近年来，加速康复外科（ERAS）理念不断普及，术前营养干预正逐步成为围手术期管理的重要组成部分。尤其是在大型肿瘤手术中，如何通过优化营养策略加速患者术后康复，已经成为临床关注的焦点。ERAS指南推荐术前2小时口服含12.5%碳水化合物的饮料（200-400 mL），旨在通过维持胰岛素敏感性缓解术后胰岛素抵抗。然而，目前临床对其实际效果仍存在争议。近期研究指出，单纯碳水化合物负荷可能无法显著改善骨骼肌蛋白质代谢，尤其对于营养风险高（如体重减轻≥10%）的患者。术前外周肠外营养（PPN）则通过在12小时内输注混合葡萄糖、氨基酸和脂肪的溶液，直接提升能量底物与氨基酸池，理论上可增强蛋白质合成并抑制分解代谢。瑞典哥德堡大学的Britt‑Marie Iresjö等人通过一项随机对照的转化研究，比较了ERAS推荐的术前口服营养饮料与术前12小时外周全肠外营养（PPN）对拟行重大胃肠道癌症手术患者骨骼肌代谢的影响，该研究结果发表于2024年6月的《Journal of Translational Medicine》。

方法

患者招募与治疗干预

本研究共纳入了42例因胃肠道肿瘤拟行开腹根治术的患者，入组标准为：需行重大开放手术。排除标准为：依赖胰岛素的糖尿病或使用糖皮质激素药物。所有患者均签署知情同意书。入组患者根据年龄、性别、体重指数（BMI）、与患病前体重相比下降百分比以及癌症类型（如食管癌、胰腺癌或胃癌），通过数字化算法分配至不同治疗组（见流程图，图1）。

碳水饮料组（Drink）：术前一晚给予ProvideXtra^®饮料 400ml，手术日清晨（6–7点）追加 200ml，总能量：804 kcal（主要来自麦芽糊精、蔗糖）、含蛋白 96 kcal。PPN组：术前晚10点开始连续12小时输入SmofKabiven^®Perifer（三腔袋型营养液）；输入速率0.2g氮/kg/天（约1.67 ml/kg/小时）；总营养提供：约400 kcal碳水、180 kcal氨基酸、350 kcal脂肪（按70kg体重计算）。对照组：输入等量的Ringer醋酸钠液体（不含营养成分）。所有营养干预在手术开始前完成，术中获取肌肉和血液样本。

生物样本采集与处理

手术开始时采集腹直肌活检标本，迅速置于RNA later溶液中，4℃保存过夜后转冻于−20℃，备用于RNA提取。同期采集动脉血，经离心处理后分离血浆和血清，−80℃保存，分析时进行编码盲法处理。

血糖、胰岛素、甘油、甘油三酯、游离脂肪酸及尿素由认证实验室测定，血清IGF-1采用放射免疫法测定。血浆氨基酸通过aTRAQ^TM试剂盒和LC-MS/MS平台分析，测定结果以去氨酸为内标校正，变异系数为2.2–6.9%。

RNA提取与微阵列杂交

使用Qiagen试剂盒提取肌肉RNA，并进行纯度与完整性检测（RIN值6.1–8.0）。通过Agilent试剂盒进行Cy3标记与扩增，产量和比活性均达标（>0.825 µg，>6.0）。标记产物杂交至Agilent SurePrint G3 Human GE v38×60K芯片，并用Agilent G2505C扫描仪扫描。荧光信号由Agilent Feature Extraction软件处理。

数据处理（Genespring v14.9.1）

导入芯片数据并筛除异常与未检测信号，剔除1例信号分布不均样本，最终纳入37例（对照13例，饮料组12例，PPN组12例）。过滤后保留21232个有效探针。经ANOVA（P<0.05）及Newman-Keuls检验，共1217个探针差异显著：饮料组 vs 对照：508个；PPN组 vs 对照：619个；PPN组 vs 饮料组：590个。

统计分析

研究前样本量估算显示，每组需至少10例以检出1.25倍的基因表达差异（α = 0.05，效能 = 80%）。因个人原因退出1例，因腹腔镜手术排除2例，PPN输注意外中断排除1例。最终纳入肌肉活检样本：PPN组12例、饮料组13例、对照组13例。

结果以均值 ± 标准误（SEM）表示。氨基酸与血样分析采用单因素方差分析（ANOVA）及LSD事后检验，P<0.05为显著差异。分析使用Tibco Statistica v13.4.0.14。

芯片数据分析在Genespring v14.9.1中进行，采用ANOVA（P<0.05）并结合Newman-Keuls非参数事后检验比对组间差异。转录组功能富集分析使用Gene Ontology算法，P<0.1 且经多重校正的数据被纳入。

结果

围手术期血液指标

患者人口学资料及术前静脉血样见表1，需强调本研究未要求严格禁食。术中，PPN组动脉血浆葡萄糖和胰岛素浓度显著高于饮料组和对照组（P<0.05，见表2）。血清甘油、血浆甘油三酯、游离脂肪酸、IGF-1和尿素水平在各组间无显著差异（表2）。

动脉血氨基酸浓度变化

相较于对照组，PPN输注显著增加了动脉血中蛋白源性氨基酸的总量（+81%），而饮料组无明显变化（−3.4%）。PPN显著提高了支链氨基酸（BCAA）水平，而饮料组反而较对照组有所下降。除BCAA外，其他氨基酸及酪氨酸在各组之间无明显差异（见表3）。

不同患者组骨骼肌组织基因表达总体变化

共识别出1217个差异表达基因（P<0.05）。饮料组和PPN组均与对照组相比，各有约500个转录本显著变化，大多数变化方向一致（上调或下调）（见图2B）。少数基因在两个干预组中呈相反趋势（如一组上调、另一组下调）（见图2B）。

表4列出了变化幅度最大的转录本，这些基因涉及多种功能：如饮料组上调的RFX2和CENPM与转录调控和细胞分裂相关；而血红蛋白基因簇（如HBG1、HBQ1、HBA2、HBD）中的多个基因则显著下调。TBC1D1基因（与葡萄糖转运和GLUT4易位有关）在饮料组中也显著下调。PPN组中，CISH（一种与细胞因子信号抑制相关的基因）上调超过4倍，MYH1（编码2X型快肌球蛋白）下调。

GO功能富集分析

研究使用算法工具对饮料组和PPN组与对照组相比的差异转录本，进行了GO富集分析，探讨其与细胞组分、生物过程和分子功能的关联。饮料组主要影响了细胞结构类基因；PPN则影响更广泛的分子功能与生物过程，包括蛋白结合、泛素化、磷酸化及自噬等（见图3）。此外，与饮料组相比，PPN组显示与“细胞分解代谢”相关基因表达显著升高。

与葡萄糖及蛋白质代谢相关的转录本变化

除了GO分析，研究还从ANOVA结果中手动筛选出与葡萄糖代谢和蛋白质合成相关的转录本（见表5）。在葡萄糖代谢相关基因（如PFKM、GYS1、TBC1D1）方面，PPN与饮料组表现相似，无显著差异。然而，PPN和饮料组在多种与蛋白质合成相关的基因表达上存在显著差异，PPN显著上调多种合成相关基因（如LARS2、EEF2），并下调自噬与抑制蛋白合成的因子（EIF2AK2、ULK1），提示PPN有助于促进蛋白合成、抑制降解。

结论

传统的术前夜间PPN可有效改善接受重大肿瘤手术患者的骨骼肌蛋白质代谢；相比之下，基于ERAS方案的术前口服碳水化合物补充未能改善骨骼肌分解代谢，因此不建议在重大肿瘤手术前使用。

醉翁之艺 点评

瑞典哥德堡大学的研究团队开展的此项随机对照试验，系统比较了三种术前干预方式对拟行重大胃肠道肿瘤手术患者骨骼肌代谢的影响：一是遵循ERAS推荐给予术前口服碳水化合物饮料，二是术前12小时给予外周静脉营养（PPN），三是以单纯输注Ringer液作为对照。研究特别聚焦于骨骼肌组织中与糖代谢、氨基酸代谢及蛋白质合成/分解相关的转录组学变化，深入分析了ERAS推荐策略与PPN对骨骼肌代谢通路的影响。

结果表明，相较于碳水化合物饮料组，PPN能够显著改善骨骼肌的蛋白质代谢状态。PPN通过同时输注高剂量葡萄糖和氨基酸，激活胰岛素-mTORC1信号通路，增强蛋白质合成、抑制泛素-蛋白酶体系统（UPS）及自噬介导的蛋白质降解。其可能机制包括：氨基酸池的扩张直接激活mTORC1通路，而PPN诱导的高胰岛素血症则进一步抑制肌肉蛋白降解通路。相比之下，尽管口服碳水化合物饮料可提升葡萄糖氧化，但其低蛋白含量（约24 g/L）不足以提高氨基酸可利用性，因而对蛋白质代谢无显著改善。对于营养高风险患者，单纯碳水化合物可能不足以逆转肌肉消耗风险。

因此，针对术前营养良好患者可以遵循ERAS推荐，口服碳水化合物饮料。然而，对于存在明显营养风险的患者（如体重下降≥10%或BMI<18.5），尤其是接受重大胃肠道肿瘤手术者，更应考虑术前联合应用PPN，以优化术前蛋白质合成代谢。

需要指出的是，本研究样本量相对较小（n=42），且未对术后肌肉功能恢复进行长期随访，相关结论尚需在更大规模的多中心研究中进一步验证。

参考文献

Iresjö BM, Smedh U, Engström C, et al. A randomized translational study on protein- and glucose metabolism in skeletal muscles evaluated by gene-ontology, following preoperative oral carbohydrate loading compared to overnight peripheral parenteral nutrition (PPN) before major cancer surgery. J Transl Med. 2024;22(1):675. doi:10.1186/s12967-024-05484-1.

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