撰文｜617

人體腸道菌群與健康密切相關(guān)，并受到多種因素影響，如飲食、種族、性別、年齡等。然而，營(yíng)養(yǎng)干預(yù)研究通常為小樣本隊(duì)列，且往往因局限于當(dāng)?shù)厣罘绞胶惋嬍沉?xí)慣的特異性而導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)效力不足。而包含多國(guó)人群的大規(guī)模綜合研究，有助于厘清腸道菌群與健康、飲食之間的關(guān)聯(lián)。

近日，意大利特倫托大學(xué)Nicola Segata和Francesco Asnicar團(tuán)隊(duì)在Nature雜志上發(fā)表了題為Gut micro-organisms associated with health, nutrition and dietary interventions的文章。該研究通過(guò)分析美英兩國(guó)5個(gè)大型隊(duì)列超過(guò)3.4萬(wàn)名受試者的健康、飲食和宏基因組數(shù)據(jù)，明確了腸道菌群與飲食和心血管代謝疾?。–MD）之間的關(guān)聯(lián)，并構(gòu)建了“ZOE微生物組健康排名2025”與“ZOE微生物組飲食排名2025”兩大榜單，量化了腸菌的健康效應(yīng)。

作者整合ZOE PREDICT系列5個(gè)隊(duì)列。5個(gè)隊(duì)列共覆蓋美國(guó)21,340名和英國(guó)13,354名參與者，并收集了宏基因組、長(zhǎng)期/短期飲食記錄（食物頻率問(wèn)卷、手機(jī)APP飲食日志）、人體測(cè)量學(xué)指標(biāo)（BMI、腰圍等）及健康標(biāo)志物（血糖、血脂、炎癥指標(biāo)等）等數(shù)據(jù)。

機(jī)器學(xué)習(xí)模型驗(yàn)證顯示，腸道菌群可有效預(yù)測(cè)健康標(biāo)志物（血糖、血脂、炎癥指標(biāo)等）和飲食指數(shù)，AUC值0.64-0.73，Spearman相關(guān)系數(shù)0.30-0.46，且在美英人群中具有一致性。

隨后，作者在校正性別、年齡和BMI的情況下，計(jì)算了661種非稀有腸道微生物物種與37個(gè)健康指標(biāo)的相關(guān)性，并對(duì)這些微生物進(jìn)行打分排名，形成 “ZOE微生物組健康排名2025”榜單 。排名越靠前的微生物與健康標(biāo)志物（如低BMI、正常血糖、低炎癥水平）呈正相關(guān)，排名越靠后則與不良健康狀態(tài)呈正相關(guān)。

在“ZOE微生物組健康排名2025”中排名前50的有利微生物中，包括已被證實(shí)具有積極作用的 Eubacterium siraeum （SGB4198）和 Faecalibacterium prausnitzii （SGB15317）， 但仍有很大一部分 (n =22)是未知微生物。

50種最不利微生物多為已培養(yǎng)且有明確分類(lèi)標(biāo)簽的物種 ，包含此前已被證實(shí)與腸道炎癥、代謝紊亂相關(guān)的 Ruminococcus gnavus 、 Flavonifractor plautii 等。

此外，作者還通過(guò)分析微生物與飲食健康度之間的關(guān)聯(lián)，定義了一個(gè) “ ZOE微生物組飲食排名2025 ”榜單 。作者采用5個(gè)通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查或App記錄的飲食數(shù)據(jù)計(jì)算得到的指數(shù)來(lái)評(píng)估飲食健康程度。

飲食排名與健康排名高度一致，反映出飲食對(duì)微生物群的塑造作用。 不過(guò)在661個(gè)微生物中，仍有65個(gè)微生物排名存在巨大差異。這可能是由于某些細(xì)菌可以利用各種底物（包括不健康飲食的底物），并可在利用各種底物的同時(shí)釋放具有保護(hù)或有助于健康的代謝產(chǎn)物。

比如， Harryflintia acetispora （SGB14838）同時(shí)與良好的代謝指標(biāo)和不健康的飲食相關(guān)，而該微生物可以利用各種易得的單糖，并能產(chǎn)生抗炎的短鏈脂肪酸。

BMI雖然不是一個(gè)完美無(wú)瑕的健康指標(biāo)，但卻是一個(gè)應(yīng)用廣泛且易于獲取的健康指標(biāo)。因此作者基于 ZOE微生物組健康排名2025 ，對(duì)微生物的健康排名與BMI間的關(guān)系進(jìn)行了分析。

結(jié)果顯示，總體而言， 排名與BMI呈顯著正相關(guān)，其中排名較前的有利物種與BMI呈負(fù)相關(guān)，而排名較后的不利物種與BMI呈正相關(guān)。

為驗(yàn)證推廣這些關(guān)聯(lián)，作者進(jìn)一步對(duì)全球27個(gè)公共隊(duì)列的5348名健康個(gè)體進(jìn)行了評(píng)估，并根據(jù)BMI將受試者分成健康體重、超重和肥胖三組。結(jié)果顯示，健康體重人群比肥胖人群平均多攜帶5.2種有利微生物，少攜帶1.95種不利微生物。

此外，作者還分析了飲食排名與BMI的關(guān)聯(lián)性，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)榜單的關(guān)聯(lián)信號(hào)相似，但飲食排名的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度較弱。

接著，作者利用25項(xiàng)公開(kāi)可用的病例對(duì)照微生物組研究（共4816個(gè)樣本，其中對(duì)照組n=2707，疾病組=2109），評(píng)估了“ZOE微生物組健康排名2025”中的微生物在對(duì)照組和疾病組之間是否存在差異，并對(duì)排名前50和倒數(shù)后50的物種進(jìn)行了薈萃分析。

結(jié)果顯示 ，疾病組的有利微生物顯著低于對(duì)照組 （平均少3.6物種）， 不利微生物物種則更高 （平均多1 .6 個(gè)物種），并且有利微生物在對(duì)照組中貢獻(xiàn)更大，其中2型糖尿病與排名的關(guān)聯(lián)最強(qiáng)。

為了驗(yàn)證飲食改變對(duì)腸道微生物物種的存在和豐度影響，作者還分析了兩項(xiàng)飲食干預(yù)研究ZOE METHOD和ZOE BIOME。ZOE METHOD納入347名受試者。受試者被隨機(jī)分配到個(gè)性化飲食干預(yù)組或美國(guó)農(nóng)業(yè)部建議的一般飲食指導(dǎo)組（對(duì)照組）。ZOE BIOME隊(duì)列納入349名健康成年人，這些人被隨機(jī)分配到益生元干預(yù)組（特定益生元混合物）、對(duì)照組（熱量相同的面包丁）和益生菌組。

基于上述這兩個(gè)隊(duì)列的數(shù)據(jù)，作者分析了膳食干預(yù)對(duì)微生物的影響。ZOE METHOD試驗(yàn)的結(jié)果顯示，個(gè)性化飲食干預(yù)組46種微生物發(fā)生顯著變化，ZOE排名中的有利菌（如 Roseburia hominis 、 Agathobaculum butyriciproducens ，均為丁酸鹽產(chǎn)生菌）豐度升高，而常規(guī)飲食組僅2種微生物變化。

ZOE BIOME試驗(yàn)顯示益生元干預(yù)組57種微生物顯著變化，包括雙歧桿菌和丁酸鹽產(chǎn)生菌豐度升高，不利菌（如 Dysosmobacter welbionis ）豐度降低；益生菌組和對(duì)照組變化不顯著。

上述兩項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均顯示， 飲食干預(yù)后，豐度升高的微生物多為排名靠前的物種，降低的多為排名靠后的物種，驗(yàn)證了ZOE榜單的實(shí)用性。

綜上，該研究通過(guò)大規(guī)?？缛巳悍治觯鞔_了腸道菌群在飲食與CMD之間的關(guān)聯(lián)，并構(gòu)建了兩大微生物榜單，為精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)和代謝疾病干預(yù)提供了可操作的工具。同時(shí)該研究還強(qiáng)調(diào)了未培養(yǎng)微生物的健康價(jià)值，提示腸道菌群的有利功能可能依賴(lài)于未被充分探索的類(lèi)群，為微生物資源挖掘提供方向。

https://doi.org/10.1038/s41586-025-09854-7

制版人： 十一

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