国内首个人类双标水实验室正式建成

Speakman（右）与张雪映。

■本报记者 刁雯蕙

“中年发福不是代谢下降惹的祸”“越胖运动减肥越难”“每天8杯水是否科学”等热门科学话题，引发了社会公众的广泛关注。事实上，这些成果均出自同一个实验室——我国首个人类双标水实验室。

近日，由中国科学院外籍院士、中国科学院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所（以下简称深圳先进院医药所）能量与代谢生殖研究中心首席科学家、深圳理工大学（筹）药学院讲席教授John Speakman牵头成立的我国首个人类双标水实验室正式建成。这是我国首个将双标水技术用于人体研究的精准监测人体能量代谢实验平台，是继英国、美国、日本后，中国建立的首个拥有双标水技术的实验室。

“双标水实验室将通过深入研究人体代谢规律，进一步揭示生命规律，为人类制定精准营养策略提供科学指导。”Speakman介绍。

“中国拥有第一个双标水实验室非常令人兴奋。这将使我们能够测量更多双标水样本，研究能量代谢领域的一些基础机制，并了解全球范围内双标水测量的差异。”国际原子能机构营养学专家Alexia Alford评价道。

能量消耗测量“金标准”落地中国

人们日常行走、跑步、思考、呼吸，以及细胞的生长、分裂等生命活动都与能量代谢息息相关。肥胖、糖尿病、心血管疾病等诸多疾病都与能量代谢异常有关。深入探究能量代谢规律，可以帮助人们更好地了解身体健康状态，采取相应的预防和治疗措施。

双标水技术出现在上世纪50年代，是一种利用氘和氧-18两种稳定同位素作为示踪剂测量人体能量消耗的技术。1982年，双标水技术首次被运用在人类身上。研究人员运用双标水技术，收集志愿者的尿液并分析尿液中标记物的富集度变化，了解机体的能量代谢情况。该方法被认为是测量自由活动状态下人类能量消耗的“金标准”。

1986年，Speakman开始探索双标水技术，他是最早参与建立双标水技术的科学家之一。2011年，Speakman来到中国开展研究工作。那时，他并没有打算在中国建立一个人类双标水实验室。双标水不仅价格昂贵，还需要测试灵敏度和精准度极高的同位素质谱仪，以及高水平的分析人员。想要建立一个能够完整配制并分析双标水技术的实验平台，并非易事。

直到2020年，Speakman加入深圳先进院。我国首个人类双标水实验室的建设工作正式启动。

“建设实验室的过程并非一帆风顺。”深圳先进院医药所副研究员张雪映回忆。她从仪器购买、设备安装、人员培训等点滴做起，在将近4年的时间里，协助Speakman完成了双标水实验室的建设工作。我国首个人类双标水实验室的建成，意味着“金标准”落地中国。

搭建广东省首个人体代谢舱系统

2020年以来，Speakman团队在完善实验室建设的同时，连续发表了多篇基于双标水技术的重要研究。2021年，Speakman团队在《科学》上首次揭示了人类全生命周期代谢规律，打破“人到中年代谢率下降”的传统认知。2022年，课题组再次在《科学》发表研究，首次揭示人类全生命周期需水量规律，颠覆了以往人们对饮水量需求的认知。

据了解，双标水实验室面积约为800平方米，具备了实时、精确监测人体能量代谢、运动状态、体成分以及心血管健康等方面的技术能力。

此外，研究团队还搭建了广东省首个人体代谢舱系统，将为包括各种药物筛选及效果评估等在内的临床试验提供支撑平台。

Speakman解释说：“志愿者可以在人体代谢舱里生活数日。我们通过收集舱内的氧气和二氧化碳，并通过高精密气体浓度分析仪实时测量能量消耗情况。将其与双标水技术结合，为我们的研究打开了一个独特的窗口。”

Speakman表示，深圳先进院双标水实验室的建立将极大促进国内的科研合作。例如，他的团队正积极与相关企业建立合作关系，研究潜在的肥胖治疗方法。

科研合作从“走出去”到“走进来”

不久前，深圳先进院举办双标水技术培训班，吸引了来自泰国、日本、巴西等国的科学家学习和探讨双标水技术。

“过去，为了使用双标水技术，我们不得不依赖国外实验室的协助。而现在，我们在国内就可以独立完成双标水样本分析，并吸引其他国家的科学家来到中国学习。”张雪映说。在后续的科研工作中，研究团队计划联合全球其他双标水实验室，针对具体的研究进行数据对比和分析试验，确保研究结论更准确。

从2011年至今，Speakman目睹了中国科技发展的巨大进步。他说：“我希望将我的专业知识带到中国，进一步促进中国的科学发展。科学是一项全球性活动，需要全球合作来维持。”未来，Speakman将带领团队继续在能量代谢领域深耕。