2024年年底，我们报道了意大利特伦托大学Nicola Segata团队关于咖啡调治肠道微生物的研究[1]，引起了大家广泛的关注和讨论。
没成想，短短一个多月后的今天，Segata团队又在著名期刊《自然·微生物学》上发表了一篇重要研究论文[2]。
这一次，意大利特伦托大学的Nicola Segata和Francesco Asnicar，携手英国伦敦国王学院Tim D. Spector和Sarah E. Berry，基于5个独立跨国队列的21561人数据，绘制了杂食、素食和严格素食三种饮食模式的肠道微生物图谱。
基于研究数据，他们发现肠道微生物图谱可以很好地区分上述三个群体，平均AUC到达了0.85。此外，他们还发现，红肉是杂食者微生物组的强大驱动力，相应的特征微生物与心脏代谢健康呈负相关；而严格素食者的特征微生物与有利的心脏代谢指标相关。
尤其值得注意的是，饮食模式相关特异性微生物与部分食物微生物组重叠，例如杂食和素食者肠道中富集的乳制品微生物，以及严格素食者肠道中存在的典型土壤微生物。这项研究成果加深了我们对食物影响肠菌的认知，也为通过调治肠菌改善健康提供了新思路。
▲论文首页截图
我们都知道，食物会影响肠道微生物的组成，进而影响人体健康。
然而，不同的饮食模式究竟如何影响肠菌的组成，目前还缺少大规模跨国、跨队列的研究。因此，科学家目前还没有厘清二者之间的详细关系。
为了办理上述问题，Segata团队这次采用了英国、美国和意大利三国的五个队列，共计21561受试者。他们根据受试者的饮食习惯，将他们分成三组，包括19817名杂食者（食物包括肉类、乳制品和蔬菜），1088名素食者（不吃肉）和656名严格素食者（不吃肉类、乳制品和其他动物产品）。所有受试者都采集了粪便样本，并有元基因组测序数据。
正如预计的那样，不同饮食模式的肠道微生物丰度存在明显差异。详细来说，与杂食动物的物种水平基因组分箱（SGB）相比（中位数为217-299），严格素食者（中位数209-266）和素食者（中位数201-269）的SGB丰度较低。然而，严格素食者与素食者之间没有明显差异。研究人员认为，微生物的α多样性可能与潜在更多样化的饮食模式相关。
▲五个队列不同饮食模式下肠菌的差异
在对上述数据汇总分析之后，Segata团队发现，肠道微生物特征可以很好地区分三种饮食模式的受试者，受试者工作特征曲线下面积（AUC）到达了0.85。
此中，将严格素食者从杂食者中分离出来的预测性最高（平均AUC为0.90），其次是将素食者从严格素食者中分离出来（0.84），末了是将素食者从杂食者中分离出来（0.82）。
不难看出，不同饮食模式受试者群体的肠菌特征很独特，值得开展进一步研究。
▲肠道微生物特征对饮食模式的预测代价
详细来看，杂食者微生物组中增长的几种SGB与肉类消费有关，它们要么与肉类消化有关（Alistipes putredinis和Bilophila wadsworthia），要么与炎症性肠病有关（Ruminococcus torques）；在严格素食微生物组中，比例较高的几种SGBs，有的是已知的丁酸生产者（Lachnospiraceae、Butyricicoccus sp.和Roseburia hominis），另有专门从事纤维降解的（Lachnospiraceae）。
值得注意的是，乳制品中常见的嗜热链球菌，在素食者和严格素食者，以及杂食者和严格素食者之间差异较大。简单来说，当饮食模式的主要区分特征在于乳制品消费时，奶酪和酸奶产品中的SGB具有区分这些饮食模式的最大效能。
Segata团队还研究了红肉、白肉、奶制品、水果和蔬菜等主要食物类别，在区分不同饮食模式的肠道微生物特征中的作用。研究结果显示，与杂食者的肠菌相比，肉类消费与5种素食者相关SGB和11种严格素食者相关SGB负相关。而且，与杂食者高度相关的SGB，与红肉消费的相关性强于白肉消费。如此看来，红肉确实是主力。
此外，水果和蔬菜与3种素食者相关SGB和11种严格素食者相关SGB正相关。值得注意的是，大多数相关性与蔬菜的关系比与水果的关系更为密切，任何与杂食者肠道微生物组密切相关的SGB都与水果或蔬菜呈负相关。
▲杂食者与素食者主要差异肠菌（上排）、与严格素食者主要差异肠菌（下排）
从上图中，我们还可以发现，与素食者和严格素食者的肠道微生物组相比，杂食者肠道微生物组中大多数排名靠前的SGB与较差的心脏代谢健康（CMH）相关，而素食者和严格素食者的肠道微生物组则相反。
考虑到不同饮食模式肠道微生物的富集有两个潜在来源：饮食模式的选择性富集，或者直接来自于食物。例如前文提到的乳制品中常见的嗜热链球菌等。因此，Segata团队想知道饮食特异性的肠菌特征有多少是食物来源微生物。
他们发现，在五个队列中，有260种SGB来自于食物。不过，不同饮食模式中独特食物SGB的数量不同，严格素食者微生物组中的食物SGB明显少于杂食者和素食者，但素食者和杂食者微生物组中的食物SGB则没有差异。从SGB贡献程度来说，乳制品贡献的最多，其次是水果和蔬菜，末了是肉类。这也很符合日常饮食习惯，乳制品中往往会添加发酵菌或益生菌，而水果和蔬菜可以生吃，肉类往往需要加工，难以提供活的微生物。
这个结果说明，我们日常喝的酸奶确实会影响肠菌，甚至连我们生吃的水果蔬菜中的微生物，也会成为肠菌的重要组成部分。
▲食物携带的微生物也会影响肠菌组成
从上图还可以发现，在严格素食者肠菌中盛行率较高的几种食物SGB，如Enterobacter hormaechei、Citrobacter freundi、Raoultella ornithinolytica和Klebsiella pneumoniae，都是土壤微生物群和/或固氮菌的成员。它们有的可以促进番茄和甜椒的生长，有的可以促进小麦和大豆的生长。此外，他们还发现，素食和严格素食者肠菌中，与植物相关的微生物通路更加丰富。
这一发现说明，除了乳制品中的微生物之外，咱们日常吃的果蔬微生物，也有可能成为肠菌的重要组成部分。不过，上述土壤微生物的存在与人类健康之间的关系仍不明确，有待进一步研究。尽管如此，这一发现也为通过食物干预肠菌提供了一个新思路。
总的来说，Segata团队的这项研究成果，深入地揭示了食物选择或者饮食模式对肠菌和健康的影响。尤其是发现的不同食物对特定肠菌的影响，有助于我们了解饮食与健康之间的关系，以及开发干预方式。
参考文献：
本文作者丨BioTalker
来源：https://view.inews.qq.com/k/20250107A0ATDM00
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