Methodological aspects of the derivation of dietary patterns and their association with type 2 diabetes

Hintergrund: Die Untersuchung von Ernahrungsmustern als komplementarer Ansatz zu der Untersuchung einzelner Lebensmittel nimmt stetig zu. Generell konnen drei verschiedene Ansatze unterschieden werden um Ernahrungsmuster herzuleiten: A priori Indizes, welche das Wissen uber gesundheitsforderliche und –schadliche Eigenschaften eines Lebensmittels fur einen gewissen Endpunkt nutzen; A posteriori (exploratorische) Ernahrungsmuster, welche die populationsspezifischen vorliegenden Daten ohne eine vorangegangene Hypothese nutzen; gemischte Methoden, die das Wissen uber bestimmte Nahrstoffe oder Biomarker, welche in der Krankheitsentstehung eine Rolle spielen, nutzen und mit einer exploratorischen Methode kombinieren um krankheitsrelevante Ernahrungsmuster zu generieren. Vorangegangene systematische Ubersichtsarbeiten, welche die Evidenz der Assoziation zwischen Ernahrungsmustern und Diabetes mellitus Typ 2 zusammenfassten, waren entweder beschrankt auf eine Mustermethode oder kombinierten die Muster verschiedener Methoden, ohne die Zusammensetzung der Ernahrungsmuster zu berucksichtigen. Ziel: Das Ziel dieser Dissertation war eine umfassende Untersuchung der Assoziation von Ernahrungsmustern mit Diabetes mellitus Typ 2. Das erste Teilprojekt zielte auf die Erstellung einer systematischen Ubersichtsarbeit von prospektiven Studien ab, unter der Berucksichtigung der verschiedenen Methoden zur Herleitung von Ernahrungsmustern in der meta-analytischen Zusammenfassung, was in vorangegangen Ubersichtsarbeiten eine Limitation darstellte. Das zweite Teilprojekt hatte die Untersuchung der Assoziation mit Diabetes mellitus Typ 2 von exploratorischen Ernahrungsmustern, welche mit der Hauptkomponentenanalyse in einer multi-zentrischen europaischen Fall-Kohorten Studie hergeleitet wurden, zum Ziel. Des Weiteren wurde der eingeschrankten Anwendbarkeit von exploratorischen Mustern in anderen Studienpopulationen mit Methoden der Replikation dieser Ernahrungsmuster begegnet. Methoden: Im ersten Teilprojekt wurde eine systematische Literatursuche in den Datenbanken MEDLINE und Web of Science vorgenommen, sowie ein dreistufiger Screeningprozess. Die identifizierten Studien wurden nach den jeweiligen Methoden zur Erstellung von Ernahrungsmustern zusammengefasst und Meta-Analysen nur fur diejenigen Ernahrungsmuster mit vergleichbarer Zusammensetzung vorgenommen. Im zweiten Teilprojekt wurden landerspezifische Ernahrungsmuster mittels Hauptkomponentenanalyse aus 36 standardisierten Lebensmittelgruppen hergeleitet. Die Assoziation mit Diabetes mellitus Typ 2 Risiko wurde mit verschieden adjustierten Cox Regressionsmodellen zur Berechnung von Hazardratenverhaltnissen untersucht. Die Ernahrungsmuster, welche eine signifikante Assoziation mit dem Diabetesrisiko aufzeigten, wurden anschliesend uber alle Lander in der EPIC-InterAct Studie repliziert: Entweder wurden Summenscores ungewichteter standardisierter Lebensmittelgruppen berechnet (wenn die Korrelation mit dem originalen Ernahrungsmuster r ≥ 0.90 war) oder Summenscores der Produkte von standardisierten Scoringkoeffizienten mit standardisierten Lebensmittelgruppen (wenn die Korrelation mit dem originalen Ernahrungsmuster r < 0.90). Die resultierenden Scores wurden standardisiert nach der Verteilung der gesamten EPIC-InterAct Subkohorte, dann in jedem Land angewendet und die Assoziation mit Diabetes mellitus Typ 2 anhand der Cox Regressionsmodelle berechnet. Anschliesend wurden Meta-Analysen zur Berechnung der gepoolten Schatzer durchgefuhrt. Ergebnisse: Im ersten Teilprojekt ergab die Literatursuche 48 Artikel, welche 16 Kohorten umfassten. Die Einhaltung der Mediterranen Diat (relatives Risiko (RR) fur den Vergleich der extremen Quantile: 0,87; 95%-Konfidenzintervall (KI): 0,82, 0,93), der DASH Diat (RR: 0,81; 95%-KI: 0,72, 0,92) und des Alternative Healthy Eating Index (AHEI) (RR: 0,79; 95%-KI: 0,69, 0,90) war mit einer signifikanten Reduzierung des Diabetesrisikos assoziiert. Exploratorische Ernahrungsmuster, charakterisiert durch rotes und verarbeitetes Fleisch, prozessiertes Getreide, hochfette Milchprodukte, Eier und frittierte Produkte, waren positiv mit dem Diabetesrisiko assoziiert (RR: 1,44; 95%-KI: 1,27, 1,62), wahrend Ernahrungs-muster, charakterisiert durch Gemuse, Hulsenfruchte, Obst, Geflugel und Fisch, invers mit dem Diabetesrisiko assoziiert waren (RR: 0,84; 95%-KI: 0,77, 0,91). Ernahrungsmuster, welche mit reduzierter Rangregression hergeleitet wurden und charakterisiert waren durch eine hohe Aufnahme von prozessiertem Getreide, zuckergesusten Getranken und verarbeitetem Fleisch und einen niedrigen Weinkonsum, waren alle signifikant mit dem Diabetesrisiko assoziiert. Im zweiten Teilprojekt konnten zwei wesentliche Ernahrungsmuster in jedem Land mit der Hauptkomponentenanalyse hergeleitet werden. Ein Ernahrungsmuster, welches in Frankreich hergeleitet wurde und charakterisiert war durch Nusse, andere Fruchte, verarbeitetes Fleisch, Fisch, Eier, Kuchen und Kekse, Kaffee und andere alkoholische Getranke, war signifikant assoziiert mit einem erniedrigten Diabetesrisiko. Drei andere Ernahrungsmuster, hergeleitet in Spanien, Norfolk und Oxford, welche sich erheblich in ihrer Zusammensetzung unterschieden, waren mit einem erhohten Diabetesrisiko assoziiert. Keine der Replikationen dieser vier Ernahrungsmuster konnte die signifikante Assoziation mit Diabetes mellitus Typ 2 uber andere Lander bestatigen. Schlussfolgerung: Aus der systematischen Ubersichtsarbeit lies sich schlussfolgern, dass Ernahrungsweisen gemas der Mediterranen Diat, DASH und AHEI ein starkes Potenzial zur Pravention von Diabetes mellitus Typ 2 zu haben, obwohl sie sich in einigen Komponenten unterscheiden. Exploratorische Ernahrungsmuster wurden basierend auf konkordanten Lebensmitteln gruppiert und waren signifikant mit dem Diabetesrisiko assoziiert, auch wenn die Untersuchungen einzelner Lebensmittel eher begrenzte Evidenz fur einen Zusammenhang aufwiesen. Trotzdem bleiben sie populationsspezifische Beobachtungen. Das wurde auch in dem zweiten Teilprojekt unterstrichen, als landerspezifische Ernahrungsmuster generiert wurden und keines der Ernahrungsmuster, welches signifikant mit dem Diabetesrisiko assoziiert war, durch Simplifizierung oder Replikation der Musterstruktur des Originalmusters uber alle Lander bestatigt werden konnte. Fur drei RRR-Muster konnten konsistente positive Assoziationen mit dem Diabetesrisiko uber verschiedene Studienpopulationen beobachtet werden.