在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及營(yíng)養(yǎng)學(xué)，并更具體地但不只是涉及用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)一種或多種食物的反應(yīng)的方法和裝置。

在過(guò)去30年間，肥胖癥在成人、兒童和青少年中的患病率急劇增加并持續(xù)上升。肥胖癥的傳統(tǒng)定義是基于體脂百分比，或最近以來(lái)是基于體重指數(shù)（BMI），其定義為體重（Kg）除以身高（米）的平方所得的比率。

超重和肥胖癥與增大發(fā)生許多慢性老年疾病的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。此類(lèi)合并癥包括：2型糖尿病、高血壓、冠心病和血脂異常、膽結(jié)石和膽囊切除、骨關(guān)節(jié)炎、癌癥（乳腺癌、結(jié)腸癌、子宮內(nèi)膜癌、前列腺癌和膽囊）和睡眠呼吸暫停。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，降低這些疾病的嚴(yán)重程度的關(guān)鍵在于有效地減肥。盡管約30%至40%的人聲稱(chēng)試圖減肥或保持體重，現(xiàn)有療法似乎不起作用。除了控制飲食以外，藥物治療以及（在極端情況下）外科手術(shù)，是批準(zhǔn)用于治療超重和肥胖患者的輔助療法。藥物有副作用，而手術(shù)雖然有效，卻是極端措施，因而專(zhuān)用于病態(tài)肥胖。

Morris 等人[“Identification of Differential Responses to an Oral Glucose Tolerance Test in Healthy Adults,” 2013, PLoS ONE 8(8): e72890]識(shí)別出了針對(duì)口服葡萄糖耐受測(cè)試（OGTT）的差異反應(yīng)者。發(fā)現(xiàn)了針對(duì)OGTT的四種不同的代謝反應(yīng)，并通過(guò)不同水平的BMI、體脂和最大耗氧量表征。

國(guó)際公布No.WO2002100266公開(kāi)了采用參考人類(lèi)因素的數(shù)據(jù)庫(kù)的飲食技術(shù)。計(jì)算機(jī)接收用戶(hù)的人類(lèi)因素?cái)?shù)據(jù)并根據(jù)用戶(hù)數(shù)據(jù)和測(cè)得的血液特征預(yù)測(cè)所選定的該用戶(hù)的血液特征，以生成預(yù)測(cè)模型。然后根據(jù)輸入的人類(lèi)因素?cái)?shù)據(jù)查詢(xún)所述預(yù)測(cè)模型以生成并顯示預(yù)測(cè)的血液特征。還公開(kāi)了包含針對(duì)選定的血液特征的預(yù)測(cè)模型的數(shù)據(jù)庫(kù)的用途，所述選定的血液特征是人類(lèi)因素的函數(shù)。

國(guó)際公布No.WO2006079124公開(kāi)了對(duì)食品和/或鍛煉以能量單位的表征，其中與攝入食品相關(guān)的以線(xiàn)性單位表示的能量數(shù)量與所得的吸收到1型糖尿病患者血液中的血糖直接成正比。還公開(kāi)了對(duì)鍛煉以線(xiàn)性單位的表征，使得人在鍛煉時(shí)消耗的以線(xiàn)性單位表示的能量數(shù)量與所得的其血糖水平的降低直接成正比。

發(fā)明概述

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的一個(gè)方面，提供了預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的方法。該方法包括：選擇食物，其中所述個(gè)體對(duì)其的反應(yīng)是未知的；訪問(wèn)第一數(shù)據(jù)庫(kù)，其含有描述所述個(gè)體但不描述其對(duì)所選食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)；訪問(wèn)第二數(shù)據(jù)庫(kù)，其含有關(guān)于其它個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)；以及基于所選食物分析這些數(shù)據(jù)庫(kù)以估計(jì)所述個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于所述個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)，這些食物均不同于所選食物。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的一個(gè)方面，提供了預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的方法。該方法包括：選擇食物和食物攝入背景，其中所述個(gè)體對(duì)其的反應(yīng)是未知的；訪問(wèn)第一數(shù)據(jù)庫(kù)，其含有描述所述個(gè)體但不描述其對(duì)所選食物在所選食物攝入背景下的反應(yīng)的數(shù)據(jù)；訪問(wèn)第二數(shù)據(jù)庫(kù)，其含有關(guān)于其它個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)（其包括至少一名其它個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)）的數(shù)據(jù)；以及基于所選食物分析這些數(shù)據(jù)庫(kù)以估計(jì)所述個(gè)體對(duì)所選食物在所選食物攝入背景下的反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于所述個(gè)體對(duì)食物在相應(yīng)食物攝入背景下的反應(yīng)的數(shù)據(jù)，這些食物在所選食物攝入背景下均不同于所選食物。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述食物攝入背景選自：食物量、日時(shí)間、睡前或睡后的時(shí)間、鍛煉前或鍛煉后的時(shí)間、精神或生理狀態(tài)以及環(huán)境狀況。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述其它個(gè)體的反應(yīng)包括至少一名其它個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)缺乏任何其它個(gè)體對(duì)所選食物的任何反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述分析包括執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)程序。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)包含根據(jù)預(yù)定的分類(lèi)組群分類(lèi)的數(shù)據(jù)，其中所述分析包括根據(jù)所述分類(lèi)組群將所述個(gè)體分類(lèi)以提供特異于所述個(gè)體的分類(lèi)組，并且其中基于對(duì)應(yīng)于所述分類(lèi)組的所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的反應(yīng)估計(jì)所述個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目具有至少三個(gè)維度。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目具有至少四個(gè)維度。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目具有至少五個(gè)維度。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體并包含該個(gè)體所食用的食物并至少包含該個(gè)體對(duì)所述食物的升糖反應(yīng)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體，該個(gè)體在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)至少所述個(gè)體的部分微生物組概況表征。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體并包含該個(gè)體所食用的食物并至少包含與所述食物相關(guān)的獨(dú)特?cái)z入頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體并包含該個(gè)體所食用的食物并至少包含所述食物的部分化學(xué)組成。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體，該個(gè)體在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)至少所述個(gè)體的部分血液化學(xué)表征。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體，該個(gè)體在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)至少所述個(gè)體的遺傳學(xué)概況表征。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體，該個(gè)體在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)至少與所述個(gè)體相關(guān)的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)表征。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體，該個(gè)體在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)至少所述個(gè)體的身體狀況表征。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體，該個(gè)體在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通過(guò)至少所述個(gè)體的食物攝入習(xí)慣表征。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述第一和所述第二數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)多維條目，其中每個(gè)條目分別對(duì)應(yīng)于一名個(gè)體并包含該個(gè)體在一定時(shí)間內(nèi)所進(jìn)行的活動(dòng)的列表。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的一個(gè)方面，提供了計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品，該產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中存儲(chǔ)了程序指令，當(dāng)通過(guò)數(shù)據(jù)處理器讀取所述指令時(shí)，所述指令造成所述數(shù)據(jù)處理器接收食物（其中個(gè)體對(duì)所述食物的反應(yīng)是未知的）并執(zhí)行如上所述并任選地如下詳述的方法。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的一個(gè)方面，提供了用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的裝置。該裝置包括：用戶(hù)界面，其被配置成接收食物，其中所述個(gè)體對(duì)所述食物的反應(yīng)是未知的；和數(shù)據(jù)處理器，其具有存儲(chǔ)所述計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的一個(gè)方面，提供了構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的方法。該方法包括，針對(duì)一組個(gè)體中的每名個(gè)體：監(jiān)測(cè)該個(gè)體在至少數(shù)天的時(shí)間內(nèi)的血糖水平；監(jiān)測(cè)該個(gè)體在所述時(shí)間內(nèi)所食用的食物；分析所監(jiān)測(cè)的血糖水平和所監(jiān)測(cè)的食物以將升糖反應(yīng)與所食用的食物的至少一部分中的每種食物關(guān)聯(lián)起來(lái)；以及在至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中制作關(guān)于所述關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述方法中的所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含對(duì)應(yīng)于所述個(gè)體組中所有個(gè)體的組數(shù)據(jù)庫(kù)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，針對(duì)至少一名個(gè)體，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)還包含對(duì)應(yīng)于所述個(gè)體的個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述方法包括獲得關(guān)于所述個(gè)體和/或所述食物的額外數(shù)據(jù)，并在所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中制作所述額外數(shù)據(jù)的記錄。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述方法包括使用多維分析程序處理所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并響應(yīng)于所述分析更新所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述多維分析程序包括執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)程序。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序包含監(jiān)督學(xué)習(xí)程序。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序包含選自以下的至少一種程序：分類(lèi)、回歸、聚類(lèi)、支持向量機(jī)、線(xiàn)性建模、k-最近鄰分析、決策樹(shù)學(xué)習(xí)、集成學(xué)習(xí)程序、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、概率模型、圖形模型、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)和關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述個(gè)體的至少部分微生物組概況。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含與所述食物相關(guān)的獨(dú)特?cái)z入頻率。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述食物的至少部分化學(xué)組成。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述個(gè)體的至少部分血液化學(xué)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述個(gè)體的至少遺傳學(xué)概況。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含與所述個(gè)體相關(guān)的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述個(gè)體的身體狀況。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述個(gè)體的食物攝入習(xí)慣。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述額外數(shù)據(jù)包含所述個(gè)體在一定時(shí)間內(nèi)所進(jìn)行的活動(dòng)的列表。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述食物是食物產(chǎn)品。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述食物是食物類(lèi)型。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述食物是食物類(lèi)型家族。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述食物是多種食物的組合，所述多種食物中的每種食物分別選自食物產(chǎn)品、食物類(lèi)型和食物類(lèi)型家族。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述方法、產(chǎn)品或裝置是用于預(yù)防、控制和/或治療身體狀況，如與肥胖癥、代謝綜合征、糖尿病以及肝臟疾病或失調(diào)直接相關(guān)的狀況。

除非另行定義，否則本文中所用的全部技術(shù)和/或科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常所理解的相同的含義。盡管與本文所述那些類(lèi)似或等同的方法和材料可用于實(shí)踐或測(cè)試本發(fā)明的實(shí)施方案，但仍然在下文中描述了示例性方法和/或材料。在沖突的情況下，以本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)（包括定義在內(nèi)）為準(zhǔn)。另外，所述材料、方法和實(shí)施例僅為說(shuō)明性的而非旨在必要限制。

本發(fā)明的實(shí)施方案的方法和/或裝置的實(shí)施可涉及以手動(dòng)、自動(dòng)或其組合的方式執(zhí)行或完成所選任務(wù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的方法和/或裝置的實(shí)施方案的實(shí)際儀器和設(shè)備，若干選定的任務(wù)可以通過(guò)硬件、通過(guò)軟件或通過(guò)固件或通過(guò)其組合使用操作系統(tǒng)實(shí)施。

例如，用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的所選任務(wù)的硬件可以芯片或電路的形式實(shí)施。至于軟件，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的所選任務(wù)可以多個(gè)軟件指令的形式實(shí)施，所述多個(gè)軟件指令通過(guò)計(jì)算機(jī)使用任何合適的操作系統(tǒng)執(zhí)行。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方案中，根據(jù)如本文所述的方法和/或裝置的示例性實(shí)施方案的一項(xiàng)或多項(xiàng)任務(wù)通過(guò)數(shù)據(jù)處理器（如用于執(zhí)行多個(gè)指令的計(jì)算平臺(tái)）執(zhí)行。任選地，所述數(shù)據(jù)處理器包括易失性存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)，和/或非易失性存儲(chǔ)（例如，硬磁盤(pán)和/或可移動(dòng)介質(zhì)），用于存儲(chǔ)指令和/或數(shù)據(jù)。任選地，也提供了網(wǎng)絡(luò)連接。任選地也提供了顯示器和/或用戶(hù)輸入設(shè)備（如鍵盤(pán)或鼠標(biāo)）。

附圖的若干視圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

本文僅以舉例的方式，結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方案。現(xiàn)在具體結(jié)合附圖的細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)所示具體內(nèi)容是以舉例的方式并出于說(shuō)明討論本發(fā)明的實(shí)施方案的目的。就此而言，附圖說(shuō)明使得如何實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施方案對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)。

在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的適用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的方法的流程圖；

圖2A和2B是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)（圖2A）和組數(shù)據(jù)庫(kù)（圖2B）的代表性圖解；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的適用于構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的方法的流程圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的研究的參與者的原始血糖測(cè)量結(jié)果的實(shí)例；

圖5A-F示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的研究的參與者的血糖反應(yīng)的柱狀圖；

圖5G示出了如根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的不同個(gè)體對(duì)葡萄糖、面包和面包加黃油的反應(yīng)的聚類(lèi)；

圖6A-C示出了如根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的研究過(guò)程中獲得的葡萄糖（圖6A）、面包（圖6B）和面包加黃油（圖6C）的兩組重復(fù)測(cè)量結(jié)果的血糖反應(yīng)的比較；

圖7A-E示出了如根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的研究過(guò)程中，所有研究參與者的餐食中的碳水化合物量與升糖反應(yīng)間的相關(guān)性柱狀圖（圖7A）、在碳水化合物量與升糖反應(yīng)間具有低相關(guān)性的兩名參與者的實(shí)例（圖7B和7C）和具有高的此類(lèi)相關(guān)性的兩名參與者的實(shí)例（圖7D和7E）；

圖8A-D 示出了如根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的研究過(guò)程中獲得的 升糖反應(yīng)的預(yù)測(cè)結(jié)果；

圖9A-G示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案通過(guò)分析所獲得的結(jié)果，所述分析包括使用決策樹(shù)的隨機(jī)梯度boosting；

圖10A-B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案使用組數(shù)據(jù)庫(kù)（包含其它個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)）和個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)（包含描述該個(gè)體的數(shù)據(jù)但不包含對(duì)任何食物的任何反應(yīng)）獲得的血糖水平預(yù)測(cè)；

圖11是條形圖，其表明：相比不良周，在良好周的平均升糖反應(yīng)更低。在良好周（綠色）和不良周（紅色），16名參與者的平均iAUCmed水平。iAUCmed是相對(duì)于進(jìn)餐前15分鐘的中值血糖水平，在進(jìn)餐后的頭兩個(gè)小時(shí)內(nèi)，曲線(xiàn)下方面積（AUC）的增量。參與者的iAUCmed水平是其所有早餐、午餐和晚餐的平均iAUCmed。在x軸上，IG代表血糖受損的參與者，而H代表健康的參與者。符號(hào)IG/H后方括號(hào)內(nèi)的第一個(gè)數(shù)字是6天實(shí)驗(yàn)的平均起床血糖水平，而方括號(hào)內(nèi)的第二個(gè)數(shù)字是實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)的HbA1C；

圖12是坐標(biāo)圖，其表明：對(duì)餐食的升糖反應(yīng)遵循晝夜變化規(guī)律，其中早餐具有最低反應(yīng)，然后是午餐，而晚餐具有最高反應(yīng)。每個(gè)點(diǎn)均代表：相比良好周（y軸），不良周（x軸）的餐食的平均iAUCmed。大多數(shù)點(diǎn)位于x=y線(xiàn)的下方，意味著：平均而言，相比良好周，不良周的AUC更高。示出了早餐（紅色）、午餐（綠色）和晚餐（藍(lán)色）的iAUCmed水平。實(shí)心點(diǎn)對(duì)應(yīng)血糖受損的參與者，而空心點(diǎn)對(duì)應(yīng)健康的個(gè)體。相比午餐（綠線(xiàn)）然后是晚餐（綠線(xiàn)），血糖受損的參與者的所有早餐（紅線(xiàn)）的線(xiàn)性擬合的斜率是最高的。虛線(xiàn)對(duì)應(yīng)健康的參與者，而實(shí)線(xiàn)對(duì)應(yīng)血糖受損的參與者；

圖13A-B是曲線(xiàn)圖，其表明：在通過(guò)餐食卡路里和碳水化合物水平的歸一化之后，進(jìn)餐后的AUC顯示出晝夜變化規(guī)律。圖13A示出了通過(guò)餐食卡路里含量歸一化的iAUCmed，而圖13B示出了通過(guò)餐食碳水化合物含量歸一化的iAUCmed。

發(fā)明的具體實(shí)施方式

在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明涉及營(yíng)養(yǎng)學(xué)，并更具體地但不只是涉及用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)一種或多種食物的反應(yīng)的方法和裝置。

在詳細(xì)闡釋本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案之前，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不一定受限于其在以下說(shuō)明中提及的和/或在附圖和/或?qū)嵤├惺境龅牟考?或方法的具體構(gòu)造和布置方式中的應(yīng)用。本發(fā)明可以有其他的實(shí)施例或以各種方式實(shí)施或使用。

本實(shí)施方案采用計(jì)算方法用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的目的，以及任選地但非必須地，用于解讀微生物群對(duì)此類(lèi)反應(yīng)的貢獻(xiàn)。那些其對(duì)食物的反應(yīng)是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案而預(yù)測(cè)的個(gè)體，在下文中被稱(chēng)為分析個(gè)體。本實(shí)施方案優(yōu)選地探究先前收集的有關(guān)不同于分析個(gè)體的多名個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的理解。此多名個(gè)體在下文中被稱(chēng)為“其它個(gè)體”。

在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案中，預(yù)測(cè)的反應(yīng)包括預(yù)測(cè)的在個(gè)體食用食物之后立刻或短時(shí)間后將發(fā)生的血糖水平變化。個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)任選地和優(yōu)選地是針對(duì)這樣的食物進(jìn)行預(yù)測(cè)的：該個(gè)體對(duì)所述食物的反應(yīng)是未知的。例如，本實(shí)施方案可以預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)以下的反應(yīng)：其從未食用過(guò)的食物、過(guò)去食用過(guò)的但沒(méi)有確定對(duì)其的反應(yīng)的食物、或過(guò)去已知該個(gè)體對(duì)其的反應(yīng)但懷疑由于該個(gè)體的條件（例如，健康狀況、生長(zhǎng)、微生物組含量）變化而發(fā)生了改變的食物。本實(shí)施方案可以預(yù)測(cè)這樣的個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)：所述反應(yīng)在特定的食物攝入背景下是已知的，但在另一個(gè)食物攝入背景下是未知的。食物攝入背景可以包括但不限于：進(jìn)食量、在一天中的什么時(shí)間進(jìn)食、在睡前或睡后的什么時(shí)間進(jìn)食、在鍛煉前或鍛煉后的什么時(shí)間進(jìn)食、在食物攝入期間個(gè)體的精神或生理狀態(tài)（例如，壓力水平、疲勞程度、心情、疼痛、姿勢(shì)）、食物攝入期間的環(huán)境狀況（例如，溫度、進(jìn)食地點(diǎn)、共同進(jìn)食的個(gè)體數(shù)量）等。因此，例如，對(duì)于個(gè)體在早晨對(duì)其的反應(yīng)是已知的食物而言，本實(shí)施方案可以預(yù)測(cè)該個(gè)體在中午或之后對(duì)該食物的反應(yīng)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述食物是食物產(chǎn)品（例如，由特定生產(chǎn)商或由生產(chǎn)相同食物產(chǎn)品的兩個(gè)或更多個(gè)生產(chǎn)商銷(xiāo)售的特定食物產(chǎn)品）。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述食物是食物類(lèi)型（例如，具有不同改變形式的食物，例如，白米，其可具有不同種類(lèi)，但都稱(chēng)為“白米”，或全麥面包，其可能回溯自各種混合物，等等）。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述食物是食物類(lèi)型家族。所述家族可以根據(jù)食物類(lèi)型的主要成分而分類(lèi)，例如，甜食、乳制品、水果、香草（herb）、蔬菜、魚(yú)類(lèi)、肉類(lèi)等。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述食物類(lèi)型家族是食物組，如但不限于：碳水化合物，其是涵蓋了富含碳水化合物的食物類(lèi)型的家族；蛋白質(zhì)，其是涵蓋了富含蛋白質(zhì)的食物類(lèi)型的家族；和脂肪，其是涵蓋了富含脂肪的食物類(lèi)型的家族；礦物質(zhì)，其是涵蓋了富含礦物質(zhì)的食物類(lèi)型的家族；維生素，其是涵蓋了富含維生素的食物類(lèi)型的家族，等等。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述食物是食物組合，其包括了多種不同食物產(chǎn)品和/或不同食物類(lèi)型和/或不同食物家族。此類(lèi)組合被稱(chēng)為“復(fù)合餐食”。所述復(fù)合餐食可以作為構(gòu)成所述組合的食物產(chǎn)品、食物類(lèi)型和/或食物類(lèi)型家族的列表而提供。所述列表可能包括或不包括組合中各種食物產(chǎn)品、食物類(lèi)型和/或食物類(lèi)型家族的具體的量。

本文所述的任何方法均可以多種形式體現(xiàn)。例如，其可以體現(xiàn)在有形介質(zhì)（如計(jì)算機(jī)）上用于進(jìn)行所述方法操作。其可以體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)（包含計(jì)算機(jī)可讀指令）上用于進(jìn)行所述方法操作。其也可以體現(xiàn)在具有數(shù)字計(jì)算機(jī)能力的電子裝置上，所述數(shù)字計(jì)算機(jī)能力被布置成在有形介質(zhì)上運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序或在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上執(zhí)行指令。

實(shí)施本實(shí)施方案的方法的計(jì)算機(jī)程序通?？梢栽趥鞑ソ橘|(zhì)（如但不限于CD-ROM或閃存介質(zhì)）上被傳播給用戶(hù)。從傳播介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序可以被復(fù)制到硬盤(pán)或類(lèi)似的中間存儲(chǔ)介質(zhì)上。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，實(shí)施本實(shí)施方案的方法的計(jì)算機(jī)程序可以通過(guò)允許用戶(hù)經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)（例如，互聯(lián)網(wǎng)）遠(yuǎn)程下載程序而被傳播給用戶(hù)。所述計(jì)算機(jī)程序可以通過(guò)如下運(yùn)行：從其傳播介質(zhì)或其中間存儲(chǔ)介質(zhì)加載計(jì)算機(jī)指令至計(jì)算機(jī)執(zhí)行內(nèi)存，配置計(jì)算機(jī)以根據(jù)本發(fā)明的方法運(yùn)作。所有這些操作均是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的。

現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的適用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的方法的流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，除非另行定義，否則下文所述的操作可以多種執(zhí)行組合或順序同時(shí)或依序執(zhí)行。具體地講，該流程圖的順序不被視為限制性的。例如，在以下描述中或流程圖中以特定順序出現(xiàn)的兩個(gè)或更多個(gè)操作，可以不同順序（例如，反序）或基本上同時(shí)執(zhí)行。另外，下述若干操作是任選的并且可以不執(zhí)行。

所述方法從10開(kāi)始并繼續(xù)到11，在該處選定食物，其中個(gè)體對(duì)所述食物的反應(yīng)是未知的。食物產(chǎn)品可以選自食物列表，所述列表可通過(guò)例如用戶(hù)界面裝置或組件（如觸摸屏或顯示裝置和鍵盤(pán)）而被提供給個(gè)體或其它用戶(hù)。任選地，可以向用戶(hù)提供主要食物類(lèi)型家族的列表以供選擇。根據(jù)食物類(lèi)型家族的選擇，如果需要，可以任選地提供屬于該家族的食物類(lèi)型列表以供選擇。根據(jù)食物類(lèi)型的選擇，如果需要，可以任選地提供食物產(chǎn)品列表，用戶(hù)可以從中選擇食物。還設(shè)想了這樣的實(shí)施方案，其中個(gè)體或其它用戶(hù)使用鍵盤(pán)輸入食物。任選地，當(dāng)用戶(hù)輸入時(shí)，采用補(bǔ)全算法（例如，文字補(bǔ)全），如本領(lǐng)域中已知的。食物的選擇可以任選地并優(yōu)選地伴隨針對(duì)所選食物的選擇食物攝入背景。例如，可以向用戶(hù)提供食物攝入背景的列表以供選擇。

所述方法繼續(xù)至12，在此處， 訪問(wèn)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù) 。所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)以計(jì)算機(jī)可讀形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，并且任選地并優(yōu)選地通過(guò)數(shù)據(jù)處理器（如通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娐罚┰L問(wèn)。

所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包含描述該個(gè)體的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述 個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù) 包含關(guān)于該個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)。在圖2A中提供了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)22的代表性圖解。

所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)可以被布置為構(gòu)成該個(gè)體對(duì)相應(yīng)食物組的一組反應(yīng)。在所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中的食物的數(shù)量?jī)?yōu)選地為至少10或至少20或至少30或更多。當(dāng)以組的形式定義食物和反應(yīng)時(shí)，食物的數(shù)量可以被定義為所述組的大小（各組中要素的數(shù)量）。

在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案中，所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于該個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)，但不包含該個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。換句話(huà)講，在這些實(shí)施方案中，食物組中沒(méi)有食物是在11所選擇的食物。與所選食物具有一些相似性的食物可能存在于所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中。例如，如果選擇了一種食物產(chǎn)品，那么所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)選地不包含該特定食物產(chǎn)品，但可能任選地并優(yōu)選地包含與所選食物產(chǎn)品屬于相同類(lèi)型或相同類(lèi)型家族的食物產(chǎn)品。例如，如果選擇了一種食物類(lèi)型，那么所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)選地不包含該食物類(lèi)型，但可能任選地并優(yōu)選地包含與所選食物類(lèi)型屬于相同類(lèi)型家族的食物類(lèi)型。在其中還選擇了食物攝入背景的實(shí)施方案中，所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)可能任選地包含該個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)，但優(yōu)選地在不同于所選背景的背景下。

雖然對(duì)上述實(shí)施方案的描述中特別強(qiáng)調(diào)了個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)，但應(yīng)當(dāng)理解，所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)可能缺乏該個(gè)體對(duì)食物的任何反應(yīng)。所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)可以包含描述該個(gè)體的任何數(shù)據(jù)。不同于對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型的代表性實(shí)例包括但不限于：微生物組概況、部分微生物組概況、個(gè)體的血液化學(xué)、個(gè)體的部分血液化學(xué)、個(gè)體的遺傳學(xué)概況、與個(gè)體相關(guān)的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)、個(gè)體的身體狀況、個(gè)體的食物攝入習(xí)慣等。這些和其它數(shù)據(jù)類(lèi)型更詳細(xì)地描述于下。

所述方法繼續(xù)至13，在此處，訪問(wèn)組數(shù)據(jù)庫(kù)。所述組數(shù)據(jù)庫(kù)以計(jì)算機(jī)可讀形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，并且任選地并優(yōu)選地通過(guò)數(shù)據(jù)處理器（如通用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ秒娐罚┰L問(wèn)。兩種數(shù)據(jù)庫(kù)均可以存儲(chǔ)在相同介質(zhì)上并任選地和優(yōu)選地通過(guò)相同的數(shù)據(jù)處理器訪問(wèn)。

在圖2B中提供了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的組數(shù)據(jù)庫(kù)24的代表性圖解。所述組數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于其它個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的數(shù)據(jù)。然而，不同于可能任選地僅包含分析個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)，組數(shù)據(jù)庫(kù)的反應(yīng)包括其它個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)。所述組數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)可以被布置為構(gòu)成對(duì)相應(yīng)食物組的一組反應(yīng)。

在圖2A示出的個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，每個(gè)條目均可以元組(F, R)的形式描述，其中F表示數(shù)據(jù)庫(kù)中的特定食物，而R表示該個(gè)體對(duì)F的反應(yīng)。因此，該示例性圖解是二維數(shù)據(jù)庫(kù)，其中所有要素均可以通過(guò)食物和相應(yīng)反應(yīng)張成的二維空間中的向量描述。在圖2B示出的組數(shù)據(jù)庫(kù)中，每個(gè)條目均可以元組(S, F, R)的形式描述，其中S表示組數(shù)據(jù)庫(kù)中的特定個(gè)體，F表示特定食物，而R表示個(gè)體S對(duì)食物F的反應(yīng)。因此，該示例性圖解是三維數(shù)據(jù)庫(kù)，其中所有要素均可以通過(guò)個(gè)體、食物和相應(yīng)反應(yīng)張成的三維空間中的向量描述。本發(fā)明的一些實(shí)施方案設(shè)想了使用具有更高維度的數(shù)據(jù)庫(kù)。此類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)在下文中有述。

所述組數(shù)據(jù)庫(kù)可能任選地并優(yōu)選地還包含所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)或多個(gè)、更優(yōu)選全部的條目。在其中組數(shù)據(jù)庫(kù)包含所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)的全部條目的實(shí)施方案中，不必使用兩個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)檎麄€(gè)數(shù)據(jù)集都被包含在一個(gè)包容性數(shù)據(jù)庫(kù)中。此類(lèi)包容性數(shù)據(jù)庫(kù)還任選地并優(yōu)選地以這樣的方式注釋?zhuān)浩湓试S區(qū)分所述包容性數(shù)據(jù)庫(kù)中與分析個(gè)體相關(guān)的的部分和所述包容性數(shù)據(jù)庫(kù)中僅與其它個(gè)體相關(guān)的部分。在本公開(kāi)的上下文中，所述包容性數(shù)據(jù)庫(kù)中與分析個(gè)體相關(guān)的部分被稱(chēng)為個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)，即使當(dāng)其并未以單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)的形式提供時(shí)。類(lèi)似地，所述包容性數(shù)據(jù)庫(kù)中僅與其它個(gè)體相關(guān)的部分被稱(chēng)為組數(shù)據(jù)庫(kù)，即使當(dāng)其并未以單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫(kù)的形式提供時(shí)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述組數(shù)據(jù)庫(kù)包含在11選擇的食物和一名或多名其它個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)，但不包含分析個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，分析個(gè)體對(duì)在11選擇的食物的反應(yīng)既不在所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，也不在所述組數(shù)據(jù)庫(kù)中。

組數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)選包含許多個(gè)體（例如，至少10名個(gè)體或至少100名個(gè)體，例如，500名個(gè)體或更多）對(duì)食物的反應(yīng)。在組數(shù)據(jù)庫(kù)中的不同食物的數(shù)量任選地并優(yōu)選地大于在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中的不同食物的數(shù)量。兩種數(shù)據(jù)庫(kù)均可包含相同數(shù)量的不同食物類(lèi)型和/或不同食物類(lèi)型家族。然而，這并不是必須的，因?yàn)檫@兩種數(shù)據(jù)庫(kù)之間不同食物類(lèi)型的數(shù)量和/或不同食物類(lèi)型家族的數(shù)量可能不同。

由于組數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于多名個(gè)體的數(shù)據(jù)，所以該數(shù)據(jù)庫(kù)中的食物組可能包含重復(fù)要素。例如，簡(jiǎn)單起見(jiàn)，考慮三名個(gè)體（標(biāo)注為S₁、S₂和S₃）以及四種食物（標(biāo)注為F₁、F₂、F₃和F₄）。假設(shè)該組數(shù)據(jù)庫(kù)包含關(guān)于這三名個(gè)體和這些食物的數(shù)據(jù)，其中所述組數(shù)據(jù)庫(kù)包含個(gè)體S₁和S₂分別對(duì)全部四種食物的反應(yīng)，以及個(gè)體S₃對(duì)食物F₁、F₂和F₃但沒(méi)有對(duì)F₄的反應(yīng)（注意，在不喪失一般性的同時(shí)，這符合其中S₃是分析個(gè)體而F₄是所選食物的情況）。在此實(shí)例中，食物F₁、F₂和F₃可能在所述組數(shù)據(jù)庫(kù)中各出現(xiàn)三次，而食物F₄可能在所述組數(shù)據(jù)庫(kù)中出現(xiàn)兩次。在數(shù)學(xué)上，用R_ij指代第i名個(gè)體對(duì)第j種食物的反應(yīng)，組數(shù)據(jù)庫(kù)的反應(yīng)組可以是{R₁₁、R₁₂、R₁₃、R₁₄、R₂₁、R₂₂、R₂₃、R₂₄、R₃₁、R₃₂、R₃₃}，而組數(shù)據(jù)庫(kù)的食物組可以是{F₁、F₂、F₃、F₄、F₁、F₂、F₃、F₄、F₁、F₂、F₃}。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然本文所述的數(shù)據(jù)庫(kù)可以組的形式布置，但在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中也設(shè)想了其它類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一些數(shù)據(jù)還可以如上所示被布置成組的形式。

一旦數(shù)據(jù)庫(kù)被訪問(wèn)，則所述方法繼續(xù)至14，此處，基于所選食物分析所述數(shù)據(jù)庫(kù)以估計(jì)該個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。此分析可以不止一種方式執(zhí)行。在下文中提供了適用于分析根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的數(shù)據(jù)庫(kù)的示例性技術(shù)。

所述方法任選地并優(yōu)選地繼續(xù)至15，此處，將估計(jì)的反應(yīng)至少暫時(shí)地存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，從中可以根據(jù)需要提取或顯示所述反應(yīng)。在一些實(shí)施方案中，所述方法繼續(xù)至16，此處，使用所估計(jì)的反應(yīng)更新所述數(shù)據(jù)庫(kù)之一或兩者。

所述方法在17結(jié)束。

在提供用于預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的方法的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明之前，如上所述并根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，將要關(guān)注于優(yōu)點(diǎn)及其提供的潛在應(yīng)用。

本發(fā)明人證實(shí)了本實(shí)施方案的方法提供個(gè)體反應(yīng)（例如葡萄糖、膽固醇、鈉、鉀、鈣）的個(gè)人預(yù)測(cè)的能力，這些個(gè)人預(yù)測(cè)切合該個(gè)體的各種收集的參數(shù)。本實(shí)施方案因此提供了基于個(gè)人的營(yíng)養(yǎng)學(xué)，這是對(duì)傳統(tǒng)上基于經(jīng)驗(yàn)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)的顯著改善。本實(shí)施方案可以用作主要預(yù)防或減少正常和易感個(gè)體的例如高血糖風(fēng)險(xiǎn)的手段。本實(shí)施方案提供了生物和計(jì)算工具箱，其結(jié)合了個(gè)體的飲食習(xí)慣并任選地還有遺傳學(xué)和/或微生物群，以預(yù)測(cè)他/她對(duì)各種未測(cè)試食物的反應(yīng)（例如，升糖反應(yīng)）。

本實(shí)施方案可用于提供個(gè)體特異性飲食干預(yù)的個(gè)體化預(yù)測(cè)，例如，出于一級(jí)和/或二級(jí)預(yù)防和/或治療和/或控制身體狀況的目的，所述身體狀況如與肥胖癥、代謝綜合征、糖尿病和肝臟疾病或失調(diào)直接相關(guān)的狀況。

一般來(lái)講，術(shù)語(yǔ)“預(yù)防”、“控制”和“治療”涵蓋了：預(yù)防個(gè)體中疾病或癥狀的發(fā)展，該個(gè)體可能具有所述疾病或所述癥狀的易感體質(zhì)但尚未診斷出患有所述疾病或所述癥狀；抑制疾病的癥狀，即，抑制或延遲其進(jìn)展；以及緩解疾病的癥狀，即，所述疾病或所述癥狀消退，或所述癥狀的進(jìn)展逆轉(zhuǎn)。

可根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案控制或治療所有類(lèi)型的肥胖癥，包括但不限于：內(nèi)源性肥胖、外源性肥胖、胰島功能亢進(jìn)性肥胖、增生性肥大性肥胖、肥大性肥胖、甲狀腺功能減退性肥胖和病態(tài)肥胖。例如，本實(shí)施方案可以用于減慢、停止或逆轉(zhuǎn)體重增長(zhǎng)，特別是體脂增長(zhǎng)，導(dǎo)致體重保持或下降。體重或體脂下降可通過(guò)降低血壓、總膽固醇、LDL膽固醇和甘油三酯而防止心血管疾病，并可緩解與慢性疾?。ㄈ绺哐獕?、冠心病、2型糖尿病、高脂血癥、骨關(guān)節(jié)炎、睡眠呼吸暫停和退行性關(guān)節(jié)疾?。┫嚓P(guān)的癥狀。

代謝綜合征或綜合征X，是伴隨有各種異常（包括高血壓、高甘油三酯血癥、高血糖、低水平的HDL-C和腹型肥胖）的復(fù)雜的多因素疾病。具有這些特征的個(gè)體通常表現(xiàn)出血栓前和促炎癥反應(yīng)狀態(tài)?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明代謝綜合征確實(shí)是一種綜合征（一種風(fēng)險(xiǎn)因素分組）。

根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）指導(dǎo)原則，如果個(gè)體表現(xiàn)出：a)高血壓(>140 mm Hg 收縮壓 或 >90 mm Hg 舒張壓)；b) 血脂異常，定義為升高的血漿甘油三酯(150 mg/dL)和/或低高密度脂蛋白(HDL)膽固醇(<35 mg/dL 男性，<39 mg/dL 女性)；c)內(nèi)臟型肥胖，定義為高體重指數(shù)(BMI)(30 kg/m2)和/或高腰臀比(>0.90 男性，>0.85 女性)；和 d) 微量白蛋白尿(尿白蛋白排泄率：20 g/min)，則存在代謝綜合征。參見(jiàn)WHO-國(guó)際高血壓學(xué)會(huì)高血壓管理指南（International Society of Hypertension Guidelines for the Management of Hypertension）。指導(dǎo)委員會(huì)（Guidelines Subcommittee）。J. Hypertens.17:151-183, 1999。

根據(jù)全美膽固醇教育計(jì)劃（NCEP ATP III 研究），如果存在下列五(5)項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素中的三(3)項(xiàng)或更多項(xiàng)，則診斷為代謝綜合征：1)腰圍 >102 cm (40 in) 男性 或 >88 cm (37 in) 女性；2)甘油三酯水平：150 mg/dL；3)HDL膽固醇水平 <40 mg/dL 男性 或 <50 mg/dL 女性；4)血壓 >130/85 mm Hg；或5)空腹血糖 >110 mg/dL。JAMA 285: 2486-2497, 2001。

與代謝綜合征相關(guān)的各項(xiàng)失調(diào)自身就是風(fēng)險(xiǎn)因素，并且可以促發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化、心血管疾病、腦卒中、全身性微血管和大血管并發(fā)癥以及其它不良健康后果。然而，當(dāng)同時(shí)存在時(shí)，這些因素對(duì)增加的心血管疾病、腦卒中以及全身性微血管和大血管并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)具有預(yù)測(cè)性。

本實(shí)施方案可以降低代謝綜合征的癥狀的嚴(yán)重程度和/或數(shù)量，如在分析個(gè)體中所示。此類(lèi)癥狀可包括：血糖升高、葡萄糖耐受不良、胰島素抵抗、甘油三酯升高、LDL膽固醇升高、低高密度脂蛋白（HDL）膽固醇、血壓升高、腹型肥胖、促炎癥反應(yīng)狀態(tài)和血栓前狀態(tài)。本實(shí)施方案還可以降低發(fā)展相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)，和/或推遲此類(lèi)疾病的發(fā)作。此類(lèi)相關(guān)疾病包括：心血管疾病、冠心病和其它與動(dòng)脈壁斑塊有關(guān)的疾病以及糖尿病。

糖尿病包括：例如，1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠期糖尿病、糖尿病前期、緩慢發(fā)作的自身免疫性1型糖尿病（LADA）、高血糖和代謝綜合征。所述糖尿病可能是顯性的、確診的糖尿病，例如，2型糖尿病，或是糖尿病前期狀況。

糖尿?。╠iabetes mellitus）（本文中一般稱(chēng)為“糖尿?。╠iabetes）”）是以血糖調(diào)節(jié)受損為特征的疾病。糖尿病是當(dāng)胰腺無(wú)法產(chǎn)生足夠的胰島素或當(dāng)身體無(wú)法有效利用所產(chǎn)生的胰島素時(shí)而發(fā)生的慢性疾病，其導(dǎo)致血液中葡萄糖濃度升高（高血糖）。糖尿病可分為1型糖尿?。ㄒ葝u素依賴(lài)型、青少年或兒童期發(fā)作的糖尿?。?型糖尿?。ǚ且葝u素依賴(lài)型或成年期發(fā)作的糖尿?。?、LADA糖尿?。ǔ赡晖砥谧陨砻庖咝蕴悄虿。┗蛉焉锲谔悄虿?。另外，中間狀況（如葡萄糖耐受性異常和空腹血糖異常）被認(rèn)為是表明發(fā)展出2型糖尿病的高風(fēng)險(xiǎn)的狀況。

在1型糖尿病中，由于胰腺β細(xì)胞的自身免疫性破壞而缺乏胰島素生產(chǎn)。所述自身免疫性破壞具有若干可在體液和組織中檢測(cè)到的標(biāo)記物，包括：胰島細(xì)胞自身抗體、胰島素自身抗體、谷氨酸脫羧酶自身抗體和酪氨酸磷酸酶ICA512/IA-2自身抗體。在2型糖尿?。ㄕ际澜缟咸悄虿〉?0%）中，胰島素分泌可能不足，但據(jù)信，外周組織胰島素抵抗才是主要缺陷。2型糖尿病通常（盡管并非總是）與肥胖癥（胰島素抵抗的成因之一）相關(guān)。

2型糖尿病之前通常具有糖尿病前期，其中血糖水平高于正常但尚未高到足以被診斷為糖尿病。

術(shù)語(yǔ)“糖尿病前期”，如本文所用，可與術(shù)語(yǔ)“葡萄糖耐受性異?！被颉翱崭寡钱惓！被Q使用，這些都是涉及用于測(cè)量血糖水平的測(cè)試的術(shù)語(yǔ)。

糖尿病中的慢性高血糖與影響微血管和/或大血管的多種（主要是血管）并發(fā)癥相關(guān)。這些遠(yuǎn)期并發(fā)癥包括：視網(wǎng)膜病變（導(dǎo)致焦距模糊、視網(wǎng)膜脫離以及部分或全部視力喪失）、腎臟病變（導(dǎo)致腎功能衰竭）、神經(jīng)病變（導(dǎo)致疼痛、麻木以及四肢失去知覺(jué)，并可能會(huì)導(dǎo)致足部潰瘍和/或截肢），心臟病變（導(dǎo)致心力衰竭）和感染風(fēng)險(xiǎn)增加。2型糖尿病或非胰島素依賴(lài)型糖尿病（NIDDM）與利用葡萄糖的組織（如脂肪組織、肌肉和肝臟）對(duì)胰島素的生理作用的抵抗有關(guān)。與NIDDM相關(guān)的長(zhǎng)期高血糖可以導(dǎo)致引起衰弱的并發(fā)癥，包括：腎臟病變（通常必須透析或腎移植）；周?chē)窠?jīng)病變；視網(wǎng)膜病變（導(dǎo)致失明）；下肢潰瘍和壞死（導(dǎo)致截肢）；脂肪肝（可能發(fā)展為肝硬化）；以及易發(fā)冠心病和心肌梗死。本實(shí)施方案可以用于降低發(fā)展糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)，或推遲此類(lèi)疾病的發(fā)作。本實(shí)施方案可以用于降低發(fā)展相關(guān)并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，和/或推遲此類(lèi)并發(fā)癥的發(fā)作。

糖尿病的狀況可以使用本領(lǐng)域已知的多種測(cè)定法中的任一種進(jìn)行診斷或監(jiān)測(cè)。用于將個(gè)體診斷或分類(lèi)為糖尿病或糖尿病前期或監(jiān)測(cè)所述個(gè)體的測(cè)定法的實(shí)例包括但不限于：糖化血紅蛋白（HbA1c）測(cè)試、連接肽（C-肽）測(cè)試、空腹血糖（FPG）測(cè)試、口服葡萄糖耐受測(cè)試（OGTT）以及非正式的血糖測(cè)試。

HbA1c是生物標(biāo)記物，其測(cè)量血液中糖化血紅蛋白的量。HbA1c代表了血紅蛋白的穩(wěn)定的輕微糖基化的亞部分。其反映了在過(guò)去6-8周內(nèi)的平均血糖水平，并且以總血紅蛋白的百分?jǐn)?shù)（%）表示。作為另外一種選擇，糖尿病或糖尿病前期可以通過(guò)測(cè)量血糖水平來(lái)診斷，例如，使用血糖監(jiān)測(cè)儀或本領(lǐng)域已知的數(shù)種測(cè)試中的任一種，包括但不限于，空腹血糖測(cè)試或口服葡萄糖耐受測(cè)試。當(dāng)使用空腹血糖（FPG）測(cè)試時(shí)，如果患者的閾值FPG大于125 mg/dl，則該患者被歸類(lèi)為糖尿病人，而如果患者的閾值FPG大于100 mg/dl但小于或等于125 mg/dl，則該患者被歸類(lèi)為糖尿病前期。當(dāng)使用口服葡萄糖耐受測(cè)試（OGTT）時(shí)，如果患者的閾值2小時(shí)OGTT葡萄糖水平大于200 mg/dl，則該患者被分類(lèi)為糖尿病。如果患者的閾值2小時(shí)OGTT葡萄糖水平大于140 mg/dl但小于200 mg/dl，則該患者被分類(lèi)為糖尿病前期。

由胰島素原分子產(chǎn)生的C-肽，自胰島細(xì)胞以與胰島素的等摩爾比例分泌到血液中，并用作β-細(xì)胞功能和胰島素分泌的生物標(biāo)記物。大于2.0 ng/ml的空腹C-肽測(cè)量結(jié)果表明高水平的胰島素，而小于0.5 ng/ml空腹C-肽測(cè)量結(jié)果表明胰島素產(chǎn)量不足。

已被分類(lèi)為具有糖尿病狀況并且根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行了分析的個(gè)體，可通過(guò)測(cè)量血糖來(lái)監(jiān)測(cè)治療的功效，例如，使用血糖監(jiān)測(cè)儀和/或通過(guò)測(cè)量生物標(biāo)記物指標(biāo)（包括但不限于：糖化血紅蛋白水平、C-肽水平、空腹血糖水平以及口服葡萄糖耐受測(cè)試（OGTT）水平）。

本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以用于預(yù)防、治療和/或控制血脂過(guò)多（也稱(chēng)為高脂蛋白血癥或高脂血癥），其涉及血液中任何或所有脂質(zhì)和/或脂蛋白的異常高水平。其是血脂異常（其包括任何異常的脂質(zhì)水平）的最常見(jiàn)的形式。血脂過(guò)多也根據(jù)升高的脂質(zhì)的類(lèi)型來(lái)分類(lèi)，即高膽固醇血癥、高甘油三酯血癥或二者并存的混合型高脂血癥。升高水平的脂蛋白也被歸類(lèi)為血脂過(guò)多的形式。根據(jù)本術(shù)語(yǔ)還包括：I型高脂蛋白血癥、II型高脂蛋白血癥、III型高脂蛋白血癥、IV型高脂蛋白血癥和V型高脂蛋白血癥，以及未分類(lèi)的家族型和獲得型高脂血癥。

本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以用于預(yù)防、治療和/或控制肝臟疾病和失調(diào)，包括肝炎、肝硬化、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）（也被稱(chēng)為非酒精性脂肪肝-NAFLD）、肝中毒和慢性肝臟疾病。

術(shù)語(yǔ)“肝臟疾病”適用于許多疾病和失調(diào)，其引起肝功能異?；蚬δ芡Ｖ?，而這種肝功能的喪失指示肝臟疾病。因此，肝功能測(cè)試經(jīng)常用于診斷肝臟疾病。此類(lèi)測(cè)試的實(shí)例包括但不限于下列：(1) 測(cè)定血清酶（如乳酸脫氫酶（LDH）、堿性磷酸酶（ALP）、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶（AST）和丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶（ALT））水平的測(cè)定法，其中酶水平的升高指示肝臟疾病。本領(lǐng)域技術(shù)人員將適當(dāng)理解，這些酶測(cè)定法僅僅表明肝臟已受損。其并不評(píng)估肝臟的功能。其它測(cè)試可以用于測(cè)定肝臟的功能；(2) 測(cè)定血清膽紅素水平的測(cè)定法。血清膽紅素水平以總膽紅素和直接膽紅素的形式報(bào)告?？傃迥懠t素的正常值為0.1-1.0 mgdl（例如，約2-18 mmol/L）。直接膽紅素的正常值為0.0-0.2 mg/dl（0-4 mmol/L）。血清膽紅素的升高指示肝臟疾病。(3) 測(cè)定血清蛋白質(zhì)水平，例如，血清白蛋白和球蛋白（例如，α、β、γ）的測(cè)定法?？傃宓鞍踪|(zhì)的正常值為6.0-8.0 g/dl（60-80 g/L）。血清白蛋白的降低指示肝臟疾病。球蛋白的升高指示肝臟疾病。

其它測(cè)試包括：凝血酶原時(shí)間、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值、活化凝血時(shí)間（ACT）、部分凝血活酶時(shí)間（PTT）、凝血酶原消耗時(shí)間（PCT）、纖維蛋白原、凝血因子、甲胎蛋白和甲胎蛋白-L3（百分比）。

肝臟疾病的一種類(lèi)型是肝炎。肝炎是肝臟炎癥，其可由病毒（例如甲肝病毒、乙肝病毒和丙肝病毒（分別為HAV、HBV和HCV））、化學(xué)物質(zhì)、藥物、酒精、遺傳病或患者自身免疫系統(tǒng)（自體免疫肝炎）引起。這種炎癥可以是急性的并在數(shù)周至數(shù)月內(nèi)消退，或者是慢性的并持續(xù)多年。慢性肝炎在引發(fā)顯著癥狀（如肝硬化（瘢痕形成和喪失功能）、肝癌或死亡）前可以持續(xù)幾十年。術(shù)語(yǔ)“肝臟疾病”所涵蓋的并根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案適于治療或預(yù)防或控制的不同疾病和失調(diào)的其它實(shí)例包括但不限于：阿米巴性肝膿腫、膽道閉鎖、肝纖維化、肝硬化、球孢子菌病、D型肝炎病毒、肝細(xì)胞癌（HCC）、酒精性肝病、原發(fā)性膽汁性肝硬化、化膿性肝膿腫、瑞氏綜合征、硬化性膽管炎、威爾遜氏病。本發(fā)明的一些實(shí)施方案可用于治療以肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的損耗或損壞為特征的肝臟疾病。在一些方面，其病因可以是局部或全身性炎癥反應(yīng)。

當(dāng)肝臟的大部分被損壞時(shí)，發(fā)生肝衰竭，而肝臟不再能夠發(fā)揮其正常的生理功能。在一些方面，肝衰竭可以使用上述肝功能測(cè)定法或通過(guò)個(gè)體癥狀來(lái)診斷。與肝衰竭有關(guān)的癥狀包括，例如，以下一種或多種：惡心、食欲不振、疲勞、腹瀉、黃疸、異常/出血過(guò)多（如凝血病）、腹部腫大、精神迷失或困惑（如肝性腦病）、嗜睡和昏迷。

慢性肝衰竭發(fā)生在數(shù)月至數(shù)年中并且最常由病毒（例如，HBV和HCV）、長(zhǎng)期/過(guò)量飲酒、肝硬化、血色素沉著癥和營(yíng)養(yǎng)不良引起。急性肝衰竭是肝臟疾病的初期體征（例如，黃疸）后的嚴(yán)重并發(fā)癥的表觀并且包括多種狀況，所有這些狀況均涉及嚴(yán)重的肝細(xì)胞損傷或壞死。本發(fā)明的一些實(shí)施方案可用于治療超急性、急性和亞急性肝衰竭、暴發(fā)性肝衰竭和晚發(fā)性暴發(fā)性肝衰竭，所有這些在本文中均被稱(chēng)為“急性肝衰竭”。急性肝衰竭的常見(jiàn)誘因包括，例如，病毒性肝炎、暴露于某些藥物和毒素（例如，氟化烴（例如，三氯乙烯和四氯乙烷）、鵝膏蕈（例如，常見(jiàn)的“死帽菇”）、醋氨酚（撲熱息痛）、鹵乙烷、磺胺類(lèi)、苯妥英）、心臟相關(guān)的肝缺血（例如，心肌梗死、心臟驟停、心肌病和肺栓塞）、腎功能衰竭、肝靜脈流出道阻塞（例如，Budd-Chiari綜合征）、威爾遜氏病、妊娠急性脂肪肝、阿米巴膿腫和播散性結(jié)核。

術(shù)語(yǔ)“肝炎”用于描述肝臟狀況，其意味著肝臟損傷，特征在于器官組織中存在炎癥細(xì)胞。該狀況可以是自限性的、自愈的，或可以進(jìn)展為肝臟瘢痕形成。當(dāng)肝炎持續(xù)短于六個(gè)月，則其為急性的，而當(dāng)持續(xù)長(zhǎng)于六個(gè)月，則其為慢性的。被稱(chēng)為肝炎病毒的病毒類(lèi)別引發(fā)全世界大多數(shù)肝臟損壞的病例。肝炎也可以是由于毒素（值得注意的是酒精）、其它感染引起或來(lái)自自體免疫過(guò)程。肝炎包括下列來(lái)源的肝炎：病毒感染，包括甲型肝炎至戊型肝炎（A、B、C、D和E--占超過(guò)95%的病毒誘因）、單純皰疹病毒、巨細(xì)胞病毒、愛(ài)潑斯坦-巴爾病毒、黃熱病病毒、腺病毒；非病毒感染，包括弓形蟲(chóng)、鉤端螺旋體、Q熱、落磯山斑點(diǎn)熱、酒精、毒素（包括鵝膏毒蘑菇、四氯化碳、阿魏等等）、藥物（包括對(duì)乙酰氨基酚、羥氨芐青霉素、抗結(jié)核藥、米諾環(huán)素及如本文所述的其它藥物）；缺血性肝炎（循環(huán)不足）；妊娠；自身免疫性疾病，包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE）；和非酒精性脂肪性肝炎。

“無(wú)菌性炎癥”用于描述這樣的肝臟炎癥，其由從已經(jīng)失去其質(zhì)膜完整性的瀕死細(xì)胞釋放的細(xì)胞內(nèi)分子所觸發(fā)。此炎癥發(fā)生時(shí)不存在致病因子如病毒或細(xì)菌和酒精。已經(jīng)識(shí)別出多種細(xì)胞內(nèi)分子，其可刺激其它細(xì)胞產(chǎn)生促炎癥反應(yīng)細(xì)胞因子和趨化因子。此類(lèi)促炎癥反應(yīng)細(xì)胞分子被認(rèn)為是通過(guò)接合產(chǎn)生細(xì)胞因子的細(xì)胞上的受體而發(fā)揮作用。如果放任而不治療，無(wú)菌性炎癥可能進(jìn)展為非酒精性脂肪肝（NAFLD）、非酒精性脂肪性肝炎（NASH）或肝硬化。

“非酒精性脂肪性肝炎”或“NASH”是這樣一種肝臟狀況，其中炎癥是由肝臟內(nèi)脂肪積聚而引起的。NASH是一類(lèi)肝臟疾病中的一部分，被稱(chēng)為非酒精性脂肪肝，其中脂肪在肝臟內(nèi)積聚并且有時(shí)引起隨時(shí)間推移而惡化的肝臟損壞（進(jìn)行性肝臟損壞）。“非酒精性脂肪肝”（NAFLD）是肝臟的脂肪性炎癥，其不是由于過(guò)量飲酒引起的。其與胰島素抵抗和代謝綜合征、肥胖癥、高膽固醇和甘油三酯以及糖尿病有關(guān)，并且可能響應(yīng)于最初針對(duì)其它胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)（例如，2型糖尿?。┒_(kāi)發(fā)的治療，如減重、二甲雙胍和噻唑烷二酮類(lèi)藥物。非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是NAFLD的最極端形式，其被視為成因未知的肝臟的硬化的主要誘因。

已知的促成NASH的其它因素包括：縮腸手術(shù)、縮胃手術(shù)或二者皆有，如空腸旁路手術(shù)或膽胰分流；長(zhǎng)期使用飼管或接收營(yíng)養(yǎng)的其它方法；某些藥物，包括胺碘酮、糖皮質(zhì)素、合成雌激素和他莫昔芬。

NASH是可能隨時(shí)間推移而惡化的狀況（稱(chēng)為進(jìn)行性狀況）并可以引起肝臟瘢痕形成（肝纖維化），而導(dǎo)致肝硬化?！案斡不泵枋隽诉@樣的狀況，其中肝臟細(xì)胞已經(jīng)被瘢痕組織所替換。術(shù)語(yǔ)“肝臟的硬化”或“肝硬化”用于描述慢性肝臟疾病，其特征在于肝臟組織被纖維化瘢痕組織以及再生性結(jié)節(jié)所替換，導(dǎo)致肝功能的進(jìn)行性喪失。肝硬化最常由脂肪肝（包括NASH以及酗酒和乙型肝炎和丙型肝炎）引起，但也可能具有未知成因。肝硬化的可能危及生命的并發(fā)癥是肝性腦?。ɑ靵y和昏迷）和食管靜脈曲張破裂出血。肝硬化歷來(lái)被認(rèn)為是一旦發(fā)生即一般不可逆的，并且傳統(tǒng)治療著重于防止進(jìn)展和并發(fā)癥。在肝硬化晚期，肝臟移植是唯一的選擇。本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以用于限制、抑制、降低可能性或治療肝臟的硬化而無(wú)論其病因。

本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以用于治療、預(yù)防或控制化學(xué)性肝臟損傷和肝中毒?！盎瘜W(xué)性損傷”或“急性化學(xué)性損傷”指代患者在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生的嚴(yán)重?fù)p傷，其是化學(xué)中毒（包括藥物誘發(fā)的中毒或損傷）的結(jié)果。藥物誘發(fā)的急性肝臟損傷，包括醋氨酚誘發(fā)的急性肝臟損傷，是急性肝臟損傷，其發(fā)生是暴露于藥物（例如，藥物過(guò)量）（尤其是醋氨酚中毒）的結(jié)果。

肝中毒是肝臟毒性劑或誘發(fā)肝中毒的生物活性劑造成的化學(xué)性肝臟損傷。術(shù)語(yǔ)“肝臟毒性劑”和“誘發(fā)肝中毒的生物活性劑”在上下文中同義使用以描述在被施用此類(lèi)試劑的患者體內(nèi)經(jīng)常產(chǎn)生肝中毒的化合物。肝臟毒性劑的實(shí)例包括，例如，麻醉劑、抗病毒劑、抗逆轉(zhuǎn)錄病毒劑（核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑和非核苷逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑），尤其是抗艾滋病劑、抗腫瘤劑、器官移植藥物（環(huán)孢素、他克莫司、OKT3）、抗微生物劑（抗結(jié)核、抗真菌、抗生素）、抗糖尿病藥物、維生素A衍生物、甾體藥劑（特別是包括口服避孕藥、類(lèi)固醇、雄激素）、非甾體類(lèi)抗炎劑、抗抑郁藥（尤其是三環(huán)類(lèi)抗抑郁藥）、糖皮質(zhì)素、天然產(chǎn)物和草藥以及替代療法（尤其是包括圣約翰草）。

肝中毒可能表現(xiàn)為甘油三酯積聚，其導(dǎo)致小滴（微泡）或大滴（大泡）脂肪肝。存在單獨(dú)類(lèi)型的脂肪變性，其中磷脂積聚導(dǎo)致與具有遺傳性磷脂代謝缺陷的疾病（例如，泰-薩克斯?。╊?lèi)似的特征。

本發(fā)明的一些實(shí)施方案可以用于治療、預(yù)防或控制慢性肝臟疾病。慢性肝臟疾病以隨時(shí)間推移而逐漸破壞肝臟組織為標(biāo)志。數(shù)種肝臟疾病落入此類(lèi)別，包括肝硬化和肝纖維化，其中后者常常是肝硬化的前身。肝硬化是急性和慢性肝臟疾病的結(jié)果，并且其特征在于肝臟組織被纖維化瘢痕組織和再生性結(jié)節(jié)所替換，導(dǎo)致肝功能的進(jìn)行性喪失。肝纖維化和結(jié)節(jié)再生導(dǎo)致肝臟的正常微觀小葉結(jié)構(gòu)的喪失。肝纖維化表示由例如感染、炎癥、損傷和甚至愈合造成的瘢痕組織的生長(zhǎng)。隨時(shí)間推移，纖維化瘢痕組織慢慢地替換正常作用的肝臟組織，導(dǎo)致流入肝臟的血量減少，使得肝臟不能充分處理血液中存在的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素、藥物和毒素。肝硬化的更常見(jiàn)的誘因包括酗酒、丙肝病毒感染、攝入毒素以及脂肪肝，但也存在許多其它可能的誘因。慢性丙肝病毒（HCV）感染和非酒精性脂肪性肝炎（NASH）是美國(guó)慢性肝臟疾病的兩個(gè)主要誘因，據(jù)估計(jì)影響3-5百萬(wàn)人。讓人擔(dān)憂(yōu)的是患有肥胖癥和代謝綜合征并同時(shí)患有非酒精性脂肪肝（NAFLD）的美國(guó)公民數(shù)目（目前數(shù)目為3千多萬(wàn)）持續(xù)升高，其中大約10%將最終發(fā)展為NASH。其它身體的并發(fā)癥是肝功能喪失的結(jié)果。肝硬化的最常見(jiàn)的并發(fā)癥是被稱(chēng)為腹水的狀況，液體在腹膜腔內(nèi)積聚，其可導(dǎo)致自發(fā)性細(xì)菌性腹膜炎的風(fēng)險(xiǎn)增加，可能造成患者過(guò)早死亡。

例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案預(yù)測(cè)對(duì)食物的升糖反應(yīng)可以用于構(gòu)建分析個(gè)體的個(gè)體化飲食。此類(lèi)飲食可以包括例如保持相對(duì)低的血糖水平的食物清單，從而預(yù)防、降低發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)、控制和/或治療以上綜合征或疾病中的一種或多種。

本文實(shí)施方案的方法也可以用于針對(duì)普通大眾中的健康個(gè)體從市場(chǎng)上現(xiàn)有的飲食之一或通過(guò)設(shè)計(jì)新的飲食來(lái)私人定制減重或維持重量的飲食。使用本文實(shí)施方案的數(shù)據(jù)庫(kù)，本文實(shí)施方案的方法可以任選地并優(yōu)選地預(yù)測(cè)：健康或易患病個(gè)體可能被置于我們先進(jìn)的個(gè)體集群之一中，允許準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其對(duì)未在研究期間食用的食物的反應(yīng)。在一些實(shí)施方案中，所述方法可以用于甚至僅僅基于數(shù)據(jù)的一部分而將人置于集群中。

以下是對(duì)根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的方法更詳細(xì)的說(shuō)明。

本文實(shí)施方案設(shè)想了個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)和組數(shù)據(jù)庫(kù)，其包含食物和相應(yīng)反應(yīng)之外的額外的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方案中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)（例如，復(fù)數(shù)個(gè)）多維條目，其中每個(gè)條目均具有至少三個(gè)緯度，在一些實(shí)施方案中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)（例如，復(fù)數(shù)個(gè)）多維條目，其中每個(gè)條目均具有至少四個(gè)緯度，在一些實(shí)施方案中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)（例如，復(fù)數(shù)個(gè)）多維條目，其中每個(gè)條目均具有至少五個(gè)緯度，而在一些實(shí)施方案中，所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的至少一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)（例如，復(fù)數(shù)個(gè)）多維條目，其中每個(gè)條目均具有大于五個(gè)緯度。

所述數(shù)據(jù)庫(kù)的額外的維度提供了關(guān)于分析個(gè)體的、關(guān)于其它個(gè)體的和/或關(guān)于相應(yīng)個(gè)體所食用的食物的額外的信息。在下文中，“個(gè)體”總體指代這樣的個(gè)體，其可以是分析個(gè)體或來(lái)自組數(shù)據(jù)庫(kù)的另一名個(gè)體。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于該個(gè)體的微生物組概況或部分微生物組概況。

通常，個(gè)體的微生物組從該個(gè)體的糞便樣本中測(cè)定。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“微生物組”指代在確定環(huán)境中微生物（細(xì)菌、真菌、原生生物）、其遺傳成分（基因組）的總體。

本文實(shí)施方案涵蓋了認(rèn)識(shí)到微生物標(biāo)記可以倚為微生物組組成和/或活性的代替物。微生物標(biāo)記包括指示微生物組組成和/或活性的數(shù)據(jù)點(diǎn)。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以通過(guò)檢測(cè)微生物標(biāo)記的一項(xiàng)或多項(xiàng)特征來(lái)檢測(cè)和/或分析微生物組的變化。

在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括涉及一種或多種類(lèi)型微生物和/或其產(chǎn)物的絕對(duì)量的信息。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括涉及五種、十種、二十種或更多種類(lèi)型微生物和/或其產(chǎn)物的相對(duì)量的信息。

在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括涉及至少十種類(lèi)型微生物的存在、水平和/或活性的信息。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括涉及5種至100種類(lèi)型微生物的存在、水平和/或活性的信息。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括涉及100種至1000種或更多種類(lèi)型微生物的存在、水平和/或活性的信息。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括涉及該微生物組內(nèi)基本上所有類(lèi)型微生物的存在、水平和/或活性的信息。

在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括至少五種或至少十種或更多種類(lèi)型微生物或其組分或產(chǎn)物的水平或水平組。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括至少五種或至少十種或更多種DNA序列的水平或水平組。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括十種或更多種16S rRNA基因序列的水平或水平組。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括18S rRNA基因序列的水平或水平組。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括至少五種或至少十種或更多種RNA轉(zhuǎn)錄物的水平或水平組。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括至少五種或至少十種或更多種蛋白質(zhì)的水平或水平組。在一些實(shí)施方案中，微生物標(biāo)記包括至少五種或至少十種或更多種代謝物的水平或水平組。

16S和18S rRNA基因序列分別編碼原核生物和真核生物核糖體的小的亞單元組分。rRNA基因?qū)τ趨^(qū)分微生物類(lèi)型尤其有用，因?yàn)楸M管這些基因的序列在微生物物種間有所不同，但是這些基因具有用于引物結(jié)合的高度保守的區(qū)域。保守引物結(jié)合區(qū)域間的這種特異性允許用單組引物擴(kuò)增許多不同類(lèi)型微生物的rRNA基因并隨后通過(guò)擴(kuò)增序列進(jìn)行區(qū)分。

優(yōu)選地，分析個(gè)體的微生物組概況被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的微生物組概況被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包括微生物組概況時(shí)，該微生物組概況可以作為單獨(dú)的條目被收錄。當(dāng)組數(shù)據(jù)庫(kù)包括微生物組概況時(shí)，該微生物組概況任選地并優(yōu)選地針對(duì)每名個(gè)體收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{M})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{M}是個(gè)體S的微生物組概況。

微生物組概況{M}任選地并優(yōu)選地包含多個(gè)值，其中每個(gè)值表示特定微生物的豐度。特定微生物的豐度可以例如通過(guò)對(duì)該微生物組的核酸進(jìn)行測(cè)序而測(cè)定。然后可以通過(guò)已知的軟件分析此測(cè)序數(shù)據(jù)以測(cè)定該個(gè)體的特定微生物的豐度。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，相比苗條的人，肥胖個(gè)體的微生物組不夠多樣化。因此，對(duì)包括微生物組概況的數(shù)據(jù)庫(kù)的分析是有利的，因?yàn)槠涮峁┝岁P(guān)于分析個(gè)體與其它個(gè)體間的相似性的額外的信息，從而增加了預(yù)測(cè)能力的準(zhǔn)確性。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，微生物組概況通過(guò)胰島素抵抗和腸道微生物群間的關(guān)聯(lián)而關(guān)系到血糖水平。胰島素抵抗是這樣的狀態(tài)，其中身體細(xì)胞對(duì)胰腺產(chǎn)生的胰島素沒(méi)有反應(yīng)。因此，身體無(wú)法降低血液中的葡萄糖水平。例如，2型糖尿病與微生物組概況間存在已知關(guān)聯(lián)[Qin 等人, 2012, Nature, 490(7418):55-60]。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于個(gè)體的至少部分血液化學(xué)。

如本文所用的“血液化學(xué)”指代血液中溶解的或包含的任何和所有物質(zhì)的濃度。此類(lèi)物質(zhì)的代表性實(shí)例包括但不限于：白蛋白、淀粉酶、堿性磷酸酶、碳酸氫鹽、總膽紅素、BUN、C-反應(yīng)性蛋白、鈣、氯、LDL、HDL、總膽固醇、肌酐、CPK、γ-GT、葡萄糖、LDH、無(wú)機(jī)磷、脂肪酶、總蛋白質(zhì)、AST、ALT、鈉、甘油三酯、尿酸和VLDL。

優(yōu)選地，個(gè)體的血液化學(xué)被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的血液化學(xué)被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包括血液化學(xué)時(shí)，該血液化學(xué)可以作為單獨(dú)的條目被收錄。當(dāng)組數(shù)據(jù)庫(kù)包括血液化學(xué)時(shí)，該血液化學(xué)任選地并優(yōu)選地針對(duì)每名個(gè)體收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{C})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{C}是個(gè)體S的血液化學(xué)。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)包括血液化學(xué)的數(shù)據(jù)庫(kù)的分析是有利的，因?yàn)槠涮峁┝岁P(guān)于分析個(gè)體與其它個(gè)體間的相似性的額外的信息，從而增加了預(yù)測(cè)能力的準(zhǔn)確性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于個(gè)體的遺傳學(xué)概況。

如本文所用的“遺傳學(xué)概況”指代對(duì)大量不同基因的分析。遺傳學(xué)概況可以涵蓋該個(gè)體的整個(gè)基因組中的基因，或其可以涵蓋特定的基因亞組。遺傳學(xué)概況可包括基因組學(xué)概況、蛋白質(zhì)組學(xué)概況、表觀基因組學(xué)概況和/或轉(zhuǎn)錄物組學(xué)概況。

優(yōu)選地，分析個(gè)體的遺傳學(xué)概況被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的遺傳學(xué)概況被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包括遺傳學(xué)概況時(shí)，該遺傳學(xué)概況可以作為單獨(dú)的條目被收錄。當(dāng)組數(shù)據(jù)庫(kù)包括遺傳學(xué)概況時(shí)，該遺傳學(xué)概況任選地并優(yōu)選地針對(duì)每名個(gè)體收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{G})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{G}是個(gè)體S的遺傳學(xué)概況。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)包括遺傳學(xué)概況的數(shù)據(jù)庫(kù)的分析是有利的，因?yàn)槠涮峁┝岁P(guān)于分析個(gè)體與其它個(gè)體間的相似性的額外的信息，從而增加了預(yù)測(cè)能力的準(zhǔn)確性。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于與個(gè)體相關(guān)的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“代謝組”指代個(gè)體內(nèi)存在的代謝物的集合。人類(lèi)代謝組涵蓋了天然小分子（可天然生物合成的、非聚合的化合物），其參與一般代謝反應(yīng)并且是細(xì)胞的保持、生長(zhǎng)和正常功能所需的。通常，代謝物是小分子化合物，如代謝途徑中酶的底物、此類(lèi)途徑的中間體或由代謝途徑獲得的產(chǎn)物。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案所設(shè)想的代謝途徑的代表性實(shí)例至少包括但不限于：檸檬酸循環(huán)、呼吸鏈、光合成、光呼吸、糖酵解、糖異生、磷酸己糖途徑、氧化磷酸戊糖途徑、脂肪酸的產(chǎn)生和β-氧化、尿素循環(huán)、氨基酸生物合成途徑、蛋白質(zhì)降解途徑（如蛋白酶體降解、氨基酸降解途徑）、下列物質(zhì)的生物合成或降解：脂類(lèi)、聚酮類(lèi)化合物（包括，例如，黃酮和異黃酮）、類(lèi)異戊二烯（包括，例如，萜類(lèi)、甾醇、甾體類(lèi)、類(lèi)胡蘿卜素、葉黃素）、糖類(lèi)、苯丙素及衍生物、生物堿、苯類(lèi)、吲哚、吲哚-硫化合物、卟啉類(lèi)、花青素、激素、維生素、輔因子（如輔基或電子載體、木質(zhì)素、芥子油苷、嘌呤、嘧啶、核苷、核苷酸及相關(guān)分子（如tRNA、微RNA（miRNA）或mRNA）。

因此，代謝組是對(duì)細(xì)胞生理狀態(tài)的直接觀測(cè)，并因而可以用于確定分析個(gè)體和其它個(gè)體間的相似性。代謝組學(xué)數(shù)據(jù)可以是代謝組或其部分，即，包含個(gè)體內(nèi)存在的一些但并非全部代謝物的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，分析個(gè)體的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包括代謝組學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)，該代謝組學(xué)數(shù)據(jù)可以作為單獨(dú)的條目被收錄。當(dāng)組數(shù)據(jù)庫(kù)包括代謝組學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)，該代謝組學(xué)數(shù)據(jù)任選地并優(yōu)選地針對(duì)每名個(gè)體收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{B})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{B}是個(gè)體S的代謝組學(xué)數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于個(gè)體的身體狀況。身體狀況任選地并優(yōu)選地包括該個(gè)體正在經(jīng)受或在過(guò)去曾經(jīng)經(jīng)受的疾病或綜合征（如果存在）的列表。身體狀況可以例如在構(gòu)建或更新數(shù)據(jù)庫(kù)期間通過(guò)對(duì)相應(yīng)個(gè)體進(jìn)行問(wèn)卷而獲得。

優(yōu)選地，分析個(gè)體的身體狀況被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的身體狀況被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包括身體狀況時(shí)，該身體狀況可以作為單獨(dú)的條目被收錄。當(dāng)組數(shù)據(jù)庫(kù)包括身體狀況時(shí)，該身體狀況任選地并優(yōu)選地針對(duì)每名個(gè)體收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{D})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{D}是個(gè)體S的身體狀況。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于個(gè)體的食物攝入習(xí)慣。食物攝入習(xí)慣可以包括該個(gè)體經(jīng)常食用的食物的清單，任選地連同對(duì)應(yīng)的攝入頻率。攝入頻率表示該個(gè)體在一定時(shí)間段（例如，24小時(shí)、周，等）內(nèi)習(xí)慣食用該食物的次數(shù)或體積或重量的估計(jì)數(shù)值。食物攝入習(xí)慣也可以通過(guò)問(wèn)卷獲得。由于食物攝入習(xí)慣通過(guò)問(wèn)卷獲得，所以食物攝入習(xí)慣中的食物清單可任選地包括這樣的食物，該個(gè)體對(duì)該食物的反應(yīng)是未知的。

優(yōu)選地，分析個(gè)體的食物攝入習(xí)慣被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的食物攝入習(xí)慣被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包括食物攝入習(xí)慣時(shí)，該食物攝入習(xí)慣可以作為單獨(dú)的條目被收錄。當(dāng)組數(shù)據(jù)庫(kù)包括食物攝入習(xí)慣時(shí)，該食物攝入習(xí)慣任選地并優(yōu)選地針對(duì)每名個(gè)體收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{I})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{I}是個(gè)體S的食物攝入習(xí)慣。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于個(gè)體在一定時(shí)間段內(nèi)所進(jìn)行的活動(dòng)。此信息可以該個(gè)體在一定時(shí)間段內(nèi)所進(jìn)行的分立活動(dòng)（睡覺(jué)、鍛煉、坐、休息，等）列表的形式提供。這些活動(dòng)任選地并優(yōu)選地被提供為與在所述活動(dòng)期間所食用的食物和/或在所述活動(dòng)期間所測(cè)量的對(duì)食物的反應(yīng)（例如，血糖水平）有關(guān)。

優(yōu)選地，分析個(gè)體的分立活動(dòng)列表被包括在個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中，而一名或多名（更優(yōu)選所有）其它個(gè)體的分立活動(dòng)列表被包括在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。這些活動(dòng)任選地并優(yōu)選地針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)反應(yīng)條目而被收錄。因此，例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(S,F,R,{A})描述，其中S、F和R已在之前介紹，而{A}是個(gè)體S在反應(yīng)R期間所進(jìn)行的活動(dòng)。類(lèi)似的，個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(F,R,{A})描述。數(shù)據(jù)庫(kù)還可以包含這樣的條目，其包括個(gè)體所進(jìn)行的與特定食物無(wú)關(guān)的活動(dòng)。這是因?yàn)閷?duì)于一些測(cè)得的血糖水平而言，尚不清楚這些水平是否是該個(gè)體對(duì)特定食物的反應(yīng)。因此，一些組數(shù)據(jù)庫(kù)條目也可以由元組(S,R,{A})描述，而一些個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)條目可以由元組(R,{A})描述。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于與相應(yīng)個(gè)體所食用的相應(yīng)食物相關(guān)的特征性攝入頻率。不同于以上所定義的食物攝入習(xí)慣，特征性攝入頻率是針對(duì)個(gè)體對(duì)其的反應(yīng)是已知的食物而提供的，而因此任選地并優(yōu)選地針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)食物條目而提供。因此，個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)條目中的一個(gè)或多個(gè)可以元組(F,R,f)表示，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目中的一個(gè)或多個(gè)可以元組(S,F,R,f)表示，其中S、F和R已在之前介紹，而f是與食物F相關(guān)的攝入頻率。所述攝入頻率表示個(gè)體在一定時(shí)間段（例如，24小時(shí)、周，等）內(nèi)食用該食物的次數(shù)或體積或重量的數(shù)值。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，所述額外的信息屬于食物的至少部分化學(xué)組成。在這些實(shí)施方案中，個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)條目中的一個(gè)或多個(gè)可以元組(F,R,{L})表示，而組數(shù)據(jù)庫(kù)條目中的一個(gè)或多個(gè)可以元組(S,F,R, {L})表示，其中S、F和R已在之前介紹，而{L}是食物F的化學(xué)組成或部分化學(xué)組成。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然分別描述了以上類(lèi)型的額外信息，但本文實(shí)施方案設(shè)想了針對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的兩種或多種類(lèi)型的信息的任意組合。例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)條目中的一個(gè)或多個(gè)可以元組(S,F,R,{X})表示，其中{X}表示這樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其包含下列中的兩項(xiàng)或多項(xiàng)：微生物組概況、血液化學(xué)、遺傳學(xué)概況、代謝組學(xué)數(shù)據(jù)、身體狀況、食物攝入習(xí)慣、活動(dòng)和化學(xué)組成，如上所述。類(lèi)似地，以上信息類(lèi)型中的兩種或多種可以單獨(dú)條目的形式或以補(bǔ)充個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)的元組(F,R)的額外維度的形式被收錄。

對(duì)個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)和組數(shù)據(jù)庫(kù)的基于所選食物的分析任選地并優(yōu)選地包括：遍歷數(shù)據(jù)庫(kù)或其一些選定部分，并搜索個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象與組數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象之間的相似性。然后將所述相似性用于限定組數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分，其窄于所搜索的數(shù)據(jù)庫(kù)或其部分。然后可以從該收窄的組數(shù)據(jù)庫(kù)部分提取對(duì)所選食物的反應(yīng)。

如果組數(shù)據(jù)庫(kù)中存在對(duì)所選食物的若干種反應(yīng)，則可任選地并優(yōu)選地執(zhí)行似然比檢驗(yàn)從而提取具有更高似然性的反應(yīng)作為分析個(gè)體的反應(yīng)。作為另外一種選擇，可以將平均化程序應(yīng)用于所找到的反應(yīng)。仍作為另外一種選擇，可以重復(fù)搜索相似性從而限定組數(shù)據(jù)庫(kù)的一部分，其窄于先前所限定的部分。此過(guò)程可以迭代重復(fù)直到可以提取其它個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。

本文實(shí)施方案也設(shè)想了針對(duì)下述情況的分析程序，其中組數(shù)據(jù)庫(kù)中不存在對(duì)所選食物的反應(yīng)。在此情況下，組數(shù)據(jù)庫(kù)任選地并優(yōu)選地包含一名或多名其它個(gè)體對(duì)與所選食物類(lèi)似的食物的反應(yīng)，而該方法可以從組數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇與所選食物類(lèi)似的一種或多種食物。然后該方法可以進(jìn)行以上程序中的一種或多種，就好像那些食物是在11處所選。

食物間的相似性可以基于例如食物組，其中含有相似的相同食物組的相對(duì)量的兩種食物可被視為是相似的。因此，在這些實(shí)施方案中，組數(shù)據(jù)庫(kù)包含一名或多名其它個(gè)體對(duì)含有一種或多種（例如，2、3、4、5或更多種）食物組的食物的反應(yīng)，所述食物組也任選地并優(yōu)選地以相同或大致相同（例如，在10%以?xún)?nèi)）的相對(duì)量被包含在所選組中。例如，當(dāng)所選食物含有食物組G的某個(gè)相對(duì)量P而組數(shù)據(jù)庫(kù)不含所選食物時(shí)，該方法可以從組數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇一種或多種食物，其食物組G的量與P相似（例如，在10%以?xún)?nèi)），并且進(jìn)行以上程序中的一種或多種，就好像那些食物是在11處所選。食物組G可以是上述食物組（例如，碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、維生素等）中的任一種。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以使用不止一種食物組用于確定相似性。例如，當(dāng)所選食物含有相應(yīng)的食物組G₁、G₂、...、G_N的相對(duì)量P₁、P₂、...、P_N而組數(shù)據(jù)庫(kù)不含所選食物時(shí)，該方法可以從組數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇一種或多種食物，其食物組G₁的量與P₁相似（例如，在10%以?xún)?nèi)）、食物組G₂的量與P₂相似（例如，在10%以?xún)?nèi)），以此類(lèi)推。

在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，組數(shù)據(jù)庫(kù)包含根據(jù)預(yù)定的分類(lèi)組群進(jìn)行分類(lèi)的數(shù)據(jù)。所述分類(lèi)可以基于如上所述的數(shù)據(jù)的任何維度。在這些實(shí)施方案中，所述分析包括根據(jù)相同的分類(lèi)組群對(duì)個(gè)體進(jìn)行分類(lèi)。然后可以基于組數(shù)據(jù)庫(kù)中的反應(yīng)估計(jì)個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)，所述組數(shù)據(jù)庫(kù)中的反應(yīng)對(duì)應(yīng)于該個(gè)體所劃歸的分類(lèi)組。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的數(shù)據(jù)庫(kù)分析包括執(zhí)行機(jī)器學(xué)習(xí)程序。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“機(jī)器學(xué)習(xí)”指代這樣的程序，其體現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序，被配置為從先前收集的數(shù)據(jù)中歸納出模式、規(guī)律或規(guī)則從而將合適的反應(yīng)形成未來(lái)的數(shù)據(jù)，或以某種有意義的方式描述該數(shù)據(jù)。

當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)包含多維條目時(shí)，使用機(jī)器學(xué)習(xí)具有特別但并非專(zhuān)屬的優(yōu)勢(shì)。

組數(shù)據(jù)庫(kù)和個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)可以用作訓(xùn)練組，機(jī)器學(xué)習(xí)程序可以從中提取能最佳描述該數(shù)據(jù)集的參數(shù)。一旦提取了參數(shù)，即可以將其用于預(yù)測(cè)對(duì)所選食物的反應(yīng)。

在機(jī)器學(xué)習(xí)中，信息可以通過(guò)監(jiān)督學(xué)習(xí)或無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)來(lái)采集。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序包含或就是監(jiān)督學(xué)習(xí)程序。在監(jiān)督學(xué)習(xí)中，全局或局部目標(biāo)功能被用于優(yōu)化學(xué)習(xí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。換句話(huà)講，在監(jiān)督學(xué)習(xí)中，存在期望的反應(yīng)，系統(tǒng)將其用于指導(dǎo)學(xué)習(xí)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，所述機(jī)器學(xué)習(xí)程序包含或就是無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)程序。在無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)中，通常不存在目標(biāo)功能。具體地講，沒(méi)有為學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供一套規(guī)則。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的一種形式是無(wú)監(jiān)督聚類(lèi)，其中數(shù)據(jù)對(duì)象沒(méi)有被先驗(yàn)地進(jìn)行類(lèi)別標(biāo)記。

適于本文實(shí)施方案的“機(jī)器學(xué)習(xí)”程序的代表性實(shí)例包括但不限于：聚類(lèi)、關(guān)聯(lián)規(guī)則算法、特征評(píng)價(jià)算法、子集選擇算法、支持向量機(jī)、分類(lèi)規(guī)則、成本敏感的分類(lèi)器、投票算法、堆棧算法、貝葉斯網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于實(shí)例的算法、線(xiàn)性建模算法、K-最近鄰分析、集成學(xué)習(xí)算法、概率模型、圖形模型、回歸分析法、梯度上升法、奇異值分解法和主成分分析。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中，自組織映射和自適應(yīng)共振理論是常用的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)算法。自適應(yīng)共振理論模型允許集群的數(shù)目隨問(wèn)題的大小而變化并且讓用戶(hù)通過(guò)用戶(hù)定義的常數(shù)（稱(chēng)為警戒參數(shù)）控制相同集群中成員間的相似程度。

以下是適于本文實(shí)施方案的一些機(jī)器學(xué)習(xí)程序的概述。

關(guān)聯(lián)規(guī)則算法是用于提取特征間有意義的關(guān)聯(lián)模式的技術(shù)。

術(shù)語(yǔ)“關(guān)聯(lián)”，在機(jī)器學(xué)習(xí)的語(yǔ)境中，指代特征間的任何相互關(guān)系，而不僅僅是預(yù)測(cè)特定類(lèi)別或數(shù)值的那些。關(guān)聯(lián)包括但不限于：尋找關(guān)聯(lián)規(guī)則、尋找模式、進(jìn)行特征評(píng)價(jià)、進(jìn)行特征子集選擇、開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)模型和理解特征間的相互作用。

術(shù)語(yǔ)“關(guān)聯(lián)規(guī)則”指代在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)頻繁共現(xiàn)的要素。其包括但不限于：關(guān)聯(lián)模式、判別模式、頻繁模式、閉合模式和巨型模式。

關(guān)聯(lián)規(guī)則算法的慣常主要步驟是尋找在所有觀測(cè)結(jié)果中最頻繁的一組項(xiàng)目或特征。一旦獲得該列表，即可以從其中提取規(guī)則。

上述自組織映射是常用于高維數(shù)據(jù)的可視化和分析的無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)技術(shù)。典型的應(yīng)用聚焦在對(duì)映射上的數(shù)據(jù)內(nèi)的中心依賴(lài)性的可視化。該算法所生成的映射可以用于加快其它算法對(duì)關(guān)聯(lián)規(guī)則的識(shí)別。該算法通常包括處理單元（被稱(chēng)為“神經(jīng)元”）的網(wǎng)格。每個(gè)神經(jīng)元均與特征向量（被稱(chēng)為觀測(cè)結(jié)果）相關(guān)。所述映射試圖使用一組限定的模型以最佳的準(zhǔn)確性來(lái)表示所有可用的觀測(cè)結(jié)果。同時(shí)，所述模型在網(wǎng)格上變得有序，使得相似的模型彼此靠近而相異的模型彼此遠(yuǎn)離。此程序使得能夠?qū)?shù)據(jù)中特征間的依賴(lài)性或關(guān)聯(lián)進(jìn)行識(shí)別以及可視化。

特征評(píng)價(jià)算法涉及特征排序或涉及在排序后基于特征對(duì)分析個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)的影響來(lái)選擇特征。

術(shù)語(yǔ)“特征”在機(jī)器學(xué)習(xí)的語(yǔ)境中指代一個(gè)或多個(gè)原始輸入變量、一個(gè)或多個(gè)經(jīng)處理的變量、或其它變量（包括原始變量和經(jīng)處理的變量）的一種或多種數(shù)學(xué)組合。特征可能是連續(xù)的或離散的。

信息增益是適于特征評(píng)價(jià)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法中的一種。定義信息增益需要定義熵，其是對(duì)訓(xùn)練實(shí)例的集合中雜質(zhì)的測(cè)量。通過(guò)知曉某項(xiàng)特征的值而發(fā)生的靶特征的熵減被稱(chēng)為信息增益。信息增益可用作參數(shù)以確定特征在解釋分析個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)上的有效性。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案，對(duì)稱(chēng)不確定性是可以被特征選擇算法使用的算法。對(duì)稱(chēng)不確定性通過(guò)將特征規(guī)一化到[0,1]的范圍來(lái)補(bǔ)償信息增益對(duì)具有更高價(jià)值的特征的偏向。

子集選擇算法依賴(lài)于評(píng)價(jià)算法和搜索算法的組合。類(lèi)似于特征評(píng)價(jià)算法，子集選擇算法對(duì)特征子集進(jìn)行排序。然而，不同于特征評(píng)價(jià)算法，適于本文實(shí)施方案的子集選擇算法的目標(biāo)在于選擇針對(duì)分析個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)具有最高影響的特征子集，同時(shí)考慮到該子集所包含特征間的冗余度。特征子集選擇的好處包括：便于數(shù)據(jù)的可視化和理解、減少測(cè)量和存儲(chǔ)的要求、縮短訓(xùn)練和利用的時(shí)間、以及消除干擾特征以改善分類(lèi)。

子集選擇算法的兩種基本方法是向工作子集中添加特征的過(guò)程（前向選擇）和從當(dāng)前子集中刪除特征的過(guò)程（后向消除）。在機(jī)器學(xué)習(xí)中，前向選擇的完成與具有相同名字的統(tǒng)計(jì)程序是不同的。在機(jī)器學(xué)習(xí)中，通過(guò)使用交叉驗(yàn)證來(lái)評(píng)價(jià)一個(gè)新特征對(duì)當(dāng)前子集表現(xiàn)的增強(qiáng)，從而找到待加入當(dāng)前子集中的特征。在前向選擇中，通過(guò)將各個(gè)剩余特征依次加入到當(dāng)前子集中來(lái)構(gòu)建子集，并同時(shí)使用交叉驗(yàn)證評(píng)價(jià)所期望的各個(gè)新子集的表現(xiàn)。在被加入到當(dāng)前子集后帶來(lái)最佳表現(xiàn)的特征被保留下來(lái)，而該過(guò)程繼續(xù)。當(dāng)剩余可用的特征中無(wú)一能提高當(dāng)前子集的預(yù)測(cè)能力時(shí)，搜索結(jié)束。此過(guò)程找出特征的局部最優(yōu)集。

后向消除以類(lèi)似方式實(shí)現(xiàn)。在后向消除中，當(dāng)特征集的進(jìn)一步消減無(wú)法提高子集的預(yù)測(cè)能力時(shí)，搜索結(jié)束。本文實(shí)施方案設(shè)想了前向、后向或在兩個(gè)方向上搜索的搜索算法。適于本文實(shí)施方案的搜索算法的代表性實(shí)例包括但不限于：窮舉搜索、貪婪爬山、子集隨機(jī)擾動(dòng)、封裝算法、概率比賽搜索、圖式搜索、排序比賽搜索和貝葉斯分類(lèi)器。

決策樹(shù)是決策支持算法，其形成在考慮輸入時(shí)所涉及步驟的邏輯路徑以做出決策。

術(shù)語(yǔ)“決策樹(shù)”指代任何類(lèi)型的基于樹(shù)的學(xué)習(xí)算法，包括但不限于，模型樹(shù)、分類(lèi)樹(shù)和回歸樹(shù)。

決策樹(shù)可以用于將數(shù)據(jù)庫(kù)或其關(guān)系分層歸類(lèi)。決策樹(shù)具有樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，其包括分支節(jié)點(diǎn)和葉結(jié)點(diǎn)。每個(gè)分支節(jié)點(diǎn)指定一項(xiàng)屬性（分裂屬性）和一項(xiàng)基于該分裂屬性的值而進(jìn)行的測(cè)試（分裂測(cè)試），并針對(duì)該分裂測(cè)試的所有可能結(jié)果分支出其它節(jié)點(diǎn)。作為決策樹(shù)的根的分支節(jié)點(diǎn)被稱(chēng)為根節(jié)點(diǎn)。每個(gè)葉結(jié)點(diǎn)可以表示一個(gè)分類(lèi)（例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)的特定部分是否與個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)的特定部分匹配）或一個(gè)值（例如，分析個(gè)體對(duì)所選食物的預(yù)測(cè)反應(yīng)）。葉結(jié)點(diǎn)還可以包含關(guān)于所代表分類(lèi)的額外信息，如置信度分?jǐn)?shù)，其測(cè)量所代表分類(lèi)的置信度（即，該分類(lèi)為準(zhǔn)確的可能性）。例如，置信度分?jǐn)?shù)可以是0到1的連續(xù)值，其中0分指示非常低的置信度（例如，所代表分類(lèi)的指示價(jià)值非常低）而1分指示非常高的置信度（例如，所代表分類(lèi)幾乎肯定是準(zhǔn)確的）。個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)可以通過(guò)如下分類(lèi)：基于路徑上分支節(jié)點(diǎn)的分裂測(cè)試的結(jié)果向下遍歷決策樹(shù)直至到達(dá)葉結(jié)點(diǎn)，該葉結(jié)點(diǎn)提供個(gè)體對(duì)所選食物的反應(yīng)。

支持向量機(jī)是基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)理論的算法。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的支持向量機(jī)（SVM）可以用于分類(lèi)目的和/或用于數(shù)值預(yù)測(cè)。用于分類(lèi)的支持向量機(jī)在本文中被稱(chēng)為“支持向量分類(lèi)器”，用于數(shù)值預(yù)測(cè)的支持向量機(jī)在本文中被稱(chēng)為“支持向量回歸”。

SVM的特征通常在于核函數(shù)，對(duì)核函數(shù)的選擇決定了所得SVM是否提供分類(lèi)、回歸或其它功能。通過(guò)應(yīng)用核函數(shù)，SVM將輸入向量映射到高維特征空間中，其中可以構(gòu)建決策超曲面（也稱(chēng)為分離器）以提供分類(lèi)、回歸或其它決策功能。在最簡(jiǎn)單的情況下，該曲面是超平面（也稱(chēng)為線(xiàn)性分離器），但還可以想到更復(fù)雜的分離器并可以使用核函數(shù)而應(yīng)用。限定該超曲面的數(shù)據(jù)點(diǎn)被稱(chēng)為支持向量。

支持向量分類(lèi)器選擇這樣的分離器，其中該分離器距最近的數(shù)據(jù)點(diǎn)的距離盡可能的大，從而將與給定類(lèi)別中的對(duì)象相關(guān)的特征向量點(diǎn)從與該類(lèi)別外的對(duì)象相關(guān)的特征向量點(diǎn)分離開(kāi)來(lái)。對(duì)于支持向量回歸，構(gòu)建具有可接受誤差半徑的高維管，其使數(shù)據(jù)集的誤差最小化，并同時(shí)使相關(guān)曲線(xiàn)或函數(shù)的平面度最大化。換句話(huà)講，該管是圍繞擬合曲線(xiàn)的包層，由最靠近該曲線(xiàn)或曲面的數(shù)據(jù)點(diǎn)的集合所限定。

支持向量機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：一旦識(shí)別出支持向量，則可以從計(jì)算結(jié)果中移除剩余的觀測(cè)結(jié)果，因而極大地降低該問(wèn)題的計(jì)算復(fù)雜性。SVM通常以?xún)蓚€(gè)階段工作：訓(xùn)練階段和測(cè)試階段。在訓(xùn)練階段，生成一組支持向量用于執(zhí)行決策規(guī)則。在測(cè)試階段，使用該決策規(guī)則做出決策。支持向量算法是用于訓(xùn)練SVM的方法。通過(guò)執(zhí)行該算法，生成參數(shù)訓(xùn)練組，其包含表征SVM的支持向量。適于本文實(shí)施方案的支持向量算法的代表性實(shí)例包括但不限于序列最小優(yōu)化。

最少絕對(duì)收縮和選擇算子（LASSO）算法是用于線(xiàn)性回歸的收縮和/或選擇算法。LASSO算法可通過(guò)正則化而使平方誤差的一般和最小化，其可以是L1范數(shù)正則化（系數(shù)的絕對(duì)值之和的界限）、L2范數(shù)正則化（系數(shù)的平方之和的界限），等等。LASSO算法可與小波系數(shù)的軟閾值化、前向逐步回歸和boosting方法相關(guān)聯(lián)。LASSO算法在下列文獻(xiàn)中有述：Tibshirani, R, Regression Shrinkage and Selection via the Lasso, J. Royal.Statist.Soc B., 第58卷, No. 1, 1996, 第267-288頁(yè)，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文中。

貝葉斯網(wǎng)絡(luò)是表示變量以及變量間的條件相互依存關(guān)系的模型。在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)中，變量由節(jié)點(diǎn)表示，而節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)連接彼此相連。連接指示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間存在關(guān)聯(lián)。節(jié)點(diǎn)通常具有對(duì)應(yīng)的條件概率表，其用于當(dāng)與該節(jié)點(diǎn)相連的其它節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)給定時(shí)，確定該節(jié)點(diǎn)處于某一狀態(tài)的概率。在一些實(shí)施方案中，采用貝葉斯最優(yōu)分類(lèi)器算法以將后驗(yàn)假設(shè)的最大值應(yīng)用于新紀(jì)錄上，從而預(yù)測(cè)其分類(lèi)的概率，以及從得自訓(xùn)練組的其它假設(shè)中的每一者計(jì)算概率并且使用這些概率作為加權(quán)因子用于對(duì)食物的反應(yīng)的未來(lái)預(yù)測(cè)。適于搜索最佳貝葉斯網(wǎng)絡(luò)的算法包括但不限于基于全局分?jǐn)?shù)量度的算法。在構(gòu)建該網(wǎng)絡(luò)的替代方法中，可以采用馬爾科夫毯。馬爾科夫毯隔離節(jié)點(diǎn)使之不受在其邊界外的任何節(jié)點(diǎn)影響，所述邊界由該節(jié)點(diǎn)的親代、其子代以及其子代的親代構(gòu)成。

基于實(shí)例的算法針對(duì)每個(gè)實(shí)例生成新模型，而不是將預(yù)測(cè)基于從訓(xùn)練組生成（一次）的樹(shù)或網(wǎng)絡(luò)。

術(shù)語(yǔ)“實(shí)例”，在機(jī)器學(xué)習(xí)的語(yǔ)境中，指代來(lái)自數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)例。

基于實(shí)例的算法通常將整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并從與那些正在測(cè)試的類(lèi)似的紀(jì)錄的組中構(gòu)建模型。此相似性可以例如通過(guò)最近鄰或局部加權(quán)法（例如，使用歐氏距離）來(lái)評(píng)價(jià)。一旦選定了紀(jì)錄組，即可以使用若干種不同算法（如樸素貝葉斯）構(gòu)建最終模型。

現(xiàn)在參考圖3，其是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案的適用于構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的方法的流程圖。

數(shù)據(jù)庫(kù)可以從收集自單個(gè)個(gè)體或一組個(gè)體的數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)建。當(dāng)數(shù)據(jù)收集自單個(gè)個(gè)體時(shí)，所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)可以用作上文中方法10的個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)（例如，數(shù)據(jù)庫(kù)22）。當(dāng)數(shù)據(jù)收集自一組個(gè)體時(shí)，所構(gòu)建的數(shù)據(jù)庫(kù)可以用作上文中方法10的組數(shù)據(jù)庫(kù)（例如，數(shù)據(jù)庫(kù)24）。

該方法從30開(kāi)始并繼續(xù)到31，在該處于至少數(shù)天的時(shí)間內(nèi)（例如，一周）監(jiān)測(cè)個(gè)體體內(nèi)至少一種物質(zhì)的水平。該物質(zhì)可以是葡萄糖、膽固醇、鈉、鉀、鈣中的一種或多種。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，該物質(zhì)包括至少葡萄糖，而在本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方案中，該物質(zhì)是葡萄糖。所述監(jiān)測(cè)可以是連續(xù)的或在多個(gè)時(shí)間點(diǎn)（例如，每10分鐘或每5分鐘或每2分鐘或每1分鐘或每30秒）。優(yōu)選地，所述水平是血液水平，例如，血糖水平。所述監(jiān)測(cè)可以通過(guò)在整個(gè)監(jiān)測(cè)期間連接至該個(gè)體（例如，與該個(gè)體的血管連通）的測(cè)量裝置進(jìn)行。

該方法繼續(xù)到32，在此處監(jiān)測(cè)該個(gè)體在一定時(shí)間內(nèi)所食用的食物。監(jiān)測(cè)所食用食物的時(shí)間段任選地并優(yōu)選地與監(jiān)測(cè)水平的時(shí)間段相同。

該方法繼續(xù)到33，在此處分析所監(jiān)測(cè)的水平和所監(jiān)測(cè)的食物以與反應(yīng)（例如，對(duì)所食用的食物的至少一部分中的每種食物的升糖反應(yīng)）相關(guān)聯(lián)。所述分析可以例如通過(guò)如下進(jìn)行：對(duì)所食用的食物和水平在相同時(shí)間軸上作圖，并搜索可能響應(yīng)于食物攝入而出現(xiàn)的水平變化的模式。為此，可以采用機(jī)器學(xué)習(xí)程序，如以上算法中的一種或多種。

該方法繼續(xù)到34，在此處于一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)或個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)）中制作屬于關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。

在35處，該方法任選地并優(yōu)選地獲得屬于個(gè)體和/或食物的額外數(shù)據(jù)，并在至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中制作額外數(shù)據(jù)的記錄。所述額外數(shù)據(jù)可以描述任何上述類(lèi)型的額外信息，包括但不限于：微生物組概況、血液化學(xué)、遺傳學(xué)概況、代謝組學(xué)數(shù)據(jù)、身體狀況、食物攝入習(xí)慣、活動(dòng)和化學(xué)組成。該方法任選地并優(yōu)選地繼續(xù)到36，在此處于一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)（例如，組數(shù)據(jù)庫(kù)或個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)）中制作屬于所述額外數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。優(yōu)選地，將36和34應(yīng)用于相同的數(shù)據(jù)庫(kù)。因此，操作36得到包含多維條目的數(shù)據(jù)庫(kù)，如上文中所進(jìn)一步詳述的。該方法可以從34或36（如果執(zhí)行）環(huán)回到31，而可以對(duì)另一名個(gè)體進(jìn)行操作31-36中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。當(dāng)想要構(gòu)建組數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，則執(zhí)行此回路。

在本發(fā)明的各種示例性實(shí)施方案中，該方法繼續(xù)到37，在此處任選地并優(yōu)選地使用多維分析程序處理數(shù)據(jù)庫(kù)記錄，并繼續(xù)到38，在此處響應(yīng)于所述分析而更新數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)被用作個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，優(yōu)選地在收集單個(gè)個(gè)體的數(shù)據(jù)之后開(kāi)始操作37，而當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)被用作組數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，優(yōu)選地在收集多名個(gè)體的數(shù)據(jù)之后開(kāi)始操作37。

所述多維分析程序任選地并優(yōu)選地包括機(jī)器學(xué)習(xí)程序，如上述程序中的一種或多種。所述分析的目的在于確定數(shù)據(jù)中的模式，其允許找出數(shù)據(jù)庫(kù)中不同條目間的相似性。例如，所述分析可以包括：定義可以將數(shù)據(jù)庫(kù)條目劃歸其中的分類(lèi)組，并根據(jù)該分類(lèi)組將數(shù)據(jù)庫(kù)條目分類(lèi)。隨后，可以根據(jù)其分類(lèi)對(duì)條目進(jìn)行標(biāo)記。所述多維分析可以額外地或可替換地包括構(gòu)建決策樹(shù)。隨后，可以更新數(shù)據(jù)庫(kù)以包含所構(gòu)建的決策樹(shù)。所述多維分析可以額外地或可替換地包括提取數(shù)據(jù)庫(kù)中特征間的關(guān)聯(lián)模式和/或關(guān)聯(lián)規(guī)則。隨后，可以更新數(shù)據(jù)庫(kù)以包含所述關(guān)聯(lián)模式和/或關(guān)聯(lián)規(guī)則。所述多維分析可以額外地或可替換地包括例如使用特征評(píng)價(jià)算法對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的特征進(jìn)行排序。隨后，可以更新數(shù)據(jù)庫(kù)以包含所述排序。所述多維分析可以額外地或可替換地包括從數(shù)據(jù)庫(kù)的至少一部分?jǐn)?shù)據(jù)構(gòu)建貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。隨后，可以更新數(shù)據(jù)庫(kù)以包含所構(gòu)建的貝葉斯網(wǎng)絡(luò)。還設(shè)想了其它類(lèi)型的分析。

數(shù)據(jù)庫(kù)的處理和更新可以重復(fù)一次或多次。在這些實(shí)施方案中，該方法可以從38環(huán)回到37。

所述方法在39結(jié)束。

如本文所用，術(shù)語(yǔ)“約”指代 ± 10 %。

詞語(yǔ)“示例性”在本文中用于意指“用作示例、實(shí)例或舉例說(shuō)明”。任何被描述為“示例性”的實(shí)施方案不一定被理解為優(yōu)選的或優(yōu)于其它實(shí)施方案和/或不一定排除結(jié)合來(lái)自其它實(shí)施方案的特征。

詞語(yǔ)“任選地”在本文中用于意指“在一些實(shí)施方案中提供而并不在其它實(shí)施方案中提供”。本發(fā)明的任何特定實(shí)施方案可包含多個(gè)“任選的”特征，除非此類(lèi)特征相互沖突。

術(shù)語(yǔ)“包含/包括”（“comprises”、“comprising”、“includes”、“including”）、“具有”（“having”）及其動(dòng)詞變化形式意指“包含/包括但不限于”。

術(shù)語(yǔ)“由…組成”意指“包括但不限于”。

術(shù)語(yǔ)“主要由…組成”意指組合物、方法或結(jié)構(gòu)可包括額外的成分、步驟和/或部分，但僅限于所述成分、步驟和/或部分不會(huì)實(shí)質(zhì)性地改變所要求保護(hù)的組合物、方法或結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)和新穎特性。

如本文所用，單數(shù)形式“一個(gè)/種”和“所述”包括復(fù)數(shù)指代物，除非上下文另外清楚地指明。例如，術(shù)語(yǔ)“化合物”或“至少一種化合物”可包括多種化合物，包括其混合物。

在整個(gè)本申請(qǐng)中，本發(fā)明的各種實(shí)施方案可以范圍格式呈現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，范圍格式的描述僅僅是為了方便和簡(jiǎn)潔，而不應(yīng)當(dāng)被理解為對(duì)本發(fā)明范圍的硬性限制。因此，對(duì)范圍的描述應(yīng)當(dāng)被視為已經(jīng)具體公開(kāi)了所有可能的子范圍以及該范圍內(nèi)的單個(gè)數(shù)值。例如，對(duì)范圍（如1至6）的描述應(yīng)當(dāng)被視為已經(jīng)具體公開(kāi)了子范圍（如1至3、1至4、1至5、2至4、2至6、3至6等）以及該范圍內(nèi)的單個(gè)數(shù)值（例如，1、2、3、4、5和6）。無(wú)論范圍的寬度如何，這均適用。

只要本文中指定了數(shù)值范圍，則其意味著包含該指定范圍內(nèi)任何引用的數(shù)值（分?jǐn)?shù)或整數(shù)）。短語(yǔ)“范圍在/在第一指定數(shù)值和第二指定數(shù)值間的范圍內(nèi)”以及“范圍在/在第一指定數(shù)值“至”第二指定數(shù)值間的范圍內(nèi)”在本文中可以互換使用并意味著包含所述第一和第二制定數(shù)值以及其間所有的分?jǐn)?shù)和整數(shù)數(shù)值。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的某些特征（其出于清楚的目的而在單獨(dú)的實(shí)施方案的上下文中分別描述）也可在單個(gè)實(shí)施方案中以組合形式提供。相反地，本發(fā)明的各種特征（其出于簡(jiǎn)潔的目的而在單個(gè)實(shí)施方案的上下文中描述）也可分別提供或以任何合適的子組合提供或作為適于本發(fā)明的任何其它所述實(shí)施方案的形式提供。在各種實(shí)施方案的上下文中所述的某些特征不應(yīng)當(dāng)被視為那些實(shí)施方案的必要特征，除非該實(shí)施方案在缺乏那些要素的情況下無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

如上所述并在以下權(quán)利要求書(shū)部分中要求保護(hù)的本發(fā)明的各種實(shí)施方案和方面將在下列實(shí)施例中找到實(shí)驗(yàn)支持。

實(shí)施例

現(xiàn)在參考下列實(shí)施例，其與以上描述一起以非限制性方式說(shuō)明了本發(fā)明的一些實(shí)施方案。

實(shí)施例1

在普通人群中，血糖水平正在迅速升高，導(dǎo)致糖尿病前期和葡萄糖耐受性異常的患病率急劇上升，并最終發(fā)展為II型糖尿病。飲食攝入和食物組成被視為血糖水平的核心決定因素，并很關(guān)鍵地涉及到血糖正常個(gè)體和糖尿病前期個(gè)體等的血糖穩(wěn)態(tài)。糖尿病前期的飲食調(diào)整確實(shí)可以導(dǎo)致高血糖及其遠(yuǎn)期并發(fā)癥的完全逆轉(zhuǎn)。然而，食物攝入在升糖反應(yīng)上的個(gè)體化效應(yīng)尚不清楚，因而極大地限制了通過(guò)飲食干預(yù)來(lái)有效誘導(dǎo)升糖控制的能力。這一主要障礙的根源在于對(duì)食物的升糖反應(yīng)中的個(gè)體差異缺乏基本了解。飲食相關(guān)差異的一個(gè)關(guān)鍵但研究較少的決定因素是腸道微生物群的組成和功能。

本實(shí)施例提供了實(shí)驗(yàn)與計(jì)算相結(jié)合的研究，其包括血糖正常個(gè)體和糖尿病前期個(gè)體對(duì)食物的血糖反應(yīng)的大規(guī)模前瞻性分析，并解讀了微生物群對(duì)該反應(yīng)的貢獻(xiàn)。已經(jīng)表征了微生物群和數(shù)百名個(gè)體對(duì)食物攝入的升糖反應(yīng)以及不同類(lèi)型的升糖反應(yīng)模式。已經(jīng)設(shè)計(jì)出個(gè)人化的機(jī)器學(xué)習(xí)算法用于預(yù)測(cè)對(duì)食物攝入的個(gè)體化升糖反應(yīng)。

方法

在特拉維夫Sourasky醫(yī)療中心召募了217名健康志愿者。其中，182名完成了整個(gè)研究并且針對(duì)他們中的每一者，已經(jīng)獲得了多維概況并記錄在組數(shù)據(jù)庫(kù)中。所述概況包括：(1) 一般生活方式和健康問(wèn)卷；(2) 食物頻率問(wèn)卷(FFQ)；(3)寬泛的血液化學(xué)狀況；(4) 一般身體參數(shù)(例如，體重、身高、腰圍、血壓)；(5) 綜合宿主遺傳學(xué)概況；(6) 完整的微生物組分析(由16s rDNA分析和鳥(niǎo)槍宏基因組測(cè)序二者組成）；(7) 一整周的血糖測(cè)量結(jié)果，使用連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀(CGM)；(8) 樣本的綜合代謝組學(xué)分析；和(9) 一整周的記錄，包括食物攝入的次數(shù)和內(nèi)容、身體活動(dòng)、睡眠時(shí)間以及壓力和饑餓水平；(10) 對(duì)七種預(yù)定的測(cè)試食物的血糖反應(yīng)。

通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件分析數(shù)據(jù)庫(kù)，其目標(biāo)在于：表征個(gè)體間存在的不同類(lèi)型的升糖反應(yīng)模式，并預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物攝入的升糖反應(yīng)。

收集綜合的代謝、遺傳和微生物群概況

參與者到達(dá)特拉維夫Sourasky醫(yī)療中心。每名參與者簽署同意書(shū)，并獲得信息/樣本。以下所有的數(shù)據(jù)和樣本被冠以獨(dú)特的參與者標(biāo)識(shí)符（不允許識(shí)別出參與者）而分別匿名存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)和文庫(kù)中。

從每名參與者獲得下列信息和樣本：

1)由每名參與者填寫(xiě)的一般生活方式和健康問(wèn)卷，包括有關(guān)過(guò)去和現(xiàn)在的身體狀況和生活方式習(xí)慣（例如，鍛煉和吸煙習(xí)慣）的一組綜合問(wèn)題。

2)由每名參與者填寫(xiě)的食物頻率問(wèn)卷(FFQ)，包括有關(guān)飲食習(xí)慣和各種食物種類(lèi)的日常食用的一組綜合問(wèn)題。

3)寬泛的血液化學(xué)狀況（例如，膽固醇水平、全血細(xì)胞計(jì)數(shù)、HbA1c），由我們從每名參與者所抽取的血液測(cè)量。

4)由我們測(cè)量的一般身體參數(shù)（例如，體重、身高、腰圍、血壓）。

5)綜合宿主遺傳學(xué)概況，通過(guò)Illumina陣列獲得，應(yīng)用于從參與者在剛抵達(dá)中心時(shí)所抽取的血液中提取的DNA上，測(cè)量了約700,000種不同的單核苷酸多態(tài)性(SNP)。

6)綜合的微生物群分析，通過(guò)對(duì)從每名參與者在他/她剛抵達(dá)中心時(shí)提供的糞便樣品中提取的DNA同時(shí)進(jìn)行16S和宏基因組分析而獲得。

7)一整周的連續(xù)血糖測(cè)量結(jié)果，通過(guò)使每名參與者在一整周中與iPro2連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀(CGM)（其每五分鐘測(cè)量一次血糖水平）相連而測(cè)得。一名參與者的一個(gè)測(cè)量日的實(shí)例示于圖4中。圖4中所示的是一名研究參與者在七個(gè)連接日期間的原始血糖測(cè)量結(jié)果的實(shí)例。用箭頭標(biāo)明了進(jìn)餐次數(shù)；還標(biāo)明了睡眠時(shí)間。

8)樣本的完整代謝組學(xué)分析，通過(guò)對(duì)所收集的糞便和血液樣品應(yīng)用LC-MS和GC-MS質(zhì)譜分析而進(jìn)行。

9)一整周的活動(dòng)記錄，包括每名參與者在連接周內(nèi)所進(jìn)行的并且可能影響他/她血糖水平的活動(dòng)的全部次數(shù)和類(lèi)型（例如，全部食物攝入的內(nèi)容和次數(shù)、身體活動(dòng)的次數(shù)和強(qiáng)度、睡眠次數(shù)、以及壓力和饑餓水平）。

10)對(duì)七種預(yù)定的測(cè)試食物的血糖反應(yīng)。每天早晨，每名參與者食用由工作人員提供的七種測(cè)試餐食（純白面包食用兩次、純白面包加30g黃油食用兩次、50g葡萄糖加250g水食用兩次、以及50g果糖加250g水食用一次）中的一種，其包含精確的50g可用碳水化合物。

結(jié)果

對(duì)相同食物的血糖反應(yīng)的個(gè)體間偏差

檢查了不同個(gè)體對(duì)相同食物具有的不同反應(yīng)的程度。為此，比較了個(gè)體對(duì)他們每人在研究中的每天早晨被要求食用并由工作人員供應(yīng)的七種預(yù)定的測(cè)試食物的血糖反應(yīng)。對(duì)于所檢查的全部類(lèi)型的測(cè)試食物，個(gè)體對(duì)相同食物的反應(yīng)均存在差異。對(duì)于50g可用碳水化合物（甚至對(duì)于純葡萄糖）的食物激發(fā)，一些個(gè)體幾乎不表現(xiàn)出升糖反應(yīng)，而其它個(gè)體則表現(xiàn)出非常明顯的反應(yīng)。

圖5A-F示出了研究參與者對(duì)葡萄糖（圖5A）、面包（圖5B）和面包加黃油（圖5C）的血糖反應(yīng)的柱狀圖，其中所食用的每種食物的量被設(shè)定為總碳水化合物含量為50克。還示出了三名具有高血糖反應(yīng)的個(gè)體和三名具有低血糖反應(yīng)的個(gè)體對(duì)葡萄糖（圖5D）、面包（圖5E）和面包加黃油（圖5F）的飯后反應(yīng)的實(shí)例。注意到，平均而言，黃油降低了升糖反應(yīng)，但這僅僅是針對(duì)該個(gè)體子集的情況。

本發(fā)明人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，不同個(gè)體間對(duì)食物的反應(yīng)的差異相當(dāng)大。不同個(gè)體間的差異示于圖5G中，其示出了不同個(gè)體對(duì)葡萄糖、面包和面包加黃油的反應(yīng)的聚類(lèi)。圖5G中的每一行對(duì)應(yīng)一名個(gè)體，而彩色條目表示對(duì)每種食物激發(fā)的升糖反應(yīng)的強(qiáng)度（紅色表明更高的反應(yīng)，而綠色表明更低的反應(yīng)）。如圖所示，在每個(gè)集群內(nèi)存在具有相似反應(yīng)的個(gè)體的集群，在這些個(gè)體中，約10%對(duì)面包加黃油反應(yīng)最強(qiáng)烈，約30%對(duì)面包反應(yīng)最強(qiáng)烈，而約60%對(duì)純葡萄糖反應(yīng)最強(qiáng)烈。

經(jīng)驗(yàn)證，所述差異不是由于連續(xù)血糖測(cè)量結(jié)果的不準(zhǔn)確性，因?yàn)椋?1) 在整個(gè)群體中測(cè)得的平均血糖反應(yīng)與這些食物的公布的升糖反應(yīng)（其也是按群體平均計(jì)算）非常吻合，并且(2) 通過(guò)比較兩個(gè)重復(fù)測(cè)量結(jié)果（其各自被要求針對(duì)三種不同類(lèi)型的預(yù)定的測(cè)試食物進(jìn)行），發(fā)現(xiàn)在這些個(gè)體內(nèi)其對(duì)相同食物的反應(yīng)具有高度可重復(fù)性。圖6A-C示出了如根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行的研究過(guò)程中獲得的葡萄糖（圖6A）、面包（圖6B）和面包加黃油（圖6C）的血糖反應(yīng)的柱狀圖，其中所食用的每種食物的量被設(shè)定為總碳水化合物含量為50克。每個(gè)點(diǎn)表示一名研究參與者。對(duì)于所述三種不同類(lèi)型的測(cè)試食物，重復(fù)間的相關(guān)性為0.76-0.78。

預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的個(gè)人反應(yīng)

為了評(píng)估預(yù)測(cè)未見(jiàn)過(guò)的餐食的能力，采用了交叉驗(yàn)證方案。將約8,000種餐食（獲得針對(duì)其的血糖反應(yīng)測(cè)量結(jié)果）隨機(jī)分入10個(gè)大小相等的組。使用模型（其參數(shù)僅使用其它9個(gè)餐食組中的餐食而習(xí)得）預(yù)測(cè)各組中餐食的血糖反應(yīng)。因此，在模型學(xué)習(xí)階段期間不會(huì)觀測(cè)到其預(yù)測(cè)被評(píng)估的每種餐食，從而代表了對(duì)本文實(shí)施方案的預(yù)測(cè)能力的真實(shí)評(píng)估。

比較了三種不同的模型，如下：

1)普適（One size fits all）的僅基于碳水化合物的模型。此模型僅使用各餐食中的一項(xiàng)特征，即該餐食中含有的碳水化合物的量，其原理是：碳水化合物是升糖反應(yīng)的主要已知決定因素。

2)普適（One size fits all）的多項(xiàng)餐食特征模型。此模型擴(kuò)大了僅基于碳水化合物的模型以包含10項(xiàng)額外的參數(shù)，其組成如下：餐食的重量、卡路里數(shù)、蛋白質(zhì)的量、脂肪的量、餐食的碳水化合物分?jǐn)?shù)、餐食的蛋白質(zhì)分?jǐn)?shù)、餐食的脂肪分?jǐn)?shù)、碳水化合物對(duì)蛋白質(zhì)的對(duì)數(shù)比、碳水化合物對(duì)脂肪的對(duì)數(shù)比、以及餐食中食物組分的數(shù)目。

3)個(gè)人化模型。此模型使用模型2的參數(shù)，但還另外包含：

a)三項(xiàng)個(gè)人臨床參數(shù)，由年齡、血液中糖化血紅蛋白的水平（HbA1c）和血液中磷的水平組成。

b)來(lái)自先前餐食（在過(guò)去10小時(shí)內(nèi)食用的餐食）的四項(xiàng)參數(shù)，由先前餐食中的卡路里量、碳水化合物量、碳水化合物對(duì)脂肪的比率以及先前餐食后所過(guò)去的時(shí)間本身組成。

僅基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)（即，用于構(gòu)建預(yù)測(cè)因子的餐食，而非被預(yù)測(cè)的單列出的餐食）而將研究個(gè)體聚類(lèi)到三個(gè)不同的組中。然后針對(duì)所述三個(gè)不同人群組中的每一者構(gòu)建單獨(dú)的模型。這些組是基于每個(gè)人所具有的餐食中碳水化合物的量與他/她的血糖反應(yīng)之間的相關(guān)性而定義的。本發(fā)明人注意到碳水化合物的量與血糖反應(yīng)間的這種關(guān)系在個(gè)體間變化很大，并因而試圖使用此特征來(lái)針對(duì)各個(gè)子群體或集群分別構(gòu)建單獨(dú)的預(yù)測(cè)因子。圖7A-E展示了此模型的原理，其中可以清楚看到在碳水化合物的量與血糖反應(yīng)之間的關(guān)系中人群間的高度差異。圖7A-E中所示的是所有研究參與者的餐食中的碳水化合物量與升糖反應(yīng)間的相關(guān)性柱狀圖（圖7A）、在碳水化合物量與升糖反應(yīng)間具有低相關(guān)性的兩名參與者的實(shí)例（圖7B和7C）和具有高的此類(lèi)相關(guān)性的兩名參與者的實(shí)例（圖7D和7E）。

這些模型是使用L1（絕對(duì)值之和）正則化的LASSO算法的線(xiàn)性模型而習(xí)得的。在所有被預(yù)測(cè)的餐食中（回想一下，每種餐食均使用基于將其排除在外的餐食而習(xí)得的模型來(lái)預(yù)測(cè)），模型1、2和3分別達(dá)到0.35、0.36和0.44的預(yù)測(cè)相關(guān)性。所有模型的預(yù)測(cè)值均為正值，這證明了使用本文實(shí)施方案的組數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)預(yù)測(cè)對(duì)未見(jiàn)過(guò)的餐食的升糖反應(yīng)的效力。使用模型3帶來(lái)預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性的提升，這證明利用個(gè)體的個(gè)人參數(shù)私人定制的預(yù)測(cè)因子可以導(dǎo)致性能的極大提升。在具有最高的碳水化合物含量與血糖反應(yīng)間相關(guān)性的兩個(gè)個(gè)體集群上，該模型預(yù)測(cè)了單列的未見(jiàn)過(guò)的餐食，其中集群1和2的相關(guān)性分別為0.50和0.51。這些集群統(tǒng)共占全部個(gè)體的幾乎50%，證明對(duì)于幾乎半數(shù)的研究參與者（事先確定的），所述預(yù)測(cè)因子實(shí)現(xiàn)了非常好的預(yù)測(cè)。

這些結(jié)果匯總于圖8A-D中，其示出了個(gè)體升糖反應(yīng)的私人定制的預(yù)測(cè)因子。圖8A示出了使用餐食的一般參數(shù)（模型1和2）或還使用個(gè)體的個(gè)人參數(shù)（模型3）的三種模型之間預(yù)測(cè)單列的未見(jiàn)過(guò)的餐食的相關(guān)性的比較。還示出了針對(duì)用于模型3中的個(gè)體集群中的每一者的預(yù)測(cè)。圖8B-D示出了對(duì)三個(gè)個(gè)體集群的得自私人定制的模型（模型3）的預(yù)測(cè)，所述三個(gè)個(gè)體集群是基于各集群中個(gè)體所表現(xiàn)出的其餐食中碳水化合物的量與其血糖反應(yīng)間的關(guān)系而定義的。注意到個(gè)體集群1和2中0.5和0.51的高相關(guān)性，所述個(gè)體集群表現(xiàn)出餐食中碳水化合物含量與血糖反應(yīng)間的高相關(guān)性。

結(jié)論

本實(shí)施例證明了本文實(shí)施方案的方法在預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物攝入的升糖反應(yīng)上的實(shí)用性。本實(shí)施例顯示，針對(duì)個(gè)體參數(shù)私人定制的預(yù)測(cè)因子可以實(shí)現(xiàn)性能改善。本實(shí)施例顯示，對(duì)于由大致半數(shù)人口組成的并且其身份可以事先確定的個(gè)體子集而言，所述預(yù)測(cè)更加準(zhǔn)確。這些個(gè)體具有這樣的特質(zhì)：（相比人口中的其它個(gè)體）其表現(xiàn)出餐食中碳水化合物的量與血糖反應(yīng)間的高度相關(guān)性。

實(shí)施例2

使用決策樹(shù)通過(guò)隨機(jī)boosting重新分析上文實(shí)施例1中收集的數(shù)據(jù)。結(jié)果示于圖9A-G中。

圖9A示出了對(duì)應(yīng)于5個(gè)不同的血糖水平預(yù)測(cè)中每一者的實(shí)際測(cè)得的血糖反應(yīng)的箱線(xiàn)圖。中心線(xiàn)是中值，而頂部和底部的橫杠分別表示75和25百分位數(shù)。還指明了全部餐食的總體相關(guān)性（R=0.56）。

圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案所預(yù)測(cè)的全部7072種餐食。示出的是預(yù)測(cè)的血糖反應(yīng)（橫坐標(biāo)）和所測(cè)得的反應(yīng)（縱坐標(biāo)）之間的比較。還示出的是總體相關(guān)性（R=0.56）和指示出移動(dòng)窗口平均值（100個(gè)連續(xù)預(yù)測(cè)）的線(xiàn)。

圖9C示出了不同相關(guān)性預(yù)測(cè)水平的參與者數(shù)目的柱狀圖。

圖9D-G示出了來(lái)自典型預(yù)測(cè)的兩名參與者的預(yù)測(cè)反應(yīng)和測(cè)得反應(yīng)的比較（圖9D和9E），以及兩名最佳預(yù)測(cè)的參與者的預(yù)測(cè)反應(yīng)和測(cè)得反應(yīng)的比較（圖9F和9G）。

實(shí)施例3

本實(shí)施例證明了根據(jù)本文所述的實(shí)施方案的數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)的能力，其使用組數(shù)據(jù)庫(kù)（包含其它個(gè)體對(duì)食物的反應(yīng)）和個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)（包含描述該個(gè)體的數(shù)據(jù)但不包含對(duì)任何食物的任何反應(yīng)）。數(shù)據(jù)和在學(xué)習(xí)階段對(duì)所收集數(shù)據(jù)的分析與實(shí)施例2中是相同的。在預(yù)測(cè)階段，將分析個(gè)體的血糖水平數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中移除。所述個(gè)體特異性數(shù)據(jù)庫(kù)包含描述以下的數(shù)據(jù)：生活方式、健康、血液化學(xué)和食物攝入習(xí)慣（包括該個(gè)體慣常食用的食物的清單連同對(duì)應(yīng)的攝入頻率）。所述生活方式、健康和食物攝入習(xí)慣通過(guò)問(wèn)卷收集。

圖10A示出了對(duì)應(yīng)于5個(gè)不同的血糖水平預(yù)測(cè)中每一者的測(cè)得的血糖反應(yīng)的箱線(xiàn)圖。注釋和標(biāo)記與

圖9A中相同。如圖所示，全部餐食的總體相關(guān)性為R=0.46。

圖10B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方案所預(yù)測(cè)的全部7072種餐食。注釋和標(biāo)記與

圖9B中相同。

實(shí)施例4

本實(shí)施例說(shuō)明了可以如何使用數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)食物的升糖反應(yīng)。

材料和方法

16名升糖反應(yīng)異常的參與者和健康參與者參加了為期三周的飲食干預(yù)實(shí)驗(yàn)。第一周是分析周，其中計(jì)算了兩種個(gè)人化的測(cè)試飲食：(1) 一整周的個(gè)人化飲食，其預(yù)測(cè)具有“好的”（低）飯后血糖反應(yīng)；和(2) 一整周的個(gè)人化飲食，其預(yù)測(cè)具有“不好的”（高）飯后血糖反應(yīng)。本發(fā)明人評(píng)價(jià)了相比在所述“不好的”周給予的個(gè)人化飲食，所述“好的”周的個(gè)人化飲食是否確實(shí)引發(fā)了更低的血糖反應(yīng)。

在實(shí)驗(yàn)前，膳食學(xué)家制定了為期6天的私人定制的飲食，如下：每名參與者決定他/她在一天中吃幾餐和攝入多少卡路里。6天中所有的餐食都是不同的，并且每天食用相同數(shù)量的餐食和卡路里，其中餐食之間的間隔為至少3小時(shí)。餐食的內(nèi)容由參與者決定以符合其口味和正常飲食。例如，參與者可能選擇一天食用5種餐食類(lèi)別，如下：300卡路里的早餐、200卡路里的早午餐、500卡路里的午餐、200卡路里的零食和800卡路里的晚餐。該參與者針對(duì)每種餐食類(lèi)別（所述實(shí)例中的5種餐食類(lèi)別：早餐、早午餐、午餐、零食和晚餐）在膳食學(xué)家的幫助下就6種不同的選擇作出決定，以確保所有的早餐都是等卡路里的，其最大偏差為10%。

實(shí)驗(yàn)從對(duì)該參與者采集血樣并進(jìn)行人體測(cè)量開(kāi)始，將該參與者連接至連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀并開(kāi)始所述6天飲食，同時(shí)記錄在研究期間所有食用的餐食。在實(shí)驗(yàn)的第7天，該參與者進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)(50g)口服葡萄糖耐受測(cè)試，其后他在那一整天中正常攝食。被稱(chēng)為“混合周”的第一周將該參與者暴露于各種食物，此做法隨后將確定哪種餐食相對(duì)“好”和“不好”，即哪種餐食分別導(dǎo)致低和高血糖反應(yīng)。使用連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀（Medtronic iPro2）以密集的5分鐘時(shí)間間隔監(jiān)測(cè)血糖水平。測(cè)量了每種餐食的血糖上升以及血糖增量的曲線(xiàn)下面積（AUC）。按從低到高的反應(yīng)選擇餐食，其中選擇了每個(gè)餐食類(lèi)別中最好和最差的兩種餐食并標(biāo)記為好的餐食和不好的餐食。

在選定好的和不好的餐食之后，該參與者繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的另外兩周，即測(cè)試周?！昂玫闹堋眱H由好的餐食構(gòu)成，而“不好的周”則僅由經(jīng)預(yù)測(cè)會(huì)引發(fā)“不好的”（高）血糖反應(yīng)的餐食構(gòu)成。一周包括6天的飲食和一天的50克葡萄糖耐受測(cè)試，如上所述。周的次序是隨機(jī)選擇的，并且參與者和膳食學(xué)家均不知曉周的次序。三周后，比較各周之間的血糖水平。

到目前為止，16名個(gè)體完成了實(shí)驗(yàn)，其中10名具有升糖反應(yīng)異常，而6名是健康的。

結(jié)果

“好的”和“不好的”餐食被正確地歸類(lèi)：據(jù)發(fā)現(xiàn)，在所述兩個(gè)測(cè)試周中所測(cè)試的餐食中的絕大多數(shù)顯示出與預(yù)測(cè)（低/高）相符的血糖反應(yīng)。

相比“不好的”周，在“好的”周中的餐食之后觀察到了平均AUC的顯著改善。此結(jié)果對(duì)于健康個(gè)體和葡萄糖耐受性異常個(gè)體均成立，其中在后者組中，“好的”周與“不好的”周之間的差別更大（圖11）。

該結(jié)果還顯示，餐后的血糖反應(yīng)顯示出晝夜變化規(guī)律（圖12）。當(dāng)通過(guò)一個(gè)類(lèi)別中所有餐食的平均AUC反應(yīng)進(jìn)行線(xiàn)性擬合時(shí)，可以看到早餐AUC趨勢(shì)相對(duì)低，然后是午餐，而晚餐具有最高的AUC趨勢(shì)。在通過(guò)餐食中的碳水化合物或卡路里規(guī)一化后，此趨勢(shì)依然保持（圖13A-B）。

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17.Claesson, M. J. 等人,Gut microbiota composition correlates with diet and health in the elderly.Nature 488, 178-184, 10.1038/nature11319 (2012)。

盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合其具體實(shí)施方案進(jìn)行了描述，但顯然許多替代形式、修改形式和變型形式對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。因此，其旨在包含落入所附權(quán)利要求書(shū)的精神和寬廣范圍內(nèi)的所有此類(lèi)替代形式、修改形式和變型形式。

本說(shuō)明書(shū)中提及的所有出版物、專(zhuān)利和專(zhuān)利申請(qǐng)均全文引入本說(shuō)明書(shū)作為參考，其程度如同每個(gè)單獨(dú)的出版物、專(zhuān)利或?qū)＠暾?qǐng)被專(zhuān)門(mén)并單獨(dú)指明并入本文作為參考。另外，本申請(qǐng)中對(duì)任何參考文獻(xiàn)的引用或確認(rèn)不應(yīng)解釋為承認(rèn)：這樣的參考文獻(xiàn)可作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。就節(jié)標(biāo)題的使用程度而言，其不應(yīng)理解為一定是限制性的。