一项最近发表在《细胞》杂志上的研究探讨了微生物组恢复策略对健康成年人的影响。该研究发现，非工业化的饮食方式能显著改善肠道健康，减少疾病风险，并增强与心脏代谢益处相关的微生物组互动。
背景
人类的胃肠道（GI）内有复杂的微生物群，这些微生物对宿主的发育、健康和适应能力有重要贡献。这种共生关系在数百万年的进化中形成，与现代工业化社会的条件截然不同。工业化的生活方式因素导致了肠道微生物群的营养供应不足，阻碍了共生菌的传递。虽然这些因素通过食品安全和传染病预防大幅提高了预期寿命，但也与非传染性疾病（NCDs）的风险增加有关。这促使人们假设，NCDs的增加可能是由于宿主与微生物群共生关系的破坏所致。工业化导致肠道微生物群多样性减少，纤维发酵减少，促炎微生物增加，免疫调节和纤维降解微生物丧失。小鼠实验表明，西方饮食会导致共生微生物的饥饿和灭绝。因此，有必要恢复肠道微生物群，以纠正工业化带来的影响。
研究及发现
在这项研究中，研究人员调查了一种微生物组恢复策略对健康加拿大人的影响。该策略包括一种在工业化微生物群中罕见的细菌——Limosilactobacillus reuteri（雷特氏乳杆菌），以及一种非工业化微生物组恢复饮食。两种菌株分别从德国（DSM 20016T）和巴布亚新几内亚农村（PB-W1）分离出来。
恢复饮食基于巴布亚新几内亚的食物设计，如大米、卷心菜、黄瓜等，在加拿大可获得的食物，以及富含棉子糖和水苏糖的食物。研究人员进行了一项随机对照喂养试验，评估微生物组恢复策略的效果。受试者被随机分配食用恢复饮食或他们平时的饮食三周。经过三周的洗脱期后，参与者转换到另一种饮食再持续三周，随后是额外的三周洗脱期。此外，参与者在每个饮食周期的第4天被随机分配接受安慰剂或_L. reuteri_菌株（任一菌株）。共有41名受试者被随机分配，但只有30人完成了干预并纳入分析。
纤维摄入量在恢复饮食期间平均翻倍，而饱和脂肪显著减少；能量摄入没有显著差异。补充_L. reuteri_未对安全性相关指标产生可检测的影响；恢复饮食能够增加肌酸水平并降低估算的肾小球滤过率（eGFR），但仍在正常范围内。恢复饮食增加了每日排便次数，软化了粪便质地，并增加了胃肠道症状，如胀气、腹胀和胃痛。通过定量聚合酶链反应（qPCR）和培养，可以在给药两天后在粪便样本中检测到_L. reuteri_。两种菌株在给药后12至17天内无法检测到。恢复饮食仅增加了PB-W1的数量。PB-W1细胞数量在给药后四天和八天显著高于DSM 20018T。
恢复饮食在四天内减少了α多样性，这一变化在整个饮食期间持续存在；它还显著改变了肠道微生物群落，通过基线和治疗点之间的β多样性差异评估。进一步分析表明，α多样性指数和个体间及个体内β多样性差异在洗脱期结束或重新开始常规饮食后不久恢复到基线水平；这意味着恢复饮食对肠道微生物组产生了短暂、可逆的影响。恢复饮食增加了短链脂肪酸（SCFA）和乙酸盐水平，降低了粪便pH值，支链脂肪酸（BCFAs）和BCFA-to-SCFA比率。
此外，进行了非靶向代谢组学分析以描述血浆代谢物。在给药后四天，未检测到接种组之间有显著的代谢物变化。然而，当与常规饮食相比时，恢复饮食对代谢物变化有显著的全局效应。恢复饮食显著改变了31种代谢物，其中90%由微生物产生/修饰或由宿主和微生物共同产生。
接下来，研究团队调查了恢复策略对NCD风险标志物的影响。恢复饮食降低了粪便钙卫蛋白和血浆总胆固醇、非高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白（LDL）胆固醇、C反应蛋白（CRP）和空腹血糖水平。胰岛素敏感性有所提高，主要由空腹血糖的减少驱动。
结论
综上所述，研究结果提供了关于微生物组恢复的重要见解。研究人员能够在一名参与者中重新引入PB-W1菌株。单剂量的_L. reuteri_对微生物组生态、慢性病风险标志物和血浆代谢组没有可检测的影响。恢复饮食减少了微生物组多样性，其对微生物组组成和功能特征的影响在参与者之间差异很大。此外，恢复饮食有益地改变了多种血浆代谢物，许多是由微生物产生的，这些代谢物与NCDs相关。恢复饮食还有若干心脏代谢益处，如体重减轻和空腹血浆葡萄糖、LDL和CRP水平下降。值得注意的是，恢复饮食纠正了与NCD病理相关的微生物组特征，其中一些预测了心脏代谢益处。
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