膳食炎症指数与心理健康关联及其潜在机制研究进展

朱卓妍，伍晓艳，陶芳标

近年来，心理健康问题在全球呈增长趋势，成为全球性的公共卫生问题。WHO报告显示，全球近10亿人患有心理障碍，严重影响其经济状况、生活质量和寿命[1]。饮食对心理健康的影响已在大量研究中得到证实[2-3]，并可能通过饮食潜在的致炎性发挥作用[4]。膳食炎症指数（Dietary Inflammatory Index，DII）是评估不同饮食致炎可能性的客观指标。高DII饮食易诱发炎症反应，而低DII饮食则具有较好的抗炎作用。越来越多的研究显示，高DII饮食不仅与肥胖、心血管疾病、癌症呈正向关联，对心理健康问题也可能存在负面影响[5]。本研究综述了DII与心理健康问题关系的研究进展以及二者关联的潜在机制，为通过饮食干预促进心理健康提供科学依据。

1 膳食炎症指数评价方法的发展

饮食因素在调控慢性炎症中起着重要作用[6],对身心健康具有广泛而深远的意义。科学有效的评定标准是精准评价膳食致炎水平的前提。DII通过量化个人饮食中的炎症因素来评估膳食成分对人体总体炎症水平影响，并从饮食干预的角度调控机体炎症反应，为探究饮食致炎性提供了一个良好的研究范式。

基于既往文献回顾总结，Cavicchia等[7]于2009年正式提出DII的概念，用以评估膳食潜在的炎症可能性，但该文献中建立的DII评分方法存在食物参数具体计量单位不统一、仅考虑某种食物的绝对摄入量等缺陷，实际应用性不强。2014年，Shivappa等[8]在Cavicchia团队研究的基础上进一步发展完善了DII评价方法，建立了包括全球11个国家和地区具有区域代表性的世界膳食摄入量的数据库。该团队根据白介素-1β（IL-1β）、白介素-4（IL-4）、白介素-6（IL-6）、白介素-10（IL-10）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和C反应蛋白（CRP）六种炎症标志物来评价膳食对炎症反应的影响，并根据文献报道对炎症标志物进行加权评分，最终确定45种影响机体炎症反应的膳食成分，包括特定食品、营养素和生物活性物质。总炎症得分如表1所示。DII应用到人群中时，根据食物频率问卷（FFQ）、24 h饮食回忆记录或访谈评定个人膳食摄入量。参照全球膳食数据的平均值和标准差，计算个体每种食物参数摄入的Z评分，具体公式为：Z=（该膳食成分日摄入量-全球人均日摄入该膳食成分的平均数）/全球人均日摄入该膳食成分的标准差。相应数值见表1。再将Z评分转换为百分位数值，所得百分位数值乘以2后减去1进行中心化，得到以“0”为中心的对称分布，“-1”为最大程度抗炎，“1”为最大程度促炎。将所得值乘以文献提供的各类膳食成分的炎症效应评分，最后将所有膳食成分的DII评分结果相加后得到个人DII总评分。该评分方法广泛应用于膳食炎症评定，但在研究中一般根据实际情况选取其中部分膳食成分进行调查。

表1 膳食炎症评分表（节选）[8]

DII在应用过程中不断更新和完善，部分研究尝试建立适用于儿童的膳食炎症指数标准（Children’S Dietary Inflammatory Index，C-DII）[9]，仅通过食物摄入量计算膳食致炎性的经验性膳食炎症指数（Empirical Dietary Inflammatory Index，EDII）[10]以及基于食物的膳食炎症指数（Food-Based Index Of Dietary Inflammatory Potential，FBDI）[11]。这使得DII的应用范围更加广泛，并向实用化、简便化的方向发展。此外，越来越多的研究将DII与饮食模式联系起来，提示采取健康饮食模式的重要性。地中海饮食模式以水果、蔬菜、橄榄油、全谷物和鱼为主，红肉和黄油含量低，并适量饮红酒和摄入橄榄油，与较低的炎症水平有关[12]，而富含红肉、高脂肪乳制品和精制谷物的西方饮食则与较高水平的CRP、IL-6和纤维蛋白原有关[13-14]。随着经济、社会的不断发展和生活方式的改变，高脂肪、高热量的加工食品已成为世界人口饮食中的主要组成部分，并且呈不断增长的趋势[15]，也是高DII饮食流行的标志。偏西方化的高DII饮食模式会影响肠道菌群和宿主微生物相互作用，导致免疫失衡和炎症状态的加剧[16]，对人的健康产生损害。

2 DII与心理健康的关联性

目前心理健康问题具有普遍性，膳食不合理和营养不良与心理健康问题存在密切关联，并通过炎症机制发挥作用[4]。近年来，越来越多的研究将DII与心理健康问题联系起来，并通过横断面调查、纵向研究或Meta分析验证膳食的致炎水平对心理健康的影响。

2.1 心理困扰与幸福感

Bergmans等[17]通过对 11 592名成年人进行2次24 h饮食回顾调查（第1次体检时访谈收集，第2次3～10天后通过电话收集），取2次平均值后计算DII。研究结果显示，高DII饮食与心理困扰的发生风险呈正相关（OR=1.81，95%CI:1.20～2.71）。Salari-Moghaddam 等[4]通过 FDII调查膳食炎症性对心理障碍的影响，发现在调整年龄、性别、能量摄入后，促炎性饮食会增加心理困扰的发生率。爱尔兰一项横断面调查通过WHO-5幸福感指数量表调查幸福感状况，结果发现高DII饮食与低幸福感相关（OR=0.62，95%CI:0.46～0.83）；按年龄分层分析后，在男性中未发现DII与幸福感的关联，女性中仍有显著关联（OR=0.55，95%CI: 0.36～0.79）[18]。

2.2 情绪症状

抑郁、焦虑与压力是最常见的情绪症状。大量研究证实高DII饮食是抑郁、焦虑和压力症状的风险指标。美国国家健康与营养调查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）结果显示，DII评分的最高五分位组出现抑郁症状风险是DII评分最低五分位组的2.26倍（OR=2.26，95%CI: 1.60～3.20）[17]。随访研究结果表明，基线饮食DII水平可预测3年后情绪症状的变化；与食用大量水果、蔬菜、鱼类和全谷物食品相比，食用红肉、外卖、精加工食品和甜食的青少年3年后抑郁症状的发生率更高，提示低DII的食物可以通过抑制炎症减少抑郁症状发生的风险[19]。另有研究表明，促炎性食物与焦虑症状显著相关[4]。一项随机对照试验显示，抗炎性膳食成分对维护心理健康发挥着积极作用，摄入Ω-3多不饱和脂肪酸可减少14%的IL-6水平，减轻了20%的焦虑症状[20]。而在Phillips等[18]针对2 047名爱尔兰成年人的调查发现，在性别分层后，只有女性高DII评分与焦虑症状有关。伊朗一项针对299名15～18岁的女性青少年的调查显示，高DII饮食与心理压力呈显著正相关，抗炎饮食对女性青少年的心理健康具有潜在的保护作用[21]。Meta分析证据表明，在16～72岁人群中采用高DII饮食模式使抑郁发生的风险增加40%[22]。此外，饮食炎症水平与心理健康状况存在双向关联，提示促炎性饮食与心理健康问题可能形成恶性循环，未来需要进一步深入研究解释心理问题与饮食模式反向因果关系。

2.3 重性精神疾病（severe mental illnesses，SMI）

除抑郁与焦虑之外，高DII饮食可能与重度抑郁症（major depressive disorder，MDD）、双向情感障碍（bipolar disorder）、精神分裂症等重性精神疾病相关。Jahrami等[23]发现，高DII饮食会增加精神分裂症的发病风险。DII评分每增加一个单位，患精神分裂症的风险增加62%。来自美国一项病例对照研究发现，与对照组的健康者相比，MDD患者摄入固体脂肪、酒精和添加糖较多，水果摄入量少。同时，在食欲下降的MDD患者中发现高DII饮食与其抑郁和焦虑症状的严重程度有关；而未发现食欲增加的MDD患者中体内炎症标志物增加与饮食因素有关[24]。一项关于英国生物样本库（UK Biobank）的大样本调查显示，SMI患者相较于健康组摄入更多的碳水化合物、糖和脂肪（P＜0.001），调整年龄、性别、种族、BMI、社会剥夺（social deprivation）、受教育程度和总能量摄入后，精神分裂症和MDD患者膳食炎症水平显著升高，但并未发现双向情感障碍患者DII评分变化[25]。由于SMI病因复杂，未来还需要更多研究证实SMI全身炎症水平提高与饮食的关联强度，以及独立的饮食因素是否与SMI不良心理和神经认知有关。

3 膳食炎症指数与心理健康关联的潜在机制

心理健康问题的产生是生物遗传、社会经济和环境等多种因素共同作用的结果，可能由各种潜在机制引起，与机体循环炎症标志物增加有关[26]。炎症细胞因子与5-羟色胺、去甲肾上腺素、多巴胺等神经递质的代谢改变有关，是目前抑郁症、焦虑心理的药理学治疗的主要靶点[27]。高DII膳食所致的外源性促炎因子摄入可能增加心理健康问题的风险。

3.1 奖赏回路相关脑区变化

前额叶皮质、伏隔核、杏仁核和海马体组成了与情绪反应密切相关的奖赏回路。前额叶皮质与自我控制、抑制、评估和决策有关，而靠近中层皮质边缘区负责奖赏和情绪处理的脑区，可能导致负性情绪的产生和对负面刺激的反应增加[28]，杏仁核是调节恐惧和焦虑的重要脑区[29]，而抑郁与皮质纹状体奖赏回路的改变有关[30]，炎症是可能导致这些变化的病理生理基础。高DII饮食可通过刺激促炎细胞因子调节情绪中枢大脑边缘系统，增加机体炎症反应，减少脑白质基底节中多巴胺的释放并影响奖赏回路中神经激活[31]，会引起动机和快感缺失、心境不良，增加了内化性情绪障碍的易感性。

3.2 脑-肠轴的影响

已有研究表明，肠道菌群与抑郁、焦虑、压力、双向情感障碍和创伤后应激障碍（post-traumatic stress disorder，PTSD）等心理健康问题有关[32]。脑-肠轴是肠道神经系统与大脑中枢神经系统之间通过交感与副交感神经的联系，是DII影响精神和心理的可能途径。高DII饮食可能导致抗炎因子水平下降，引起肠道菌群的失调，通过脑-肠轴影响宿主大脑的功能，从而影响情绪、中枢神经系统感知。西方高DII饮食模式富含精制碳水化合物与饱和脂肪酸，高n-6和低n-3多不饱和脂肪酸、植物化学物质和膳食纤维含量低，破坏肠道屏障功能，增加肠道的通透性，使得细菌脂多糖（LPS）通过肠壁进入血液，与细胞表面Toll样受体（TLRs）结合，激活炎性反应信号通路中核转录因子-κB（NF-κB），并促进促炎因子过度表达，进而诱发下丘脑弓状核（摄食调节中心）的炎症和神经元死亡[33]。同时，高浓度LPS可能诱导迷走传入神经元的炎症反应，迅速激活小胶质细胞，导致神经炎症[34]，为精神疾病提供病理生理学基础。此外，饮食中的促炎细胞因子通过下丘脑-垂体-肾上腺轴增加皮质醇的合成[35]，长期高皮质醇血症可引起基因的甲基化，引起神经元不可逆损伤，影响情绪症状和精神状态。高DII饮食也可能通过氧化应激途径影响情绪症状。促炎细胞因子激活色氨酸-犬尿氨酸，通过N-甲基-D-天冬氨酸受体使喹啉酸和谷氨酸发挥作用，并与3-羟色氨结合，从而增强氧化应激[35]。大脑中的慢性氧化应激通过激活免疫相关通路和中枢神经系统固有免疫细胞、小胶质细胞，并释放细胞因子，可能加剧或增强神经炎症过程，触发神经元凋亡，是神经退行性疾病的重要因素[36-37]。

3.3 神经递质或神经营养因子的改变

促炎细胞因子可通过血脑屏障，影响与抑郁症相关的神经递质代谢、神经内分泌功能和神经可塑性。脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）集中于海马和前额叶皮质，与海马神经元的生长、发育、分化、增殖有关。BDNF通过多种途径促进神经元和胶质细胞的产生，参与兴奋性神经递质和抑制性递质的调节[38]，是抑郁症和双相情感障碍等精神疾病的重要生物标志物。已有研究表明，在不同的动物模型中，Ω-3脂肪酸、维生素D、维生素E、黄酮醇等抑炎膳食成分与BDNF的产生和表达存在关联，通过刺激大脑中5 -羟色胺神经元的突触生长来减少抑郁和焦虑。增加维生素D和Ω-3多不饱和脂肪酸的摄入可能有助于预防和调节脑功能障碍的严重程度[39-41]。而富含饱和脂肪酸与总脂肪的高DII饮食则与较低的BDNF水平有关，可通过增加机体促炎细胞因子，显著降低BDNF的基因和蛋白的表达，并导致神经元可塑性和神经功能下降和神经死亡，导致情绪、认知和行为障碍。值得注意的是，BDNF浓度下降导致海马复合体体积缩小，减少神经突触和胶质细胞的产生，可能增加抑郁障碍的风险[42]。

4 结语

综上所述，大部分研究已证实DII与心理健康问题存在关联，DII在不同的饮食模式中存在差异。高DII饮食诱发炎症反应，并通过大脑边缘系统奖赏回路、脑-肠轴、神经递质或神经营养因子等途径影响心理健康。《“健康中国2030”规划纲要》明确指出，要提高对常见精神障碍防治和心理行为问题识别干预水平。现有的研究证据提示通过“合理膳食”来促进“心理健康”的科学性，通过饮食干预避免可能带来的心理健康风险。然而，由于目前国内膳食炎症指数与心理健康关联的研究相对较少，同时研究者还要关注到个体的不良心理状态对饮食敏感性高，增加了不合理的饮食模式包括高DII膳食的风险，加重心理健康损害，形成恶性循环。因此，需在不同年龄层人群中开展多中心研究来进一步证实我国各地膳食结构及其DII与心理健康的关联，倡导通过前瞻性队列研究以揭示高DII与心理健康问题关联的方向性，深入探索关联的潜在生物学机制，为合理膳食和促进心理健康提供可靠的证据。