近日，中国疾病预防控制中心营养与健康所在ADVANCED SCIENCE 杂志（影响因子 = 15.1）上发表了题为“Diet Mediate the Impact of Host Habitat on Gut Microbiome and Influence Clinical Indexes by Modulating Gut Microbes and Serum Metabolites”的科研论文（原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202310068）。该论文第一作者为营养所张继国研究员，营养所王惠君研究员和张兵研究员教授为并列通讯作者，合作团队包括山东大学和美国北卡罗莱纳大学教堂山分校。该研究发现地理因素导致了最大微生物群变异，验证了地理、膳食和肠道微生物群对中国人群血清代谢物和宿主健康的影响，并为指导设计人类疾病预防和治疗策略的后续研究提供了全面的资源。
该课题研究对象为“中国健康与营养调查”项目的15省、自治区/直辖市的3224名18-80岁成年人，并对地理、人口、食物、营养素、生理和血液指标等6大类109个变量进行了多重分析。研究发现，地理因素解释了研究对象肠道微生物大部分的变异。膳食是介导不同居住地人群肠道微生物差异的最重要因素。研究还发现，膳食和肠道微生物的共同参与导致血清代谢物的变化，并与血压、血糖等慢性病指标的变化相关。该研究证明，肠道微生物及其代谢物是膳食等外部因素影响人类健康的重要介质，其结果为建立新的人群疾病预防和治疗策略提供了重要依据。
研究的主要发现
图1 肠道微生物群组成和相关宿主因素概述
A 队列的图形摘要和变量概述（N=收集的变量数量，n=样本量）。中国地图中的背景根据区域分类着色。红色曲线表示本研究中两个区域的边界。红色直线表示中国人口边界的胡焕庸线。
B 个体间前五个门级微生物群的相对丰度（n=3,224）。
C 前十个菌群属的相对丰度。
D 基于FDR＜0.05过滤的PERMANOVA（Adonis）评估与肠道微生物变异显著相关的宿主因素的影响大小，根据元数据类别着色。
膳食是不同居住地人群肠道微生物差异的最重要因素
研究人群中小麦消费随纬度升高而增加，而大米、猪肉和蔬菜消费随纬度降低而增高。来自河南、陕西和山东（中国北方）的人群食用小麦较多，而来自湖南、贵州、广西和云南（中国南方）的人群食用大米、猪肉和蔬菜较多。由于食物偏好的地理差异，与食物相关的肠道菌属也表现出明显的地理差异。北京、陕西和河南的人群肠道富含双歧杆菌；浙江和云南的人群肠道富含Blautia菌；云南和广西的人群肠道富含Eggerthella菌。小麦和大米的摄入量可以介导纬度对双歧杆菌的影响。小麦和鱼类的摄入量可以介导纬度对Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌的影响。小麦摄入量和双歧杆菌丰度与纬度的增加呈正相关，而大米和鱼类摄入量以及Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌与纬度呈负相关。
肠道微生物介导了食物摄入对血清代谢物及临床指标的影响
食物和肠道微生物从很大程度上解释了血清代谢物的变异。在湖南省和贵州省，植物油摄入是与人群血清代谢物关联最多的食物。Blautia菌提高了水果摄入对血清苏氨酸水平的影响，Blautia菌丰度与血清苏氨酸呈正相关，苏氨酸是一种与舒张压负相关的代谢物，这可能是水果摄入降低舒张压的潜在途径，Blautia菌还可能通过降低血清甘油磷酸胆碱（16:0/16:1）的水平来降低血压。大米摄入量与芽孢杆菌的丰度呈正相关，芽孢杆菌与血清壬二酸（C9-DC）呈正相关，而壬二酸 (C9-DC）与糖化血红蛋白（HbA1c）呈正相关。饮酒可能通过降低Clostridium XVIII菌的丰度和增加2-羟基-3-戊酸甲酯水平而导致天冬氨酸转氨酶升高。
衰老与肠道微生物和血清代谢物有关
年龄也是与肠道微生物密切相关的显著变量。研究发现，双歧杆菌、Blautia菌和Lachnospiracea incertae sedis菌与年龄的增长呈负相关，而机会性病原体大肠埃希氏杆菌/志贺氏杆菌和狭窄梭菌与年龄呈正相关。在与年龄相关的代谢产物中，发现磷脂酰甘油(16:0)和甘油磷酸胆碱(18:0/20:4)与年龄呈正相关。此外，与年龄相关的慢病指标与肠道微生物和血清代谢物的变化有关，肠道Blautia菌减少和血清磷脂酰甘油(16:0)增加可能与高血压有关。
撰稿：关方旭
编辑：张妍
审核：何宇纳 张继国
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