根据最近发表在《eGastroenterology》杂志上的一项探索性研究,答案比预期更复杂。来自KU Leuven和合作机构的研究人员进行了一项严格控制的饮食干预,称为“燕麦研究”,以检验限制食物种类是否能在个体之间引起肠道微生物群的趋同。令人惊讶的是,尽管参与者的饮食变得几乎相同,但他们的微生物组并没有随之趋同。这凸显了个体化反应的重要性,并指出了“一刀切”方法在针对微生物群的饮食干预中的局限性。
这项为期21天的研究跟踪了来自比利时弗兰德的18名健康成年人。研究分为三个阶段:7天的基础期,参与者保持日常饮食;6天的干预期,参与者仅食用燕麦片、全脂牛奶和矿泉水;以及8天的随访期,参与者恢复正常饮食。每天收集粪便样本并每周抽血,通过16S rRNA基因测序结合流式细胞术进行定量微生物组分析。参与者还保持详细的饮食记录,使研究人员能够将饮食摄入与微生物和代谢结果联系起来。值得注意的是,微生物组分析考虑了摄入与排泄之间大约两天的延迟,提高了数据的准确性。
关键发现
- 饮食趋同实现
干预显著减少了食物摄入的多样性。分析证实,在6天的燕麦单一饮食阶段,饮食多样性明显下降。宏量营养素摄入也下降了,卡路里减少了31.5%,脂肪、蛋白质和碳水化合物的摄入量也显著减少。有趣的是,由于燕麦为主的饮食,纤维摄入量增加。
- 微生物组在个体间并未趋同
该研究最令人惊讶的发现之一是肠道微生物群在个体间缺乏趋同。微生物组谱保持独特,甚至在某些情况下变得更加不同。饮食干预对属级微生物组变异的影响大小为3.4%,但个体间差异显著(1.67–16.42%)。这挑战了统一饮食输入会产生统一微生物结果的长期观点,支持了宿主特异性因素如遗传、基线微生物群和代谢能力主导饮食调节反应的观点。
- 向潜在失衡肠型转变
微生物群落结构出现了显著变化。与失衡相关的Bacteroides2(Bact2)肠型的流行率在干预期间显著增加,而更稳定的Bacteroides1(Bact1)群落减少。这些变化在参与者恢复正常饮食后逆转。Bact2的优势伴随着Faecalibacterium(一种已知具有抗炎特性的产丁酸属)的显著下降。鉴于其与微生物多样性减少和炎症状态的关联,Bact2的短暂上升引发了对这种限制性饮食健康影响的担忧。
- 微生物载量和多样性下降
干预期间粪便微生物载量下降了超过30%,而粪便湿度或传输时间没有变化。这与观察到的热量摄入减少一致,并呼应了之前在热量限制下细菌生物量减少的发现。此外,通过Shannon指数测量的整体微生物组多样性在干预期间显著下降,这种模式与不成熟和不具弹性的微生物生态系统相关。
- 个体微生物组反应独特
尽管有群体水平的趋势,个体对同一饮食的反应非常不同。一些人微生物组成发生了显著变化,而另一些人则相对稳定。作者试图识别预测因素,如性别或基线微生物多样性,但在校正多重测试后,没有发现明确的预测因素。这种不可预测性强化了宿主-微生物群相互作用的复杂性,并表明个人特质而非仅仅是饮食驱动了微生物变化。个性化营养可能对实现目标微生物组调节至关重要。
解释和含义
这项研究的结果挑战了简化饮食会自然导致微生物群落趋同的直觉观点。相反,它们说明了个体微生物群的弹性以及现有微生物状态在塑造对环境变化反应中的重要性。它强调了:(1)个性化饮食优于通用处方:即使在严格控制的饮食条件下,个体对饮食的微生物反应也各不相同。未来的干预措施应考虑个性化基线评估以指导饮食建议;(2)谨慎使用肠型作为生物标志物:虽然Bact2与失衡和疾病有关,但其在此健康个体中的短暂出现表明在解释肠型作为固定或病理性标志时应持谨慎态度;(3)超越卡路里和宏量营养素:该研究支持了微生物组的“连续成熟”概念,其中微生物发展不仅受营养摄入影响,还受底物多样性和传输时间的影响。这些因素在塑造肠道健康方面可能与卡路里含量同样重要。
总之,“燕麦研究”强调,即使饮食多样性的大幅减少也不一定会导致肠道微生物群的一致性。相反,人类微生物组表现出弹性和个体性,由复杂的宿主-微生物动态所支配。虽然饮食趋同增加了潜在失衡社区类型的流行率并减少了微生物多样性,但总体效果是适度的且个体间差异很大。这些见解对未来针对微生物组的干预措施的设计至关重要,必须考虑个体差异和生态背景。
查看文章:
Vermeulen A, Bootsma E, Proost S, et al. Dietary convergence induces individual responses in faecal microbiome composition. eGastroenterology 2025;3:e100161. doi:10.1136/ egastro-2024-100161
关于eGastroenterology
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