宿主和环境因素对平均健康人群肠道微生物群变化的影响尚未得到深入研究。最近的两项研究这个第一个领导Jeroen Raes博士VIB疾病生物学中心/布鲁塞尔Vrije大学(VUB)/古鲁汶-鲁汶大学(比利时)和第二个领导傅景元博士格罗宁根大学(荷兰),展览与饮食、生活方式和药物有关的健康个体肠道微生物群变化.

研究人员分析了来自比利时佛兰德肠道菌群项目的粪便样本、生理测量和调查数据(FGFP)(N=1106)并对荷兰的生命线进行深入研究(N=1135)-迄今为止,对两个最大的健康志愿者队列进行了研究。其他全球数据集也进行了整合,总共代表了近4000人(N合计=3948),是迄今为止研究的最大样本. “以前的大多数研究都集中在特定的疾病上,或者地理范围明显缩小。”雷博士说.

分析表明在95%以上的人群中发现14属核心肠道微生物共664种。该研究还报告了69个与肠道微生物群组成和多样性相关的因素. 这些因素大多与粪便转运时间、健康状况、饮食、药物、性别和年龄有关。饮食是一个重要因素,大多数与面包和水果的纤维消耗有关。除此之外,,肠道微生物揭示了宿主生活方式和健康状况的各个方面:研究人员发现,菌属丰度与抗生素摄入量(例如阿莫西林)、尿酸浓度、粪便稠度、臀围,甚至是巧克力和啤酒的首选类型之间存在关联。粪便浓度是与肠道微生物群组成相关的最强变量,而最能解释研究人群中微生物群落变化的因素是药物的使用,包括抗生素、渗透性泻药、炎症性肠病药物、女性激素、抗焦虑药(苯二氮卓类)、抗抑郁药和抗组胺药。这一结果突出了考虑药物微生物群关联作为人类微生物群研究中的潜在混杂因素. 关于肠道微生物群组成与体重指数的关联,影响大小较小但显著。与预期相反,出生方式(剖腹产或阴道分娩)和婴儿营养(母乳喂养或非母乳喂养)与成人微生物群组成变化无关。研究还证实某些细菌属与疾病有关. 例如,粪杆菌溃疡性结肠炎患者的数量减少,并且存在梭杆菌与结直肠癌有关。FGFP队列中90%以上的已鉴定微生物群协变量也在荷兰队列中检测到。据Raes博士说“这种复制为结果增加了巨大的健壮性”。

第二学习,由傅景元博士格罗宁根大学(荷兰),重点研究了生命线深层队列中1135名参与者的肠道微生物群与几个人体测量、生化、免疫学、环境、饮食和药物参数以及疾病表型之间的显著相关性。共有126种外源和内源宿主因子与肠道微生物群落的个体间变异有关. 分析表明西式饮食的几个特征之间存在负相关,如总能量摄入较高、经常吃零食、高脂肪(全脂)牛奶和含糖饮料以及微生物多样性较低. 此外,抗生素、质子泵抑制剂、二甲双胍、他汀类药物和泻药的使用对肠道微生物群有强烈影响。

而这些因素共同占微生物群落变异的18.7%,粪便嗜铬粒蛋白A(CgA)-肠内分泌细胞分泌的一种蛋白质,被认为与应激状态和肠道相关疾病的活跃期有关-仅与61种微生物相关,其丰度共同解释了肠道微生物组成总丰度的53%. 低CgA浓度与较高的微生物群多样性、功能丰富性、高浓度高密度脂蛋白(HDL)和大量摄入水果和蔬菜有关。这些结果表明,粪便中CgA水平可作为肠道健康的潜在生物标志物,而其他评估因素仅产生非常温和的影响。需要进一步研究,以探索这些观察结果的因果关系和潜在机制。

总之,这些数据为宿主和生活方式因素对健康个体肠道微生物群变化的影响提供了新的见解。这些结果为未来的疾病研究和临床研究提供了重要信息:在未来的临床研究中纳入已确定的协变量(饮食信息、生活方式、健康状况、人体测量、转运时间、药物)可能是合适的。然而,需要更大样本量的后续研究,以便继续探索整个肠道微生物群落的生物多样性,并确定导致微生物群落组成变化的其他因素。

参考资料:

Falony G、Joossens M、Vieira Silva S等。肠道微生物组群变异的群体水平分析.科学. 2016; 352(6285):560-4.

Zhernakova,Kurilshikov A,Bonder MJ等。基于群体的宏基因组学分析揭示了肠道微生物组组成和多样性的标记.科学. 2016; 352(6285):565-9.