Speakman（右）

液态水同位素分析仪

实验室成员展示双标水样本。

资料图片

　　文/广州日报全媒体记者王纳 通讯员林一程

　　“中年发福不是代谢下降惹的祸”“越胖运动减肥越难”“每天八杯水的建议是否科学”等热门的科学话题，引起了社会公众的广泛关注。事实上，这些话题的研究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已完成第二阶段建设，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（以下简称“双标水实验室”），也是继英国、美国、日本后，全世界极少拥有双标水技术的中国实验室。

　　双标水（doubly labelled water，DLW）法：是20世纪80年代出现的一种人体能量消耗测量技术，是以稳定的同位素标记的水作为示踪物，通过稳定性核素氘（2H）标记水中的H，用重氧（18O）标记水中和二氧化碳中的O,通过分析尿液中标记物的峰度值变化,了解机体的能量代谢情况,其精确度2%～8%,准确度1%～3%，被誉为能量消耗测定的“金标准”。

　　能量消耗测量“金标准”落地中国

　　人们日常生活中的行走、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。而肥胖、糖尿病、心血管疾病等诸多疾病都与能量代谢异常有关。深入探究能量代谢的规律，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。

　　早在20世纪50年代，美国科学家Nathan Lifson便发明了双标水技术（Doubly Labelled Water，DLW），以解决能量代谢检测问题。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。经过数十年的研究和发展，双标水技术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开始探索和研究双标水技术，是最早参与建立双标水技术的科学家之一。1989年，他在英国阿伯丁大学建立了双标水实验室，这是英国首批双标水实验室之一，之后在1997年发表的《双标水的理论与实践》专著，成为了双标水技术的权威参考书，先后被引用超过1000次。

　　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，更需要测试灵敏度和精准度极高的同位素质谱仪和高水平的分析人员，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，我国首个人类双标水实验室的建设工作正式启动。在此之前，除了英国的阿伯丁大学、美国的贝勒医学院和威斯康辛大学麦迪逊分校、日本国立研究开发法人医药基础健康营养研究所等少数实验室拥有这项技术之外，我国尚未有专业的实验室和团队能够完成双标水技术分析。

　　我国首个人类双标水实验室的建成，意味着双标水技术落地中国，让中国成为了继英国、美国、日本等国家之后拥有国际公认的双标水技术的极少数国家之一。

　　建立广东首个人体代谢舱系统

　　自2020年以来，Speakman团队连续发表了多篇基于双标水技术的重要研究文章。比如，2021年，Speakman领导的国际团队合作在《科学》上首次揭示了人类全生命周期的代谢规律，打破了“人到中年代谢率下降”的传统认知。2022年，课题组与国际团队合作再次在《科学》发表研究，首次揭示人类全生命周期需水量的规律，颠覆了以往人们对饮水量需求的认知。

　　目前，深圳先进院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，该系统投入使用后将为包括各种药物筛选及效果评估等临床试验提供支撑平台。Speakman解释道：“在人体代谢舱里，志愿者可以生活数日，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可实时测量能量消耗情况。与双标水技术结合，将为我们的研究开辟一个独特的窗口。”

　　“中国是人口大国，在我们的实验室建立之前，来自中国的双标水数据量很少，这是我们知识上的一个严重缺陷。”Speakman表示，深圳先进院双标水实验室的建立将极大促进中国的国内科研合作。

　　根据《中国居民营养与慢性病状况报告（2020年）》显示，我国18岁及以上居民超重率、肥胖率分别为34.3%、16.4%，中国成人超重和肥胖的患病率超过50%，且肥胖率呈上升趋势。Speakman强调：“随着中国肥胖人数不断增加，防止肥胖流行成为关键，我们的研究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。”