随着人口老龄化加剧,认知衰退和痴呆已成为全球重要公共卫生挑战。膳食营养作为可干预的生活方式因素,被认为是延缓认知衰退的重要途径。然而,同样的健康饮食为何对不同个体产生不同效果,其背后的生物学机制尚不清楚。越来越多证据提示,肠道菌群可能是影响个体膳食响应差异的重要因素。
健康植物性膳食模式强调摄入全谷物、蔬菜、水果、豆类、坚果等健康的植物源性食物,并减少摄入不健康的植物源性食物以及动物源性食物,具有潜在的健康效益和环境可持续性的双重优势。越来越多的证据表明,肠道微生物组作为重要的生物调节器,其组成与功能不仅可能中介健康饮食的认知保护效应,还可能调控个体对特定膳食成分的应答,部分解释营养干预效果的异质性。既往队列研究提示个体对健康饮食的代谢与炎症反应存在明显个体差异,即个体肠道菌群的组成和功能可能影响个体膳食干预的获益程度。然而,目前整合膳食、肠道宏基因组和血浆代谢组的大规模纵向多组学研究仍十分匮乏,难以系统阐明膳食、肠道菌群与认知之间的互作关系。
近日,复旦大学郑琰研究员、王笑峰教授和浙江大学袁长征研究员团队合作,在Cell Reports Medicine上发表了题为Healthful plant-based diet, gut enterotype, and cognition in a rural Chinese elderly cohort: A longitudinal multi-omics study的研究论文。该研究基于大规模中国农村老年队列,通过多组学分析发现,健康植物性饮食与特定肠道菌群特征和微生物代谢物密切相关。更重要的是,肠道菌群背景显著影响饮食对认知功能的关联强度:并非所有老年人都能从同样的健康植物性饮食中获得相同程度的认知获益。这一发现为认知衰老领域的精准营养策略提供了重要人群证据。
研究依托中国如皋纵向衰老队列(Rugao Longitudinal Aging Study,RLAS),纳入784名70~98岁老年人,整合详细的膳食评估、重复认知测评、肠道宏基因组、血浆代谢组数据,研究发现,健康植物性膳食模式与肠道菌群整体结构显著相关;并与多种有益肠道微生物的富集显著相关,其中包括多种参与膳食纤维降解和短链脂肪酸产生的关键菌群。坚果和全谷物摄入对菌群结构的影响尤为明显,并与多个神经递质和肠-脑轴相关功能模块密切相关。
团队先前基于多项中西方大规模人群队列证实了健康植物性膳食依从性越高全因痴呆症风险、AD归因死亡和全因死亡风险更低。本研究最重要的发现是,不同肠道菌群背景的老年人对健康植物性饮食的认知响应存在明显差异。研究者将参与者划分为三类肠型后发现,健康植物性饮食与认知功能改善的关联主要存在于非普氏菌优势肠型人群中,而在普氏菌优势肠型人群中则未观察到显著关联。这表明,肠道菌群可能决定个体从健康饮食中获得认知益处的程度,为解释营养干预效果的个体差异提供了新的生物学依据。这一发现提示,未来认知衰老干预可能需要从“推荐什么饮食”进一步发展到“为谁推荐什么饮食”。
最后,为进一步阐明膳食、菌群、与脑健康的潜在机制,研究还分析了血浆中81种肠-脑轴相关的菌群代谢物,最终聚焦12种与健康植物性膳食显著相关的代谢物,进一步分析发现,这些血浆代谢物可能参与了健康植物性饮食与认知功能之间的联系,其中支链氨基酸等代谢物发挥了重要作用。这些代谢物与神经炎症调控和血脑屏障功能密切相关,为理解“饮食—菌群—大脑”通路提供了新的线索。
综上,该研究表明,健康植物性饮食对认知健康的潜在益处并非完全一致,而是受到肠道菌群背景的显著影响。研究从人群水平揭示了“饮食—菌群—代谢物—认知”之间的关联网络,为未来基于肠道菌群特征开展认知衰退精准预防和个体化营养干预提供了重要科学依据。随着精准营养理念的发展,未来有望根据个体肠道菌群特征制定更精准的饮食策略,从而促进健康老龄化并降低认知障碍风险。
浙江大学公共卫生学院沈洁、复旦大学人类表型组研究院孙仲汉为论文共同第一作者;复旦大学郑琰研究员、王笑峰教授、浙江大学袁长征研究员为共同通讯作者。该研究得到多团队协作支持。
https://www.cell.com/cell-reports-medicine/fulltext/S2666-3791(26)00214-4
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