近日，中國疾病預防控制中心營養與健康所在ADVANCED SCIENCE 雜志（影響因子 = 15.1）上發表了題為“Diet Mediate the Impact of Host Habitat on Gut Microbiome and Influence Clinical Indexes by Modulating Gut Microbes and Serum metabolites”的科研論文（原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202310068）。該論文第一作者為營養所張繼國研究員，營養所王惠君研究員和張兵研究員教授為并列通訊作者，合作團隊包括山東大學和美國北卡羅萊納大學教堂山分校。該研究發現地理因素導致了最大微生物群變異，驗證了地理、膳食和腸道微生物群對中國人群血清代謝物和宿主健康的影響，并為指導設計人類疾病預防和治療策略的后續研究提供了全面的資源。
該課題研究對象為“中國健康與營養調查”項目的15省、自治區/直轄市的3224名18-80歲成年人，并對地理、人口、食物、營養素、生理和血液指標等6大類109個變量進行了多重分析。研究發現，地理因素解釋了研究對象腸道微生物大部分的變異。膳食是介導不同居住地人群腸道微生物差異的最重要因素。研究還發現，膳食和腸道微生物的共同參與導致血清代謝物的變化，并與血壓、血糖等慢性病指標的變化相關。該研究證明，腸道微生物及其代謝物是膳食等外部因素影響人類健康的重要介質，其結果為建立新的人群疾病預防和治療策略提供了重要依據。
研究的主要發現
A 隊列的圖形摘要和變量概述（N=收集的變量數量，n=樣本量）。中國地圖中的背景根據區域分類著色。紅色曲線表示本研究中兩個區域的邊界。紅色直線表示中國人口邊界的胡煥庸線。
B 個體間前五個門級微生物群的相對豐度（n=3,224）。
C 前十個菌群屬的相對豐度。
D 基于FDR＜0.05過濾的PERMANOVA（Adonis）評估與腸道微生物變異顯著相關的宿主因素的影響大小，根據元數據類別著色。
膳食是不同居住地人群腸道微生物差異的最重要因素
研究人群中小麥消費隨緯度升高而增加，而大米、豬肉和蔬菜消費隨緯度降低而增高。來自河南、陜西和山東（中國北方）的人群食用小麥較多，而來自湖南、貴州、廣西和云南（中國南方）的人群食用大米、豬肉和蔬菜較多。由于食物偏好的地理差異，與食物相關的腸道菌屬也表現出明顯的地理差異。北京、陜西和河南的人群腸道富含雙歧桿菌；浙江和云南的人群腸道富含Blautia菌；云南和廣西的人群腸道富含Eggerthella菌。小麥和大米的攝入量可以介導緯度對雙歧桿菌的影響。小麥和魚類的攝入量可以介導緯度對Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌的影響。小麥攝入量和雙歧桿菌豐度與緯度的增加呈正相關，而大米和魚類攝入量以及Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌與緯度呈負相關。
腸道微生物介導了食物攝入對血清代謝物及臨床指標的影響
食物和腸道微生物從很大程度上解釋了血清代謝物的變異。在湖南省和貴州省，植物油攝入是與人群血清代謝物關聯最多的食物。Blautia菌提高了水果攝入對血清蘇氨酸水平的影響，Blautia菌豐度與血清蘇氨酸呈正相關，蘇氨酸是一種與舒張壓負相關的代謝物，這可能是水果攝入降低舒張壓的潛在途徑，Blautia菌還可能通過降低血清甘油磷酸膽堿（16:0/16:1）的水平來降低血壓。大米攝入量與芽孢桿菌的豐度呈正相關，芽孢桿菌與血清壬二酸（C9-DC）呈正相關，而壬二酸 （C9-DC）與糖化血紅蛋白（HbA1c）呈正相關。飲酒可能通過降低Clostridium XVIII菌的豐度和增加2-羥基-3-戊酸甲酯水平而導致天冬氨酸轉氨酶升高。
衰老與腸道微生物和血清代謝物有關
年齡也是與腸道微生物密切相關的顯著變量。研究發現，雙歧桿菌、Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌與年齡的增長呈負相關，而機會性病原體大腸埃希氏桿菌/志賀氏桿菌和狹窄梭菌與年齡呈正相關。在與年齡相關的代謝產物中，發現磷脂酰甘油（16:0）和甘油磷酸膽堿（18:0/20:4）與年齡呈正相關。此外，與年齡相關的慢病指標與腸道微生物和血清代謝物的變化有關，腸道Blautia菌減少和血清磷脂酰甘油（16:0）增加可能與高血壓有關。
日期：2024-06-03
該課題研究對象為“中國健康與營養調查”項目的15省、自治區/直轄市的3224名18-80歲成年人，并對地理、人口、食物、營養素、生理和血液指標等6大類109個變量進行了多重分析。研究發現，地理因素解釋了研究對象腸道微生物大部分的變異。膳食是介導不同居住地人群腸道微生物差異的最重要因素。研究還發現，膳食和腸道微生物的共同參與導致血清代謝物的變化，并與血壓、血糖等慢性病指標的變化相關。該研究證明，腸道微生物及其代謝物是膳食等外部因素影響人類健康的重要介質，其結果為建立新的人群疾病預防和治療策略提供了重要依據。
研究的主要發現
A 隊列的圖形摘要和變量概述（N=收集的變量數量，n=樣本量）。中國地圖中的背景根據區域分類著色。紅色曲線表示本研究中兩個區域的邊界。紅色直線表示中國人口邊界的胡煥庸線。
B 個體間前五個門級微生物群的相對豐度（n=3,224）。
C 前十個菌群屬的相對豐度。
D 基于FDR＜0.05過濾的PERMANOVA（Adonis）評估與腸道微生物變異顯著相關的宿主因素的影響大小，根據元數據類別著色。
膳食是不同居住地人群腸道微生物差異的最重要因素
研究人群中小麥消費隨緯度升高而增加，而大米、豬肉和蔬菜消費隨緯度降低而增高。來自河南、陜西和山東（中國北方）的人群食用小麥較多，而來自湖南、貴州、廣西和云南（中國南方）的人群食用大米、豬肉和蔬菜較多。由于食物偏好的地理差異，與食物相關的腸道菌屬也表現出明顯的地理差異。北京、陜西和河南的人群腸道富含雙歧桿菌；浙江和云南的人群腸道富含Blautia菌；云南和廣西的人群腸道富含Eggerthella菌。小麥和大米的攝入量可以介導緯度對雙歧桿菌的影響。小麥和魚類的攝入量可以介導緯度對Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌的影響。小麥攝入量和雙歧桿菌豐度與緯度的增加呈正相關，而大米和魚類攝入量以及Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌與緯度呈負相關。
腸道微生物介導了食物攝入對血清代謝物及臨床指標的影響
食物和腸道微生物從很大程度上解釋了血清代謝物的變異。在湖南省和貴州省，植物油攝入是與人群血清代謝物關聯最多的食物。Blautia菌提高了水果攝入對血清蘇氨酸水平的影響，Blautia菌豐度與血清蘇氨酸呈正相關，蘇氨酸是一種與舒張壓負相關的代謝物，這可能是水果攝入降低舒張壓的潛在途徑，Blautia菌還可能通過降低血清甘油磷酸膽堿（16:0/16:1）的水平來降低血壓。大米攝入量與芽孢桿菌的豐度呈正相關，芽孢桿菌與血清壬二酸（C9-DC）呈正相關，而壬二酸 （C9-DC）與糖化血紅蛋白（HbA1c）呈正相關。飲酒可能通過降低Clostridium XVIII菌的豐度和增加2-羥基-3-戊酸甲酯水平而導致天冬氨酸轉氨酶升高。
衰老與腸道微生物和血清代謝物有關
年齡也是與腸道微生物密切相關的顯著變量。研究發現，雙歧桿菌、Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌與年齡的增長呈負相關，而機會性病原體大腸埃希氏桿菌/志賀氏桿菌和狹窄梭菌與年齡呈正相關。在與年齡相關的代謝產物中，發現磷脂酰甘油（16:0）和甘油磷酸膽堿（18:0/20:4）與年齡呈正相關。此外，與年齡相關的慢病指標與腸道微生物和血清代謝物的變化有關，腸道Blautia菌減少和血清磷脂酰甘油（16:0）增加可能與高血壓有關。
日期：2024-06-03
