這是一份根據演講者口述內容與簡報資料(Slides)合併重建的詳細雙效演講逐字稿。內容以演講者的敘述為主軸,並將簡報中提供的重要數據、實驗設計細節與圖表資訊無縫融入其中,以底線標示出純粹由簡報補充的延伸細節。
運用乳清蛋白降低第一型糖尿病患者運動期間的低血糖風險 (Use of Whey Protein to Reduce Risk of Hypoglycemia During Exercise for People with T1D)
研究目標與乳清蛋白的生理特性
本次演講的主要目標,是探討乳清蛋白(Whey Protein)的攝取時機與劑量如何影響第一型糖尿病(T1D)患者的血糖變化。我們希望了解如何利用這種血糖反應,來預防運動期間的低血糖,以及透過睡前攝取蛋白質來預防夜間低血糖。最後,我們也會探討目前第一型糖尿病患者在日常生活中使用蛋白質的質性經驗。
我們第一個計畫旨在了解乳清蛋白在第一型糖尿病中的生理特性。本研究招募了 12 名皆使用胰島素幫浦的成年第一型糖尿病患者(平均年齡 47.3 ± 16.4 歲,糖尿病史 28.1 ± 11.5 年,HbA1c 6.7 ± 0.5%,體重 79.2 ± 12.5 公斤,包含 5 女 7 男)。
參與者接受了三項主要介入測試以及一項探索性介入測試,具體包含:
每位參與者在臨床試驗中心報到前皆經過隔夜禁食,並且在過去 24 小時內未進行劇烈運動。試驗約在早上 7:30 開始,我們首先斷開他們的胰島素幫浦,等待 4 小時讓皮下胰島素清除(Washout),然後開始靜脈注射(IV)胰島素,並在整個研究期間固定注射量,以確保胰島素濃度保持穩定。我們同時輸注葡萄糖追蹤劑(Glucose tracer)**(於 -120 分鐘時開始)以測量內生性葡萄糖生成量。在給予測試飲品(於 0 分鐘時攝取)**後,我們在接下來的 3 小時內,每 10 分鐘測量一次血糖濃度。
實驗結果:升糖素與葡萄糖生成的劑量依賴性反應
我們發現,正如預期,乳清蛋白會顯著驅動升糖素(Glucagon)的分泌、增加葡萄糖的生成,並以**劑量依賴(Dose-dependent)**的方式提高血糖濃度。
在血漿升糖素的反應上,針對低、高、超高劑量,我們觀察到升糖素分泌分別顯著增加了大約 5 倍、7 倍和 9 倍**(在攝取後 60 至 90 分鐘達到高峰)**。這在臨床上具有重大意義,因為正如我早先提到的,一般沒有糖尿病的人在運動或低血糖時,常規的抗調節升糖素反應大約只有增加 2 到 3 倍,因此 5、7 或 9 倍的增加是非常可觀的。
這也導致在攝取蛋白質後的數小時內,葡萄糖出現率(Glucose rate of appearance)或肝臟葡萄糖生成量顯著增加,特別是在較高劑量的組別中**(在攝取後 30 至 120 分鐘之間達到高峰)。這些機制的共同作用,使得在蛋白質攝取後的一段顯著時間內,血漿葡萄糖濃度大幅上升。在低劑量蛋白質條件下,血糖相較於控制組增加了約 3 mmol/L;而在較高劑量(0.5 和 0.75 克/公斤)下,則增加了約 5 mmol/L,且在整個 3 小時內保持一致(此時控制組的血糖呈現微幅下降趨勢)**。
因此,我們認為較低劑量的蛋白質可能對短時間運動非常有益,而較高劑量的蛋白質則對長時間運動、長時間禁食或夜間睡眠期間非常有幫助。重要的是,我們觀察到蛋白質帶來的是快速反應——在攝取後的前 20 分鐘內,升糖素分泌、葡萄糖生成和血糖濃度就開始上升。這讓我們認為,在運動開始前攝取蛋白質可能有助於預防低血糖(Hypoglycemia)。
運動前攝取蛋白質的臨床應用
接下來的系列研究,我們旨在利用上述數據,測試是否能透過攝取蛋白質來預防運動時的低血糖。
研究一:在「最佳條件(低胰島素殘留量)」下的表現
第一項研究探討在我們所謂的運動「最佳條件」(即低胰島素殘留量, Low Insulin on Board, IOB)下,運動前攝取乳清蛋白預防低血糖的效果。這代表參與者遵循了目前建議的運動前準備。
本研究招募了 29 名使用自動胰島素傳注系統(AID,具體為 MiniMed 780G)的成年 T1D 患者。參與者在運動前 4 小時進食並給予完整的餐前胰島素(Meal bolus),這限制了運動開始時的殘留胰島素量。他們還在運動前 2 小時將幫浦設定為較高的目標血糖值,進一步限制了胰島素的傳注;如果運動前血糖低於 7.0 mmol/L,他們會攝取 10 克碳水化合物。接著,他們進行 60 分鐘的中等強度自行車運動(維持 50% VO2max)。在兩個不同的試驗日中,他們在運動前 30 分鐘分別攝取水或高劑量(0.5 克/公斤)的蛋白質。
結果顯示: 在運動期間,蛋白質組與控制組相比,血糖濃度顯著提升。在 60 分鐘的運動期間,蛋白質組的血糖維持平穩,0-60 分鐘內的血糖變化(Delta glucose)為 -0.17 ± 1.2 mmol/L,最低血糖值(Nadir Glucose)為 7.64 ± 1.6 mmol/L;相比之下,控制組在運動期間血糖下降了約 2 mmol/L**(精確為 -1.93 ± 2.3 mmol/L,最低血糖值為 5.40 ± 1.5 mmol/L)**。 此外,蛋白質組發生低血糖的情況大幅減少。在控制組中,約有 17% 的人(5 人)在運動中經歷了低血糖(這也是我們實驗室研究中常見的比例);而在蛋白質組中,低血糖發生率降至 0%(無人發生低血糖)。
不過,我們也觀察到在運動後短暫的過渡期內,蛋白質組的高於目標範圍時間(Time Above Range, TAR >10mmol/L)顯著增加**(控制組為 5.41%,蛋白質組為 8.89%)**。我們認為在這種最佳條件下,較低劑量的蛋白質可能更適合用來預防運動後血糖上升。雖然高劑量可以維持數小時的血糖上升,但這種上升是短暫的;如果看當天剩餘的時間,兩組的 TAR 表現其實非常相似,血糖上升僅短暫發生在運動後的兩小時內。
研究二:在「高風險條件(高胰島素殘留量)」下的表現
由於大多數 T1D 患者並未完全落實目前的運動前準備建議,我們需要測試蛋白質在這些更危險的條件下是否同樣有效。第二項研究是高胰島素殘留量條件(次佳條件),這是運動時發生低血糖的重大風險因子。
本研究包含 21 名使用 MiniMed 780G 的成年 T1D 患者。試驗設計與第一項完全相同,唯一差別是參與者在運動前 2 小時進食並給予完整的餐前胰島素,這導致運動開始時體內有高胰島素殘留量(High IOB)。他們同樣在運動前 30 分鐘攝取 0.5 克/公斤的蛋白質或水。
結果顯示: 在這種高風險條件下,控制組的結果對於低血糖風險而言堪稱災難——超過四分之三**(76%,即 16 名)的參與者在運動期間經歷了低血糖(0-60 分鐘血糖下降 -4.15 ± 2.X mmol/L,最低達 4.91 ± 2.4 mmol/L)。相對地,蛋白質組只有非常少數的參與者發生低血糖,低血糖發生率被顯著降低。 在蛋白質介入下,血糖下降幅度不如控制組大,且運動期間達到的最低血糖值也較高。在這種高胰島素殘留條件下,控制組和蛋白質組的高血糖時間(TAR)都非常少(控制組僅 9.96%)**。同樣地,若將時間窗口拉長到當天剩餘時間,儘管在運動期間顯著預防了低血糖,蛋白質攝取後並未造成當天剩餘時間出現顯著的過度高血糖。
非運動條件的應用:夜間與齋戒期
我們知道攝取蛋白質可以預防運動中的低血糖,但我們認為它在非運動條件下也具有實用價值。
1. 夜間低血糖防護 這是一組針對 15 名使用胰島素幫浦(CSII)的成年 T1D 患者的試點數據。參與者在睡前 4 小時進食,在整個過夜期間保持固定的基礎胰島素(Basal rate),並在睡前立即攝取水或蛋白質(乳清分離蛋白 WPI)。 結果顯示,蛋白質組在 8 小時的過夜期間,感測器血糖濃度顯著高於控制組。細部分析顯示,葡萄糖的曲線下面積(AUC)顯著增加**(控制組 0.07 vs 蛋白質組 1.20,P<0.001)**,且在攝取蛋白質後的前 6 小時內,血糖濃度顯著升高。因此,我們認為蛋白質在夜間非常有實用價值,因為許多 T1D 患者(尤其是運動後胰島素敏感度升高時)仍常在夜間發生低血糖。
2. 齋戒期(Ramadan)的長期禁食 這是一項在去年底發表的報告**(Alamoudi et al. Journal of Diabetes and Endocrine Practice 2025)**。研究針對 41 名在齋戒月期間進行長時間禁食的成年 T1D 患者。研究發現,在他們禁食前的最後一餐(Suhoor,封齋飯)中添加 24 克乳清蛋白混合在 200 毫升牛奶中,能夠有效預防低血糖,並最大限度地減少他們在齋戒期間被迫打破禁食的次數。**數據顯示,在封齋後至下午 Iftar(開齋飯)前,蛋白質組的平均低血糖事件發生率皆低於未補充組(例如下午 4-6 點:0.3 vs 0.6,P=0.05)。**這再次證明,對於夜間和長時間禁食,乳清蛋白同樣具有良好的效果。
T1D 患者目前使用蛋白質的質性現況
最後,我們擁有一些關於 T1D 患者使用蛋白質的質性數據。我們在澳洲調查了超過 300 名 T1D 參與者**(總數 N=390,T1D 為 308 人;平均年齡 46.9 歲;96% 使用 CGM,52% 使用 AID,43% MDI),發現高達三分之一(30%)的 T1D 成人在日常生活中使用蛋白質補充劑,其中最常見的正是乳清蛋白(佔 81%)**。
但重要的是,許多使用蛋白質的人並沒有主動利用它來管理血糖。 在受訪者中,有 44% 的人表示會特別在運動前後攝取蛋白質,56% 則不會。而那些在運動前後攝取的人,多數(57%)是在「運動後」才攝取——這符合目前為增加肌肉蛋白質合成的運動營養建議,但他們卻錯失了在運動前攝取可能帶來的控糖益處(僅 29% 在運動前攝取)。多數人並非有意識地將蛋白質作為控制血糖的工具,調查顯示 46% 是為了增加肌肉,只有 20% 是為了對血糖產生影響。 因此,我們認為許多患者只需做出非常微小的生活習慣改變——僅僅是改變攝取蛋白質補充劑的時間點——就能在血糖管理上獲得顯著的好處。
小結: 我們認為蛋白質是一個未開發且實用的工具,可預防 T1D 患者的低血糖。它能迅速刺激升糖素分泌、帶來適度但持久(超過3小時)的血糖提升,將 60 分鐘中等強度運動期間的低血糖發生率降低 5 到 10 倍,且具成本效益、耐受性好、易於轉化為臨床實踐。 這項研究最讓我喜歡的部分是,患者可以立刻將此策略應用到日常生活中。他們不需要等待 7 年等某種療法上市,他們現在就可以去超市購買,並立刻將運動期間的低血糖風險降低高達 5 或 10 倍。 演講最後,我分享一張上週末一位過去參與者的簡訊截圖。他傳給我他運動的數據紀錄**(顯示他在運動前 30 分鐘攝取了 30g 蛋白質,並維持在理想的心率與平穩的血糖範圍)**,並表示:「我超愛蛋白質帶來的效果!」我經常收到已經將此融入生活的受試者傳來這類訊息。
感謝墨爾本大學的團隊、所有合作者,以及 Helmsley Charitable Trust 和澳大利亞糖尿病學會對本研究的資助。如果您有任何問題,很抱歉我無法到場,請將問題向我在場的同事與好友 Dr. Zaharieva 提出,她比我聰明多了,我相信她很樂意解答。謝謝大家。
(主持人交接) 我們邀請賓州大學(University of Pennsylvania)的 Jorge "Jo" Kamimoto 來探討他關於吸入性胰島素與 AID(自動胰島素傳注系統)的計畫,以及 EDGE 計畫。
從洞察到行動:EDGE 計畫與 INHALE-AIDEx (From Insight to Action: New Approaches)
大家午安。再次感謝 Helmsley 基金會邀請我今天來演講,我感到非常榮幸。我沒有任何利益衝突需要聲明。
作為前言提醒,我們從 T1-DEXI(第一型糖尿病運動觀察研究)中學到了兩個重要教訓**(Jacobs et al. DRCP 2024; Riddell et al. Diabetes Care 2023)**:
因此,儘管自動胰島素傳注系統(AID)有諸多好處,我們仍開始看到皮下注射胰島素緩慢動力學帶來的局限性。這引導出我們的兩項新研究:EDGE 與 INHALE-AIDEx。
EDGE 計畫:運動教育指南介入 (Educational Diabetes Guidance for Exercise)
我們首先來談談 EDGE 計畫。EDGE 的目標是評估以指南為基礎的無障礙教育支援,是否能提高第一型糖尿病成年患者在體能活動期間與活動後的目標範圍內時間(TIR, 70–180 mg/dL)。
為什麼需要 EDGE?讓我們來認識「約翰 (John)」。 約翰是一位 35 歲的餐廳經理兼父親,患有 T1D。他今年的新年新希望是多做運動。然而,約翰在運動期間和運動後總是飽受低血糖之苦。下次約翰來你的診所時,你只有 20 分鐘的看診時間。你進行了常規的糖尿病照護,查看了他的 CGM 數據,討論了幫浦設定,做了預防性護理(足部檢查)、討論了血脂。當只剩下 3 分鐘時,你問約翰:「今天還有什麼問題嗎?」約翰說:「我真的很想運動,但我很怕血糖會太低。」 你非常盡責,給了約翰 20 種不同的運動建議,並印出了指南給他。約翰道謝後回家了。但當他到家時,他已經忘記了你說的一半內容,看著那疊指南,他意識到自己永遠不會去讀它。於是,他去健身房時索性拔掉了胰島素幫浦,結果接下來的一整天他都在與高血糖奮戰。到了傍晚,約翰感到非常挫折,甚至開始重新考慮運動的目標。
我們想要幫助像約翰這樣的人。這正是 EDGE 尋找的對象:患有 T1D 且保持活躍的成年人**(目標族群為美國 >18 歲,每週活動至少 2 天,T1D 確診大於 1 年,目前使用 Dexcom G6/G7 或 Medtronic Guardian 4 CGM 者)**。 我們的目標是招募 150 名參與者,並將他們以 1:1 隨機分配至「標準照護組」或「結構化教育介入組」。我們的主要終點是運動當天的 TIR(70 到 180 mg/dL)。
EDGE 的特色與 P.A.C.E. 方法論
EDGE 與以往有何不同?我們盡量減少理論的探討,轉而專注於實用且以時間軸為基礎的設計。 這意味著什麼?我們將指南中的建議提取出來,並在最容易執行的時間點進行分組:
我們與一個很棒的團隊合作,成員不僅包含臨床醫師、運動生理學家、糖尿病衛教師,還包含 T1D 患者以及專門製作教育影片的媒體設計公司。因此 EDGE 的核心是傳達核心原則的教育影片,並輔以重點講義。 例如在講義中,我們給出非常具體的實操指引:「在運動期間每 20 分鐘檢查一次 CGM;若血糖降至 126 mg/dL 以下,可補充高升糖指數碳水化合物。可根據 CGM 趨勢箭頭決定克數:水平箭頭補充 10-15g;微降箭頭補充 15-25g;單一向下箭頭補充 25-30g;兩個向下箭頭補充 30-35g。」 如果像約翰一樣,去健身房前只有五分鐘,他可以直接獲取所需的關鍵資訊。
但我們知道,並非所有方法對每個病患都有效。當病患想更進一步為自己量身規劃時該怎麼辦? 因此我們開發了 P.A.C.E. 方法論,目的是提供一個容易記憶的框架,減輕認知負荷:
根據我們首批 12 位完成者的早期數據,結果令人振奮:大多數患者同意這些影片對他們有幫助**(67% 表示同意或強烈同意)。當我們問及具體幫助在哪裡時,最主要的改善在於「管理體能活動期間或之後的血糖」(58%)以及「減少低血糖次數」(42%)**。
未來,如果這套方法奏效,我們希望能分享這些教育素材、將其翻譯成多種語言。大家在會議中不斷聽到 AI 的應用,EDGE 是否能變成一個你可以提問的聊天機器人?是的。它能否利用 P.A.C.E. 幫你做個人化規劃?絕對可以。我們現在都有追蹤活動的穿戴裝置,這能否整合進裝置中?例如,你的手錶偵測到你正在運動,它會彈出通知:「嗨,你現在的血糖是 XX,運動後請注意這點,或記得規劃恢復飲食。」或者 GPS 偵測到你正前往健身房,它會提示:「嘿,你考慮過這個了嗎?跟著指示做,確保你準備好安全地開始運動。」
INHALE-AIDEx:利用吸入性胰島素克服 IOB 挑戰
現在我要轉向談談 INHALE-AIDEx 計畫。 INHALE 的核心前提是:我們能否在 AID 使用者身上,利用 Technosphere Insulin (TI, 吸入性胰島素/Afrezza) 的藥物動力學 (PK) 曲線,來減少運動開始時的胰島素殘留量 (IOB)? 如前所述,T1-DEXI 的重要教訓是:運動開始時的 IOB 會導致低血糖;因此,IOB 越少,低血糖就越少。
從胰島素曲線來看,吸入性胰島素(TI)的作用在極短時間內達到高峰,更重要的是,它消退得非常快****(在 60 分鐘內達到峰值,240 分鐘內幾乎回到基線)。所以如果你在飯後兩、三或四小時
