微生物衍生的多酚代谢物与肠道微生物群:临床研究的范围综述Microbial-derived polyphenol metabolites and the gut microbiota: A scoping review of clinical studies - ScienceDirect

环球医讯 / 硒与微生态来源:www.sciencedirect.com美国 - 英语2026-07-29 04:36:50 - 阅读时长6分钟 - 2864字
本范围综述系统分析了56项临床研究,探讨微生物衍生的多酚代谢物(MPMs)与肠道微生物群之间的关系。研究发现,不同多酚类化合物(如酚酸、植物雌激素和尿石素)的代谢与特定微生物存在关联,例如戈登氏菌与尿石素的产生。然而,研究方法的局限性(如过度依赖16S rRNA测序)限制了对微生物功能的深入理解。文章指出了当前研究的空白,包括对白藜芦醇、黄烷酮和黄烷-3-醇相关代谢物的研究不足,并呼吁采用标准化、高分辨率的多组学方法,以改善可重复的微生物特征和多酚代谢潜在机制的识别,从而将这些特征与功能性健康结果联系起来,为精准营养提供科学基础。
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微生物衍生的多酚代谢物与肠道微生物群:临床研究的范围综述

摘要

背景

膳食(多)酚类化合物因其促进健康的特性而广为人知,但它们的生物活性在很大程度上取决于肠道微生物代谢。微生物组组成的个体差异导致微生物衍生(多)酚代谢物(MPMs)的产量不同,从而导致不同的健康结果。

目标

本范围综述旨在系统地绘制报告MPMs与肠道微生物组成和功能之间关系的临床证据范围,突出研究空白以指导未来调查。

方法

使用预定义的搜索标准,两名审稿人确定了报告代谢物水平和微生物组结果之间关系的人类临床研究。

结果

共纳入56项研究。证据主要集中在酚酸(n=20)、植物雌激素(n=18)和尿石素(n=17)上,而其他MPMs与其他微生物群的关系仅在1-2项研究中报告。大多数研究使用16S rRNA基因测序来识别肠道微生物群(n=42),只有六项研究使用宏基因组鸟枪测序,这限制了分类分辨率和功能推断。研究结果揭示了特定微生物与MPMs之间的重复关联;虽然一些反映了已知的生产菌群(例如戈登氏菌与尿石素),但其他可能代表更广泛的社区级相互作用(例如阿利斯提普斯菌与赤藓糖醇)。然而,这些结果在不同(多)酚类别、干预类型和宿主特定背景下有所不同。

结论

本范围综述确定了重复的微生物群-MPM关联以及主要证据差距,包括有限的功能微生物组表征和对几种MPM类别/亚类(例如白藜芦醇、黄烷酮和黄烷-3-醇相关MPMs)的稀疏研究。未来研究需要采用标准化、高分辨率的多组学方法,以改善可重复的微生物特征和(多)酚代谢潜在机制的识别,并将这些特征与功能性健康结果联系起来。

引言

(多)酚类化合物是植物来源的化合物,广泛存在于水果、蔬菜、坚果、茶、葡萄酒、草药、香料和其他植物性食物中,其调节健康的特性日益受到认可。这些化合物包括几个主要类别——如类黄酮、木脂素、芪类、酚酸和其他(多)酚类化合物(如鞣花素)——每种类别都由特征性化学结构和多样化的亚类定义。尽管这些化合物可以作为抗氧化剂和信号分子,但其低内在生物利用度意味着它们最显著的生理效应只有在被肠道微生物转化后才会产生。微生物生物转化产生一系列代谢物,可以塑造肠道微生物组成和功能,并调节肠道屏障功能、氧化应激、炎症、神经过程以及心血管代谢健康。

重要的是,膳食(多)酚类化合物、其微生物衍生代谢物和肠道微生物群之间的关系本质上是双向的。虽然肠道微生物介导了母体(多)酚类化合物向影响宿主生理的生物活性代谢物的生物转化,但母体化合物及其产生的代谢物也可以直接和间接地调节微生物群落组成和功能。这些效应可能通过选择性抗菌活性、底物提供或微生物信号通路发生,从而重塑肠道微生物组的生态结构。因此,微生物类群可以同时作为代谢物产生的决定因素和作为受(多)酚类暴露和下游代谢产物影响的响应元素或结果。

越来越多的研究表明,肠道微生物组在食物衍生化合物代谢和生物活性中的作用表明,微生物组组成的个体差异部分导致了(多)酚类代谢和对富含(多)酚类饮食或干预的反应的变异性。证据表明,个体表现出独特的微生物衍生代谢表型——通常称为"代谢表型"或"生产表型"——由特定(多)酚类衍生代谢物的特征性谱图定义。Favari等人(2024)最近的一项系统综述综合了153项人类研究,确定了(多)酚类代谢中个体间变异性的两个广泛类别。第一类反映了数量梯度,其中个体可以根据代谢物的尿液排泄量被分类为高、中或低排泄者。第二类反映了定性或准定量的代谢表型,由特定代谢物的存在/不存在或比例模式定义——例如尿石素(鞣花素)、赤藓糖醇(异黄酮)的生产者与非生产者。

人类研究已经说明了某些代谢表型导致不同健康效果的具体案例。例如,尿石素代谢表型区分了健康结果,尿石素A生产代谢表型与石榴或核桃干预后改善的脂质、血糖和炎症谱图相关,以及帕金森病患者的神经退行性结果。赤藓糖醇生产者状态预测了对异黄酮暴露的反应,影响更年期症状、心血管代谢谱图和乳腺癌风险。同样,较高的苯基-γ-戊内酯排泄与摄入类黄烷-3-醇后有利的脂质和血压参数相关。这些例子强调,代谢物产生的个体间差异在生物学上是有意义的,对疾病风险和治疗反应有重要影响。

Favari等人(2024)还强调,虽然宿主遗传学、性别、年龄和生理学有助于个体间变异性,但微生物组变异性是跨(多)酚类化合物的代谢物谱图的主要决定因素。虽然已经开始识别某些代谢物组的核心微生物特征的步骤(例如戈登氏菌作为尿石素生产者的标志),但许多特征仍描述不足。因此,确定可能作为特定(多)酚类衍生代谢物暴露标志的微生物类群,是利用代谢分型实现个性化饮食干预的关键步骤。

尽管关于人类健康和疾病中膳食(多)酚类的原始和二次文献丰富,但很少有综述专门关注人类中的MPMs,更少专门关注它们与微生物类群的关系。因此,本范围综述绘制了将MPMs与多个(多)酚类化合物的肠道微生物组组成、多样性和功能结果联系起来的人类证据。鉴于微生物-代谢物相互作用本质上是双向的,本综述不假设单向因果途径,而是绘制报告的关系,假设存在双向微生物-代谢物系统,以总结这些相互作用的潜在微生物特征。

通过系统地绘制这些关联,本范围综述确定了临床证据何时稳健,存在哪些差距,以及未来干预如何利用这些信息来优化人类健康中(多)酚类的生物活性。这项工作代表了精准营养的关键步骤,使饮食策略能够根据个体微生物组谱图进行定制,并针对代谢物驱动的健康益处进行优化。

研究方法与结果

搜索策略和研究选择

我们的综述过程遵循Joanna Briggs研究所(JBI)的范围综述框架,并在开放科学框架上注册了预定义协议。我们对MEDLINE(PubMed)、Embase(Elsevier)、Web of Science(高级)、Scopus(高级)、ProQuest Health & Medical、Cochrane Library和ClinicalTrials.gov进行了同行评审和灰色文献的无限制搜索。

搜索结果和研究概述

在我们的搜索之后,5,450篇文章被纳入标题和摘要筛选。其中,共有441篇文章被纳入全文筛选,确定最初有132篇符合我们的纳入标准。在初始搜索一年后进行的额外搜索又确定了四篇文章纳入。总共136篇文章被纳入数据提取和合成,其中56篇特别包含结果分析。

证据概述

本范围综述综合了当前将MPMs与不同(多)酚类化合物、人群和研究设计中的肠道微生物组成和功能联系起来的临床证据。证据基础最集中于酚酸研究,其次是植物雌激素和尿石素,对其他(多)酚类化合物或亚类的研究数量较少。在这些组中,确定了重复的类群-代谢物关联。

在不同的(多)酚类化合物和亚类中,我们的综合表明,虽然一些类群-代谢物关联与已知的微生物生产者一致,但更常见的是,这些关联反映了共享的社区级功能。重要的是,即使干预结果随食物基质、持续时间和宿主背景而变化,这些关系中的许多仍然存在。认识到这些模式为机制知情的、基于微生物组的营养策略提供了基础。

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