE)として用いること、またFaS係数の公表値を用いる場合は、類似の集団(子どもまたは成人)から導き出され、SAが行われた時間(研究日)に対応するFaS値を選ぶことが重要ですTBSを推定するために測定されました。質量収支方程式を適用する際には、^13Cの自然存在比を^13C標識ビタミンAの投与量に考慮し、投与後の血清^13Cの存在比を基準時の血清中の自然存在比^13Cに補正してTBS¹⁰の正確な推定値を得ることが重要です。

モデルベースの区画モデリングは、地域社会環境におけるスーパー被験者研究デザインと組み合わせて、研究期間中のグループTBSおよび複合係数FaSの集団別値を推定します^12,24。このアプローチの利点は、複合係数FaSのモデル導出値が、異なる集団から導出された公表値よりも、グループ内の個人に対してTBSのより正確な推定値を提供できる可能性が高いことです。この方法は、フィールドスタディにおける採血のタイミングにも柔軟性をもたらします。例えば、参加者がRID採血の指定時間に不在の場合、血液サンプルは後回に採取され、モデル由来の複合係数FaS値をRID方程式に用いてTBS^12,24を推定することができます。

TBSの結果は、TBSを肝臓のビタミンA濃度に換算し、肝臓ビタミンA濃度の提案されたカットオフ値と比較して、ビタミンAの状態を欠乏から有害まで全範囲にわたって分類することで解釈できます^。提案されたカットオフでは>1 μmol/gが肝臓のビタミンA過高を示していると示唆されましたが、最近の研究では1〜3 μmol/g間で有害影響がなく、組織病理学的変化は>3 μmol/gで見られます^。11,28。肝臓のビタミンA濃度とその生理学的影響に関するさらなるデータが、亜毒性および毒性状態カテゴリーのカットオフ値を精緻化する必要があります。

ビタミンAの状態を評価するための安定同位体アプローチはTBSの定量的推定を提供し、状態評価の最良の方法と考えられていますが、他の評価方法に比べて相対的に高コストであり、以下のような安定同位体とビタミンA標識、投与の専門知識へのアクセスが限られているため、まだ広く使われていません。プラズマ解析を行うための質量分析と専門知識、TBS推定のための研究設計および方程式の応用に関する専門知識;プラズマレチノールの動態データのモデルベースの区画分析の専門知識も含まれます。新規ユーザーにとっては、調査の計画、実施、分析段階で専門家の相談や協力が成功を確実にするために不可欠です。

困難はあるものの、近年安定同位体法の進歩により、コミュニティ環境での利用が容易になりました^12,29。この手法を用いた今後の研究は、ビタミンAの代謝とライフサイクル全体における必要量、食事中のプロビタミンAカロテノイドの生物的有効性、欠乏リスクのある集団におけるビタミンA状態改善のための介入の有効性と安全性に関する重要な新情報を生み出す可能性が高いです。

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Excel	マイクロソフト	Microsoft Excel
テキサス・インスツルメンツ TI-30XIIS 科学計算機	テキサス・インスツルメンツ	TI-30XIIS